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人工網膜で将来鮮明な視覚が実現される見込み

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August, 30, 2016, Paris--大きな治療課題、過去10年にわたり開発中の人工網膜は、盲目の被験者が光信号を感じられるようにできるが、回復された像はまだ鮮明とは言えない。齧歯動物で、インプラントにより人工的に生成された視覚野の活動と自然の視覚とを比較することで、CNRS, CEA, Inserm, AP-HM およびAix-Marseille Universitéの研究者は、人工網膜の解像度を制限する2つの要素を特定した。この成果に基づいて研究グループは、人工網膜アクティブ化精度を改善することができた。これにより、移植を受けた患者のQOL(生活の質)を高める人工網膜をさらに改善する道が開ける。
 人工網膜は、3要素からなる。カメラ(患者のメガネに挿入)、電子マイクロ回路(カメラからのデータを電気信号に変換する)とマイクロ電極マトリクス(網膜に接触するように目に移植されている)。この人工網膜は、網膜の視細胞を置き換える、視細胞と同様にそれは視覚情報を電気信号に変換し、それが視神経を通して脳に伝達される。視神経が機能を残していれば、それは網膜視細胞の変性を処置できる。このような移植を受けた全盲患者は、光点つまり眼内閃光として視覚を回復できる。残念ながら現状では、知覚された光信号は、顔を認識したり、読んだり、1人で動き回れるほどに鮮明ではない。
 人工網膜で生成される像の解像限界を理解するために、またシステムの最適化法を見出すために、研究グループは、齧歯動物で大規模な実験を行った。眼科学と視覚生理学の技術を統合することで、自然の視覚刺激と人工網膜により生成される視覚刺激の両方に対する齧歯動物の反応を比較した。
 実験は、人工網膜は、正しい位置で、自然状態で得られる範囲に匹敵する範囲で齧歯動物の視覚野を活性化することを示していた。しかし、活性化の範囲が大きすぎ、その形状が長くなりすぎていた。この歪みは電極マトリクスレベルで観察された2つの個別の現象にるものであった。まず、過度の電気的拡散を観察、つまり電極と網膜との間にある薄い液層が受動的に電気刺激を隣接神経細胞に拡散するのを観察した。2つ目に、刺激のターゲット細胞付近にある網膜繊維の不要な活性化を検出した。
 こうした成果を用意して研究グループは、人工網膜と網膜の間の界面の特性を改善することができた。これには界面物理学の専門家の助けを借りた。併せて、研究グループは、拡散電流の生成を少なくし、人工的活性化、したがって人工網膜のパフォーマンスを大幅に改善した。
 この長期にわたる研究は、人々の人工網膜の有望な改善に道を開くことになった。