Dispositif de rétine prothétique efficace pour la cécité

Les actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS) rapporte une percée majeure de deux chercheurs du Weill Cornell Medical College dans les efforts de longue date de restauration de la vue. L'équipe a réussi à déchiffrer le code neural de la rétine à partir d'une souris et a couplé cette information à un nouveau dispositif prothétique pour redonner la vue à des souris aveugles. Ils rapportent qu'ils ont également déchiffré le code d'une rétine de singe, qui est plus ou moins identique à celle des humains, et espèrent que, dans un avenir proche, ils pourront concevoir et tester un dispositif que les humains aveugles pourront utiliser.
Contrairement aux prothèses actuellement disponibles qui offrent aux utilisateurs aveugles des taches et des bords de lumière pour les aider à naviguer, ce dispositif innovant possède un code permettant de restaurer une vision normale si précise.
Sheila Nirenberg, chercheuse principale et chercheuse en neurosciences chez Weill Cornell, émet l’hypothèse qu’un jour, les personnes aveugles pourraient porter une visière similaire à celle de Star Trek, qui utilise la puce informatique qui convertit la lumière en code. , que le cerveau peut alors traduire en image.
Le Dr Nirenberg, professeur au Département de physiologie et de biophysique de l’Institut de biomédecine computationnelle de Weill Cornell, a commenté: «C’est un moment excitant. faire la même chose chez l'homme. "
Cette nouvelle découverte offre de l’espoir aux 25 millions d’aveugles dans le monde dont la cécité a été causée par des maladies de la rétine et dont le seul espoir de retrouver la vision réside dans un dispositif prothétique.
Dr. Nirenberg explique: "C'est la première prothèse qui a le potentiel de fournir une vision normale ou quasi normale car elle incorpore le code."

Découvrir le code

En vision normale, la lumière tombe sur les photorécepteurs à la surface de la rétine, qui sont ensuite traités par les circuits rétiniens et convertis en un code d'impulsions neurales qui sont ensuite transmises au cerveau par les cellules ganglionnaires de la rétine. Le cerveau traduit ensuite ces codes d'impulsions neurales en images significatives.
Les maladies de la rétine, qui tuent les photorécepteurs et détruisent les circuits rétiniens, sont des causes courantes de cécité. Cependant, ces maladies n'endommagent généralement pas les cellules ganglionnaires de la rétine. Les prothèses actuellement disponibles fonctionnent généralement en pilotant ces cellules survivantes. L'?il aveugle du patient est implanté avec des électrodes qui stimulent les cellules ganglionnaires avec un courant conduisant à la production de champs visuels rudes.

Une quantité considérable de recherches est menée pour améliorer les performances en implantant davantage de stimulateurs dans l'?il du patient, dans l'espoir que ceux-ci activent davantage de cellules ganglionnaires dans le tissu endommagé et améliorent la qualité des images produites. D'autres chercheurs expérimentent l'utilisation de protéines sensibles à la lumière qui sont introduites dans la rétine par thérapie génique pour stimuler les cellules. Une fois introduites dans l'?il, ces protéines peuvent cibler plusieurs cellules ganglionnaires à la fois.
Le Dr Nirenberg souligne qu'il existe un autre facteur critique: "Non seulement il est nécessaire de stimuler un grand nombre de cellules, mais il faut aussi stimuler le code utilisé par la rétine pour communiquer avec le cerveau". Ce code particulier est la découverte de rupture réalisée par les chercheurs de Weill et incorporée dans un nouveau système prothétique.
Elle a expliqué que tous les motifs de lumière qui tombent sur la rétine devaient être convertis en un code général, un ensemble d’équations qui transforment les motifs lumineux en motifs d’impulsions électriques. Il dit: "Les gens ont essayé de trouver le code qui fait cela pour de simples stimuli, mais nous savions que cela devait être généralisable, de sorte que cela puisse fonctionner pour n'importe quoi - des visages, des paysages."

Vision = Chip Plus Thérapie génique

Le Dr Nirenberg a eu l'idée d'appliquer le code à une prothèse alors qu'il travaillait sur le code pour une raison différente. Elle et son équipe ont immédiatement suivi l'idée en implémentant les équations mathématiques sur une "puce" et en la combinant avec une mini-projecteur. La puce agit comme un "encodeur" en convertissant les images qui pénètrent dans l’?il en flux d’impulsions électriques, tandis que le mini-projecteur convertit ces impulsions électriques en impulsions lumineuses, qui entraînent les protéines sensibles à la lumière introduites dans les cellules ganglionnaires. en retour, transmettre le code au cerveau.
Ils ont testé toute leur théorie sur la souris en construisant deux systèmes prothétiques, dont l'un contenait le code et l'autre sans. Dr. Nirenberg a déclaré: "L’incorporation du code a eu un impact dramatique. Il a permis aux performances du système d’atteindre des niveaux presque normaux, c’est-à-dire suffisamment d’informations dans le système pour reconstruire des images de "
Après avoir mené une série complète d'expériences, ils ont découvert que les motifs produits par les rétines aveugles chez les souris correspondaient étroitement à ceux produits par les rétines de souris normales.
Dr. Nirenbeck explique: "La raison pour laquelle ce système fonctionne est double. Le codeur-l'ensemble des équations est capable d'imiter les transformations rétiniennes pour une large gamme de stimuli, y compris les scènes naturelles, et produit ainsi des motifs normaux d'impulsions électriques. et le stimulateur (la protéine photosensible) est capable d'envoyer ces impulsions jusqu'au cerveau.Ces résultats montrent que les ingrédients essentiels pour construire une prothèse rétinienne hautement efficace - le code de la rétine et une méthode de stimulation haute résolution - sont maintenant, dans une large mesure, en place ".
La nouvelle prothèse rétinienne doit faire l’objet d’essais cliniques pour évaluer l’innocuité du composant de thérapie génique qui délivre la protéine photosensible, mais Nirenberg estime qu’elle est sûre puisque des vecteurs de thérapie génique similaires ont été testés avec succès. Elle conclut: "Tout cela a été passionnant. Je suis impatient de commencer à proposer cette approche aux patients."
Le Dr Nirenberg et son assistant, le Dr Pandarinath, ont déposé une demande de brevet pour le système prothétique déposé par l’université Cornell.
Écrit par Petra Rattue