Det biologiska ögat är ett mycket komplext organ, och människor har ägnat årtionden åt att försöka kopiera detta känsliga organ med hjälp av teknik. Befintliga ögonproteser har brister med låga upplösningar och platta 2D-bildsensorer.
Nu har ett internationellt forskarlag vid Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) och University of California, Berkley, övervunnit denna brist genom att för första gången tillverka en biomimetisk ögonprotes med hjälp av en nanotrådsarray som skapar en halvklotformig artificiell näthinna. D.v.s. en 3D-bildsensor.
I Nature (betalvägg) visar teamet vid HKUST upp sitt ”elektrokemiska öga” (EC-Eye). Det är mycket lovande inom robotteknik och för personer med nedsatt syn, men i framtida tillämpningar som kanske är ännu mer lockande tror teamet att deras EC-Eye faktiskt kan ge en skarpare syn än ett naturligt mänskligt öga och innehålla extra funktioner som t.ex. förmågan att upptäcka infraröd strålning i mörker. Detta är naturligtvis ett steg in i transhumanismens område och det etiska dilemma som detta innebär. Men bortsett från att det är spännande för science fiction-fans är EC-Eye helt klart mer lovande för dem vars naturliga syn är allvarligt nedsatt.
Nyckeln till detta nya konstgjorda öga är den nanotrådsgrupp som nämndes ovan. Dessa nanotrådar härstammar från perovskit-solcellsteknik och är i huvudsak enskilda nano-solceller, och kan därför efterlikna biologiska fotoreceptorer som finns i näthinnan. Dessa nanotrådar kopplades sedan till ett knippe ledningar i flytande metall, som fungerar som konstgjorda nerver, vilka framgångsrikt kanaliserade ljussignalerna till en datorskärm som visade vad nanotrådsarrayen kunde ”se”.
Med tanke på att forskningen om gränssnittet mellan elektronik och nerver redan har kommit en bra bit på väg, finns det förhoppningar om att dessa nanotrådsnätverk en dag ska kunna implanteras direkt i och fästas vid synnerverna hos synskadade patienter. Ännu mer häpnadsväckande är att denna konstgjorda näthinna är överlägsen en naturlig näthinna när det gäller de brister som har uppstått genom utvecklingen av den naturliga näthinnan. Alla näthinnor har en blind fläck, som beror på att de optiska nerverna måste anslutas någonstans på näthinnan för att transportera information till hjärnan. Denna anslutningspunkt på näthinnan har inget utrymme för fotoreceptorceller och är därför en blind fläck på näthinnan. Lyckligtvis ”fyller hjärnan ut” den här blinda fläcken så att personer med god syn inte ser den. Effekterna av denna blinda fläck kan dock ses om du gillar att titta upp på stjärnorna på natten. Hitta en mycket svag stjärna och försök att titta direkt på den; den blir svår att se, men den är lättare att se om du i stället tittar direkt runt omkring den.
E EC-Eye har inte en sådan blind fläck.
För övrigt har nanotrådarna högre densitet än fotoreceptorcellerna i den mänskliga näthinnan. Därför kan den konstgjorda näthinnan i teorin upptäcka fler ljussignaler och därför producera en högre bildupplösning än till och med den mest friska näthinnan hos en människa med tjugo-tjugo syn.
Fördelarna med ett EC-öga jämfört med ett naturligt öga är också det faktum att användningen av olika material kan möjliggöra upptäckt av ett högre spektralområde, vilket potentiellt skulle kunna göra det möjligt för personer med sådana EC-öga-implantat att se i mörker, om deras konstgjorda näthinna kan upptäcka infrarött ljus.
Författarna varnar dock för att denna teknik fortfarande befinner sig i ett tidigt skede.
”Jag har alltid varit ett stort fan av science fiction”, säger professor Zhiyong Fan från HKUST i ett pressmeddelande och huvudförfattare till studien, ”och jag tror att många av de tekniker som förekommer i berättelser, t.ex. om intergalaktiska resor, en dag kommer att bli verklighet. Oavsett bildupplösning, betraktningsvinkel eller användarvänlighet kan de nuvarande bioniska ögonen dock fortfarande inte mäta sig med sina naturliga mänskliga motsvarigheter. Det finns ett akut behov av en ny teknik för att lösa dessa problem, och det ger mig en stark motivation att starta detta okonventionella projekt.”