Biyonik Göz Teknolojisi Nedir?

Araştırmacılar, gözdeki milyonlarca sinir hücresinin şekillerini ve konumlarını ve bunlarla ilişkili fiziksel ve ağ özelliklerini yeniden üreten deneysel olarak doğrulanmış bir bilgisayar geliştirdiler. Biyonik göz teknolojisiyle ,gözlerden beyne görsel bilgi ileten sinir hücrelerinin modellerine odaklanan araştırmacılar, netliği potansiyel olarak arttırmanın ve gelecekteki retina protez cihazlarına renk görüşü vermenin yollarını belirlediler. Güney Kaliforniya Üniversitesi Tıp Fakültesi'ndeki araştırmacılar, görme engelliler için protezlere renk görüşü ve daha iyi netlik getirebilecek sinyaller geliştirdiler.

Argus II

Dejeneratif göz hastalıklarından görme yetilerini yitiren dünyada milyonlarca insan bulunmakta. Genetik bozukluk retinitis pigmentosa, tek başına dünya çapında 4,000 kişiden 1'ini etkilemektedir. Günümüzde bu sendromlu kişilere kısmi görme sağlamak için mevcut teknoloji var. Dünyanın ilk retina protezi olan Argus II, kullanıcıların hareketi ve şekilleri algılamasını ve görmesini sağlamak için gerekli olan gözün bir kısmının bazı işlevlerini yeniden üretir. Retina protezleri alanı henüz emekleme aşamasındayken, dünyanın dört bir yanındaki yüzlerce kullanıcı için biyonik göz ArgusII, görme engelliler için bir devrim yaratacak gibi duruyor. Argus II göz protezini geliştiren araştırmacılardan Gianluca Lazzi, "Şimdi hedefimiz, retinanın karmaşıklığını gerçekten taklit eden sistemler geliştirmek," dedi. O ve meslektaşları, retinada neler olup bittiğine dair gelişmiş bir bilgisayar modeli kullanarak bir çift yeni çalışma ile ilerleme kaydetti. Araştırmacılar, gözden beyne görsel bilgi ileten sinir hücrelerinin netliğini artırarak gelecekteki retina protez cihazlarına renkli görme sağlamanın yollarını aramaya koyuldular.

Biyonik Göz Çalışma Prensipleri

Biyonik göz çalışma prensiplerini anlamak için ilk önce Argus II modelinin biyonik gözü nasıl iyileştirebileceğini anlamak, görmenin nasıl gerçekleştiğini ve protezin nasıl çalıştığını anlamak gerekir. Işık sağlıklı bir göze girdiğinde, lens onu gözün arkasındaki retinaya odaklar. Foto reseptörler adı verilen hücreler, ışığı retinadaki diğer hücreler tarafından işlenen elektriksel uyarılara dönüştürür. Uyarılara dönüştürülen sinyaller, optik siniri oluşturmak için bir araya toplanan akson adı verilen uzun kuyruklar aracılığıyla retinadan beyne bilgi ileten gangliyon hücrelerine iletilir. Dejeneratif göz hastalıklarında foto reseptörler ve işleyen hücreler ölür. Retina gangliyon hücreleri tipik olarak daha uzun süre işlevsel kalır; Argus II, sinyalleri doğrudan bu hücrelere iletir. Bir hasta, bir dizi elektrot içeren küçük bir göz protezi takar. Bu göz protezinin içinde elektrotlar bulunur. Bu elektrotlar, özel bir gözlükten bir sinyal geldiği zaman uzaktan etkinleştirilir. Bu gözlüklerin içerisinde özel kameralar yer almaktadır. Bu özel kamera tarafından algılanan ışık modelleri, hangi retina hücrelerinin elektrotlar tarafından etkinleştirildiğini çözer ve beyne 60 noktadan oluşan siyah beyaz bir görüntünün algılanmasıyla sonuçlanan bir sinyal gönderir.

Argus II Bilgisayar Modeli

Argus II bilgisayar modeli, belirli koşullar altında, biyonik gözdeki bir elektrot tesadüfen hedefine komşu hücrelerin aksonlarını(sinir lifi) uyaran bir teknolojidir. Biyonik göz kullanıcısı için, aksonların bu hedef dışı uyarımı, bir nokta yerine uzun bir şeklin algılanmasına neden olur. Başka bir bir çalışmada, Lazzi ve meslektaşları bu sorunu çözmek için bilgisayar modelini kullandılar. Lazzi, "Bu hücreyi aktif hale getirmek istiyorsunuz, ancak komşu aksonu değil, bu nedenle, hücreyi daha kesin olarak hedefleyen bir elektriksel uyarı dalga biçimi tasarlamaya çalıştık” dedi. Araştırmacılar, tek hücre seviyesinde ve devasa ağlarda olmak üzere iki retina gangliyon hücresi alt tipi için modeller kullandılar. Aksonların hedef dışı aktivasyonunun daha az olduğu, tercihen hücre gövdelerini hedefleyen bir kısa atım modeli belirlediler. Scientific Reports dergisinde yakın zamanda yapılan bir başka çalışmada, rengin nasıl kodlanacağını araştırmak için aynı bilgisayar modelleme sistemini aynı iki hücre alt türüne uyguladı. Bu araştırma, Argus II kullanan kişilerin, elektrik sinyalinin frekansındaki değişikliklerle birlikte renkteki farklılıkları algıladıklarını gösteren önceki araştırmalara dayanıyor. Argus II modelini kullanarak, Lazzi ve meslektaşları mavi renk algısını oluşturmak ve sinyalin frekansını ayarlamak için bir strateji geliştirdiler. Bu strateji ile birlikte biyonik göze renkli görüntü ekleme olasılığının ötesinde, sisteme dayalı olarak gelecekteki ilerlemelerde tonlarla kodlama yapay zeka ile birleştirilebilir, böylece bir kişinin çevresindeki yüzler veya kapılar gibi özellikle önemli unsurlar öne çıkar. İlginizi çekebilir: Sağlık Teknolojilerinde Son Gelişmeler Neler?