Шаг вперед на пути создания искуственного зрения.
Кейс повернул голову и посмотрел в лицо Уэйджа. Оно было загорелой незапоминающейся маской.
Глаза — искуственно выращенные трансплантанты «Никон» цвета морской волны. Уильям Гибсон, «Нейромант.»
Источник:
На русском.
На импортном.
Итак, дамы и господа, можно радоваться и плясать: если это не утка, ученые расшифровали код нейронной сетчатки. Пока речь идет о мышах, но где мыши, там и до человека недалеко.
Обычно глаз, если его рассматривать упрощенно, работает так: когда свет падает на сетчатку, ее фоточувствительные клетки, а так же различные промежуточные (горизонтальные, биполярные, амакриновые, читайте в вики, я не специалист), преобразуют свет в нервные импульсы, которые в испускаются далее ганглионарными клетками. При этом одна ганглионарная оказывается соединена с многими и многими фоточувсвтвительными клетками сложным образом.
Мозг расшифровывает импульсы, которые испускают ганглионарные клетки, и далее уже делает вторичную обработку, в результате чего мы видим.
Существует ряд болезней, приводящих к слепоте, при которых перестают функционировать фоторецепторы сетчатки, однако ганглионарные клетки функционируют. Были проведены эксперименты, в которых ганглионарные клетки возбуждались электрическими сигналами.
Результатом была генерация грубых световых полей, пятен, и контуров, что очень весело, но все таки до искуственного зрения не дотягивает. Долгое время множество групп ученых работали над улучшением качества имитации зрения, увеличивая количество стимулированных клеток, в надежде, что это приведет к улучшению качества изображения.
Другие группы ученых разработали специальные светочувствительные белки, которые с помощью генной терапии могут быть внедрены в сетчатку, и возбуждать там здоровые ганглионарные клетки. То есть, практически искуственные фоторецепторы.
В то же время доктор Нейла Ширенберг из Weill Cornell Medical College указала на еще один критический фактор: необходимо не только стимулировать большое количество ганглионарных клеток, но стимулировать их правильным кодом — кодом, котрый сетчатка обычно использует для связи с мозгом. Для этого необходимо создать некоторую систему математических преобразований, которая будет преобразовывать световые паттерны в последовательности электрических импульсов, понятных мозгу.
Чем, собственно, она и занялась. Похоже на то, что эта работа была сродне реверс-инжинирингу: на сетчатку проецировали некие примитивы, и пытались определить, что и как изменяется на выходе.
Но результатом стало создание достаточно универсальной системы преобразований, способной кодировать любые визуальные образы.
Во время работы над расшифровкой кода (которую она делала по какой-то другой причине) доктор Ширенберг поняла, что уже сейчас его можно внедрить непосредственно в глазной протез. Она и ее ассистент немедленно начали работу в этом направлении.
Суть их изобретения состоит в комбинации микросхемы, которую они назвали «энкодером», и микропроектора. Энкодер в соответствии с разработанным исследователями матаппаратом преобразовывает световую картинку в специальные последовательности электрических импульсов.
Эти импульсы поступают на микропроектор, который в соответствии с ними генерирует особые световые паттерны. Эти паттерны попадают на искуственные фоточуствительные белки, внедренные в сетчатку с помощью генной терапии, и уже белки возбуждают ганглионарные клетки.
Это двойное преобразование позволяет кодировать световую картинку в импульсы, понятные мозгу.
Вся система была опробована на мышах. Исследователи опробовали два варианта, с использованием математического кода, и без него.
Разница в результатах была ошеломляющей: введение кода в систему практически позволила приблизить работу системы к работе нормального глаза — информации на выходе системы было достаточно, чтобы реконструировать образы лиц, животных и других предметов. В ходе серии экспериментов исследователи выяснили, что сигналы на выходе мертвой сетчатки с использованием разработанной технологии очень близки к сигналам на выходе обычной, живой сетчатки.
В дальнейшем предстоит работа по адаптации системы для человеческого зрения, и проведения клинических испытаний.
В целом можно сказать, что это еще один шажок в сторону не только восстановления зрения, но и к разработке системы полностью искуственного зрения, дополненной реальности и кибернетизации человеческого существа.
Поскольку я не специалист в обсуждаемой области, принимаются замечания и правки.
Шаг вперед 3 Супер танец Лося
