Een nieuwe benadering voor het herstellen van het gezichtsvermogen met behulp van een 'bionisch oog' wordt onderzocht aan de Swinburne University of Technology.

De laserstimulatie van oogzenuwen is de focus van dit onderzoek om een ​​zichtprothese te ontwikkelen - misschien een klein laserapparaat dat in een bril past - net zoals het cochleaire implantaat voor het herstellen van het gehoor.

Swinburne's Applied Optics en Biomedical Engineering Groups zoeken overheids- en filantropische financiering om dit onderzoek vooruit te helpen met behulp van gouden nanodeeltjes om laserlicht te versterken.

Deze microscopisch kleine nanodeeltjes, gefixeerd op optische zenuwen en geassembleerd om te reageren op verschillende laserlichtgolflengten, kan de sleutel worden tot het herstellen van het gezichtsvermogen van mensen die hun gezichtsvermogen hebben verloren door een degeneratieve oogziekte.

De onderzoekers zoeken naar een contactloze methode om zenuwen te stimuleren en onderzoeken het gebruik van laserlicht, in plaats van de directe elektrische stimulatietechnieken die de conventionele benadering zijn geworden.

Met behulp van een laserbron met zeer lage intensiteit proberen ze de juiste hoeveelheid warmte te genereren die nodig is om een ​​reactie van zenuwcellen op te wekken zonder ze te beschadigen.

Volgens onderzoeker promovenda Chiara Paviolo, het nieuwe concept onderzoekt het potentieel voor licht om veel preciezere zenuwcelstimulatie te leveren dan elektroden.

"Elektroden hebben een elektrische stroom nodig en daarom stimuleren ze een groep zenuwen, ' zei Paviolo.

"Licht, echter, stelt ons in staat om individuele zenuwen te richten en dit zou een nauwkeurigere communicatie van optische signalen moeten betekenen - een essentieel resultaat als de informatie die via een prothese aan de hersenen wordt geleverd, iets nuttigs betekent in termen van vormen, kleuren, dimensies. Je wilt niet alleen optische 'ruis'."

Het oorspronkelijke doel is om de nanodeeltjes met succes aan de zenuw te binden en vervolgens een reactie op lichte hitte te bereiken.

Gouden nanodeeltjes worden gebruikt omdat goud inert is, biocompatibel en heeft plasmonische of lichtgevoelige eigenschappen. De gouden nanodeeltjes kunnen ook worden vervaardigd om te reageren op verschillende golflengten, de interface bestuurbaar maken.

"Een van de uitdagingen is om nanodeeltjes te ontwikkelen die thermisch stabiel zijn, " zei professor Biointerface Engineering Sally McArthur . "Terwijl aan de ene kant warmte nodig is, het moet ook worden beperkt om beschadiging van cellen te voorkomen. Laserwarmte wordt al lang in de geneeskunde gebruikt om opzettelijk weefsel te doden, maar in dit geval wordt het tegenovergestelde resultaat nagestreefd."

Om de warmte te meten en te regelen, het Swinburne-team bouwt een moleculaire thermische sensor om te meten hoeveel warmte wordt geproduceerd, zodat ze dan kunnen uitzoeken hoe ze het kunnen beheersen.

De ultieme ambitie van het team voor zijn technologie is een prothese die in eerste instantie het gezichtsvermogen zal herstellen van mensen die hun gezichtsvermogen hebben verloren door retinitis pigmentose of maculaire degeneratie.

"Bij deze ziekten leeft de zenuw nog, waardoor het een sterke kandidaat is voor een prothese, ' zei Paviolo.

Paviolo zei dat er al internationale belangstelling is voor het Swinburne-project, omdat het concept van het gebruik van lichtstimulatie in combinatie met nanotechnologie nieuw is.