Ovih je dana tim znanstvenika šangajskog Univerziteta Fudai u časopisu Science objavio rezultate pionirske eksperimentalne studije u kojoj su miševima s oštećenim fotoreceptorima ("običnim" miševima koji su rođeni slijepi, a ne onim krilatim slijepim miševima) implantirali nanovlaknasti mrežasti sustav na temelju telurija koji ne samo da obnavlja osnovnu refleksnu i ponašajnu vizualnu funkciju, već životinjama omogućuje i percepciju infracrvene svjetlosti, inače nevidljive ljudskom oku.

Tehnologija koja čini “umjetni vid”

Temelj ove eksperimentalne tehnologije čine iznimno osjetljiva nanovlakna od telurija, poluvodičkog materijala poznatog po svojoj sposobnosti pretvaranja svjetlosnih impulsa u električne signale. Ta vlakna su stotinu puta tanja od jširine ljudske vlasi, ali nevjerojatno učinkovita u hvatanju i pretvorbi fotonskih informacija u neuralne impulse. Precizno su isprepletena u savitljivu, poluprozirnu mrežu koja se može umetnuti u subretinalni prostor oka, zauzimajući mjesto nekadašnjih fotoreceptora koji su izgubili svoju funkciju zbog bolesti ili degeneracije.

Implantat se ponaša kao umjetna retina u najdoslovnijem smislu — djeluje autonomno, bez potrebe za vanjskim izvorima napajanja, fotoosjetljivim čipovima ili pomoćnim elektroničkim komponentama. Umjesto toga, izravno registrira prisutnost svjetla — uključujući i ono izvan granica vidljivog spektra — i šalje električne signale prema neuronskim slojevima mrežnice. Zahvaljujući visokim fotoelektričnim svojstvima telurija, mreža ne samo da omogućuje percepciju standardnog vidnog spektra, već reagira i na infracrvene valne duljine, duboko ispod crvene granice prirodnog ljudskog vida, omogućujući potencijalni uvid u svijet koji je inače rezerviran za termalne kamere i specijalizirane uređaje.

Takav prošireni raspon osjetilnosti nije samo znanstveni kuriozitet – riječ je o konkretnoj funkcionalnosti koja bi, jednom kad se usavrši i prilagodi ljudskoj upotrebi, mogla otvoriti vrata novim oblicima percepcije, navigacije i orijentacije, pa čak i novim vrstama interakcije s tehnologijom i okolinom. Ukratko, riječ je o platformi za senzornu nadogradnju koja nadilazi granice medicine i ulazi u područje biotehnološke revolucije.

Eksperimentalni rezultati

Kod genetski slijepih miševa, implantirana nanomreža uspješno je vratila osnovne vidne reflekse — uključujući automatsko sužavanje zjenice na svjetlosni podražaj — i potaknula aktivnost u vizualnom korteksu mozga, što je potvrđeno funkcionalnim neurološkim snimanjem. Osim fizioloških pokazatelja, testovi ponašanja otkrili su da su miševi pokazali bolju orijentaciju i sposobnost navigacije u prostoru, osobito pri slaboj luminanciji, gdje su se orijentirali prema LED svjetlu čak i kad je njegova intenzivnost bila jedva iznad praga vidljivosti. Time je potvrđena funkcionalna integracija implantata s vizualnim procesima, što je ključno za potencijalnu primjenu kod ljudi.

Posebno fascinantan ishod zabilježen je u testovima osjetljivosti na infracrvenu svjetlost. Miševi s implantatima uspješno su detektirali IR-LED diode valne duljine 940 nanometara, reagirajući na njih s točnošću od gotovo 67 posto — značajno iznad granice slučajne pogreške. Suprotno tome, kontrolne skupine bez implantata pokazale su tek minimalnu reakciju, jedva premašujući 12 posto, što dodatno potvrđuje da je upravo implantat zaslužan za novu vizualnu sposobnost.

Iako je glavnina istraživanja provedena na glodavcima, preliminarni pokusi na primatima — konkretnije na makakima — dali su dodatni poticaj. Implantacija kod njih nije izazvala ni imunološku reakciju ni histološki vidljive promjene na retini. Štoviše, primati su zadržali svoju postojeću sposobnost prepoznavanja vizualnih podražaja iz vidljivog spektra, a istovremeno su razvili osjetljivost na infracrvene valne duljine. Time je pokazano da implantat ne narušava postojeće vizualne funkcije, već ih nadopunjuje — što je iznimno važan preduvjet za daljnji prijelaz tehnologije s laboratorijskih modela na kliničke pacijente.

Čemu sve to?

Ova tehnologija otvara sasvim novu dimenziju u liječenju sljepoće i degenerativnih bolesti mrežnice, nudeći perspektivu kliničkih ispitivanja koja se više ne oslanjaju na glomazne vanjske sustave, elektroničke module ili stalna napajanja, već na elegantna, pasivna rješenja ugrađena izravno u oko. Takav pristup označava temeljitu promjenu paradigme — s restauracije oštećenog vida prelazimo na njegovu tehnološku nadogradnju, augmentaciju.

Osim samog povrata osnovnih vizualnih funkcija, ova tehnologija ide korak dalje: otvara vrata proširenju ljudske percepcije izvan prirodno zadanih granica. Mogućnost detekcije infracrvenog spektra — koji je inače nevidljiv ljudskom oku — može se zamisliti kao prvi konkretan korak prema stvarnoj augmentiranoj stvarnosti, gdje bi organ vida bio sposoban pratiti izvore topline, prepoznavati obrasce u mraku ili analizirati okolinu na način dosad dostupan tek kroz specijalizirane uređaje. Takve mogućnosti mogle bi naći primjenu u nizu područja — od medicinske dijagnostike, preko vojne i taktičke upotrebe, pa sve do svakodnevne navigacije u uvjetima slabe vidljivosti.

No perspektiva ne staje samo na senzornom proširenju – ono što čini ovu tehnologiju iznimno atraktivnom jest njezina inherentna autonomija. Implantat funkcionira bez dodatnih senzora, kamera, vanjskih napajanja ili prijenosnih sustava. Oslanja se na vlastitu strukturu i svojstva materijala, čime se znatno smanjuje kompleksnost, ali i rizik od kvara. To ujedno otvara prostor za minimizaciju veličine, pojednostavljenje kirurške implantacije i smanjenje troškova proizvodnje.

Augmentirani pogled u budućnost

Premda su prvi rezultati vrlo ohrabrujući, još uvijek postoje brojni izazovi prije nego što ova tehnologija bude spremna za kliničku primjenu kod ljudi. Jedna od ključnih prepreka leži u osjetljivosti samog implantata, koji trenutno još ne dostiže razinu prirodnih fotoreceptora. To znači da bi se u početnim fazama njegova primjena mogla oslanjati na dodatnu optičku opremu – poput specijaliziranih naočala s pojačivačima svjetla ili filterima koji selektivno propuštaju infracrvene valne duljine, čime bi se nadoknadio manjak prirodne osjetljivosti.

No tehnički aspekti nisu jedini na koje treba usmjeriti pozornost. Kod osoba koje su bile slijepe dulje vrijeme – osobito od ranog djetinjstva – moždana kora zadužena za obradu vizualnih informacija može djelomično ili potpuno izgubiti tu funkciju.

Plastičnost mozga, iako moćna, nije bezgranična. Iz prethodnih pokušaja, poput upotrebe Argus II retinalnih implantata, znamo da vizualni korteks bolje reagira na dinamične podražaje — svjetlosne točke u pokretu — dok statične slike ostaju slabije percipirane. Zbog toga se očekuje da će budući razvoj uključivati i dodatne metode treniranja mozga, vjerojatno putem ciljanih rehabilitacijskih protokola i neurostimulacije, kako bi se što učinkovitije iskoristila nova osjetilna povezanost.

Neurorehabilitacija vida

U tom kontekstu, interdisciplinarna suradnja između inženjera, neuroznanstvenika, oftalmologa i stručnjaka za umjetnu inteligenciju mogla bi biti ključna za postizanje optimalnih rezultata. Potrebno je osmisliti protokole koji neće samo tehnički isporučiti sliku do moždane kore, već i omogućiti korisniku da tu sliku protumači, doživi i uklopi u svoj perceptivni svijet. Rehabilitacija vida više neće biti isključivo pitanje biologije, već i neuroedukacije – treniranja mozga da prepozna i iskoristi nove informacije koje mu nikad ranije nisu bile dostupne.

Na horizontu se ocrtava duga i kompleksna dionica — ispresijecana tehničkim nepoznanicama, neurofiziološkim ograničenjima i etičkim upitnicima — ali prvi konkretni pomaci jasno ukazuju na mogućnost jedne sasvim nove stvarnosti: one u kojoj će senzorna nadogradnja biti jednako stvarna kao i ispravljanje oštećenih osjetila, a vid ne samo obnovljen, već i proširen.

 - - -

^{Igor „Doc“ Berecki je pedijatar-intenzivist na Odjelu intenzivnog liječenja djece Klinike za pedijatriju KBC Osijek. Pobornik teorijske i praktične primjene medicine i znanosti temeljene na dokazima, opušta se upitno ne-stresnim aktivnostima: od pisanja znanstveno-popularnih tekstova u tiskanom i online-izdanju časopisâ BUG, crtkanja računalnih i old-school grafika i dizajna, zbrinjavanja pasa i mačaka, fejsbučkog blogiranja o životnim neistinama i medicinskim istinama, sve do kuhanja upitno probavljivih craft-piva i sasvim probavljivih jela, te neprobavljivog sviranja bluesa.}