A biológiai szem egy rendkívül összetett szerv, és az emberek évtizedek óta próbálják ezt a legkényesebb szervet a technológia segítségével lemásolni. A létező műszemek az alacsony felbontású és 2D-s, lapos képérzékelőkkel alulmaradnak.
Most a Hongkongi Tudományos és Technológiai Egyetem (HKUST) és a Berkley-i Kaliforniai Egyetem nemzetközi kutatócsoportja legyőzte ezt a hiányosságot azzal, hogy első ízben készítettek biomimetikus műszemet egy nanodrót-tömb segítségével, amely félgömb alakú mesterséges retinát hoz létre. Vagyis egy 3D-s képérzékelőt.
A Nature-ben (paywall) publikáló HKUST csapata bemutatja “Elektrokémiai szemét” (EC-Eye). Miközben a robotika és a látássérült emberek számára nagy ígéretet hordoz, a csapat úgy véli, hogy az EC-Eye talán még izgalmasabb jövőbeli alkalmazásokban élesebb látást biztosíthat, mint a természetes emberi szem, és olyan extra funkciókat is tartalmazhat, mint például az infravörös sugárzás érzékelésének képessége a sötétben. Ez természetesen a transzhumanizmus területére lép, és az ezzel járó etikai mocsárba. De azon túl, hogy a sci-fi rajongók számára izgalmas, az EC-szem minden bizonnyal közvetlenebb ígéretet hordoz azok számára, akiknek a természetes látása súlyosan károsodott.
Az új mesterséges szem kulcsa a fent említett nanodrót tömb. Ezek a nanodrótok a perovszkit napelem technológiából származnak, és lényegében egyedi nano napelemek, ezért képesek utánozni a retinában található biológiai fotoreceptorokat. Ezeket a nanodrótokat ezután egy folyékony fémhuzalokból álló, mesterséges idegként szolgáló köteghez kapcsolták, amely sikeresen továbbította a fényjeleket egy számítógépes képernyőre, amely megmutatta, hogy mit “lát” a nanodrót tömb.
Az elektronikus-ideg interfészek kutatása már javában folyik, és remélik, hogy egy napon ezeket a nanodrót retinákat közvetlenül beültethetik és a látássérült betegek látóidegeire erősíthetik. Még megdöbbentőbb, hogy ez a mesterséges retina a természetes retina evolúciójából adódó hiányosságokat tekintve is jobb, mint a természetes retina. Minden retinának van egy vakfoltja, amelyet az a tény okoz, hogy a látóidegek kötegeinek valahol össze kell kapcsolódniuk a retinán, hogy az információt az agyba továbbítsák. A retinán ezen a csatlakozási ponton nincs hely a fotoreceptor sejtek számára, ezért ez a retina vakfoltja. Szerencsére az agy “kitölti” ennek a vakfoltnak az üres helyét, így az egészséges látású emberek nem látják. Ennek a vakfoltnak a hatása azonban látható, ha éjszaka szeret felnézni a csillagokra. Keressen egy nagyon halvány csillagot, és próbáljon meg közvetlenül ránézni; nehezen láthatóvá válik, de könnyebben látja, ha ehelyett közvetlenül körülötte néz.
Az EK-szemnek nincs ilyen vakfoltja.
A nanodrótok ráadásul nagyobb sűrűségűek, mint az emberi retinában lévő fotoreceptorsejtek. Ezért elméletileg a mesterséges retina több fényjelet képes érzékelni, és ezért nagyobb képfelbontást tud produkálni, mint még a húsz-húszéves látással rendelkező emberek legegészségesebb retinája is.
Az EC-Eye előnye a természetes szemmel szemben az is, hogy a különböző anyagok használatával magasabb spektrumtartomány érzékelése válhat lehetővé, ami potenciálisan lehetővé teszi az ilyen EC-Eye-implantátummal rendelkező emberek számára a sötétben való látást, ha a mesterséges retinájuk képes az infravörös fény érzékelésére.
A szerzők azonban figyelmeztetnek, hogy ez a technológia még korai stádiumban van.
“Mindig is nagy rajongója voltam a sci-fiknek” – mondta a HKUST professzora, Zhiyong Fan, a tanulmány vezető szerzője a sajtóközleményben – “és hiszem, hogy sok, a történetekben szereplő technológia, például az intergalaktikus utazás, egy nap valósággá válik. A jelenlegi bionikus szemek azonban – függetlenül a képfelbontástól, a látószögtől vagy a felhasználóbarátságtól – még mindig nem érnek fel természetes emberi megfelelőjükkel. Sürgősen szükség van egy új technológiára, amely megoldja ezeket a problémákat, és ez erős motivációt ad nekem, hogy belevágjak ebbe a nem hagyományos projektbe.”