Biologiczne oko jest bardzo złożonym organem, a ludzie spędzili dziesięciolecia próbując odtworzyć ten najdelikatniejszy organ za pomocą technologii. Istniejące protetyczne oczy nie radzą sobie z niską rozdzielczością i płaskimi czujnikami obrazu 2D.
Teraz międzynarodowy zespół naukowców z Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) i University of California, Berkley, przezwyciężył to niedociągnięcie, wykonując po raz pierwszy biomimetyczne protetyczne oko przy użyciu tablicy nanowirów, która tworzy półkulistą sztuczną siatkówkę. I.e., czujnik obrazu 3D.
Publikacja w Nature, (paywall) zespół z HKUST prezentuje swoje „Elektrochemiczne Oko” (EC-Eye). Podczas gdy posiada wielką obietnicę w dziedzinie robotyki i dla osób z wadami wzroku, w być może bardziej tantalizujących przyszłych zastosowań, zespół wierzy, że ich EC-Eye może faktycznie zaoferować ostrzejsze widzenie niż naturalne ludzkie oko, i zawierać dodatkowe funkcje, takie jak zdolność do wykrywania promieniowania podczerwonego w ciemności. To oczywiście wkracza w sferę transhumanizmu i etycznego bagna, które to pociąga za sobą. Ale oprócz ekscytacji fanów science fiction, EC-Eye z pewnością ma bardziej bezpośrednie obietnice dla tych, których naturalny wzrok jest poważnie upośledzony.
Kluczem do tego nowego sztucznego oka jest wspomniany wcześniej układ nanowirów. Nanodruty te pochodzą z technologii perowskitowych ogniw słonecznych i są w zasadzie indywidualnymi nano-ogniwami słonecznymi, a zatem mogą naśladować biologiczne fotoreceptory znajdujące się w siatkówce. Nanodruty te zostały następnie podłączone do wiązki przewodów z ciekłego metalu, służących jako sztuczne nerwy, które z powodzeniem kierowały sygnały świetlne do ekranu komputera, który pokazywał to, co układ nanodrutów mógł „zobaczyć”.
Badania nad interfejsami elektroniczno-nerwowymi są już bardzo zaawansowane, dlatego istnieje nadzieja, że pewnego dnia te siatkówki z nanodrutów będą mogły być bezpośrednio wszczepiane i dołączane do nerwów wzrokowych pacjentów z upośledzeniem wzroku. Jeszcze bardziej zdumiewające jest to, że ta sztuczna siatkówka jest lepsza od naturalnej, jeśli chodzi o niedociągnięcia, które powstały w wyniku ewolucji naturalnej siatkówki. Wszystkie siatkówki posiadają ślepą plamkę, spowodowaną faktem, że wiązki nerwów wzrokowych muszą łączyć się gdzieś na siatkówce, aby transportować informacje do mózgu. W tym miejscu połączenia na siatkówce nie ma miejsca na komórki fotoreceptorowe i dlatego jest to ślepa plamka siatkówki. Na szczęście mózg „wypełnia puste miejsca” w tej plamce, dzięki czemu osoby o zdrowym wzroku nie widzą jej. Jednak efekty tej ślepej plamki można zaobserwować, jeśli lubisz patrzeć w gwiazdy w nocy. Znajdź bardzo niewyraźną gwiazdę i spróbuj spojrzeć na nią bezpośrednio; staje się trudna do zobaczenia, ale jest łatwiejsza do zobaczenia, jeśli zamiast tego patrzysz bezpośrednio wokół niej.
Eye EC nie ma takiej ślepej plamki.
Co więcej, nanowłókna mają większą gęstość niż komórki fotoreceptorowe w ludzkiej siatkówce. Dlatego, w teorii, sztuczna siatkówka może wykryć więcej sygnałów świetlnych, a zatem produkować wyższą rozdzielczość obrazu niż nawet najbardziej zdrowa siatkówka człowieka z dwudziestym wzrokiem.
Zaletami EC-Eye nad naturalnym okiem jest również fakt, że użycie różnych materiałów może umożliwić wykrywanie wyższego zakresu spektralnego, potencjalnie pozwalając ludziom z takimi implantami EC-Eye widzieć w ciemności, jeśli ich sztuczna siatkówka może wykrywać światło podczerwone.
Jednakże autorzy ostrzegają, że technologia ta jest wciąż we wczesnym stadium rozwoju.
„Zawsze byłem wielkim fanem science fiction”, powiedział prof. Zhiyong Fan z HKUST w komunikacie prasowym i główny autor badania, „i wierzę, że wiele technologii przedstawionych w historiach, takich jak te o podróżach międzygalaktycznych, pewnego dnia stanie się rzeczywistością. Jednak niezależnie od rozdzielczości obrazu, kąta widzenia czy łatwości obsługi, obecne bioniczne oczy nadal nie dorównują swoim naturalnym ludzkim odpowiednikom. Pilnie potrzebna jest nowa technologia, która rozwiąże te problemy, co daje mi silną motywację do rozpoczęcia tego niekonwencjonalnego projektu.”