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http://begbie.blog.de Mikrosystemtechnik Das Retina-Implantat Dichte der Photorezeptoren besonders hoch ist. Die Erblindung geschieht in diesem Fall vorwiegend infolge der Ablagerung fettähnlicher Abfallstoffe und kann bis hin zum flächenmäßigem Absterben des Pigmentepithels führen. Die betroffene Person nimmt die Krankheit dahingehend war, dass sich im Zentrum ihrer Sehwahrnehmung enorm verschlechtert, während sich in den umliegenden äußeren Bereichen, ( Anmerkung: dort sitzen vorwiegend die Stäbchen, während in der Makula vor allem Zapfen vertreten sind) die Sehschärfe nicht verändert. Des Weiteren erschwert sich für den Betroffenen auch die selektive Farb- und und Helligkeitswahrnehmung, was in Anbetracht dessen, dass die Degeneration hauptsächlich die Zäpfchen erfasst, nachvollziehbar ist. Die beschriebenen Symptome treten ungefähr ab dem 50. Lebensjahr auf 4. Das retinale Implantat Das retinale Implantat verfolgt einen vollkommen neuen Ansatz, den variablen Ursachen der Blindheit entgegenzuwirken und die Sehkraft wiederherzustellen. Der natürliche Sehvorgang wird durch eine visuelle Prothese ersetzt beziehungsweise ergänzt, denn blind ist nicht gleich blind. Abhängig von der Ursache der Erblindung sind die Schäden an der Netzhaut unterschiedlich stark ausgeprägt. Ein Implantat könnte bezeihungsweise kann die degenerierten Bereiche funktionell ersetzen, indem es die elektrische Stimulation des visuellen Cortex übernimmt. Hierbei ist zu berücksichtigen inwiefern die Retina geschädigt ist. Sind etwa „nur“ die Photorezeptoren zu ersetzen oder gar die gesamte Netzhaut? Die Umsetzung erfordert entsprechend den komplexen Vorgängen des natürlichen Sehens die Berücksichtigung zahlreicher Faktoren. So muss die Verträglichkeit des Implantates gewährleistet sein. Es darf zu keinerlei Entzündungen oder Verletzungen des Körperinneren kommen. Ebenso muss die Elektronik den Angriffen von Körperzellen und Körperflüssigkeiten auf Jahre standhalten. Desweiteren stellt sich die Frage welche Stimulationsparameter zu wählen sind, um über längere Zeit die Nervenzellen zu reizen, ohne dass sie dadurch geschädigt werden. Und wie ist ein solches Implantat schädigungsfrei an das neuronale Gewebe anzukoppeln? Netzhautchirurgen verwenden hierzu beispielsweise Kunststoffnägel, die durch die Netzhaut bis zur Lederhaut reichen, nachdem sich der sogenannte Gewebekleber als unpraktisch erwiesen hat. Und nicht zuletzt stellt sich die Frage nach der Energieversorgung einer solchen Prothese. Kann diese etwa ohne externe Zufuhr von Energie sichergestellt werden? 4.1 Epiretinales Implantat [3] Bei dem epiretinalen Ansatz wird das Implantat auf der Innenseite der Netzhaut platziert, wo es elektrische Reize unmittelbar an die Schnittstelle zwischen Ganglienzellen und Sehnerv leitet. Präziser ausgedrückt; die Axone werden über die Elektroden des epiretinalen Implantats künstlich stimuliert und führen das Signal zum visuellen Cortex, wo das Gehirn die entsprechende Auswertung übernimmt.
http://begbie.blog.de Mikrosystemtechnik Das Retina-Implantat Die Schwierigkeit bei diesem Ansatz besteht nun in der notwendigerweise aufwendigen elektronischen Bildverarbeitung. Ein nachweisbarer Seheindruck kann nur entstehen, wenn der visuelle Cortex die gesendeten Informationen erfolgreich selektieren und auswerten kann. Der elektrischen Stimulation der Axone muss also klar ersichtlich eine aufwendige Verarbeitung des Bildmaterials vorausgehen. Jenes Bildmaterial kann beispielsweise durch eine externe Kamera dem epiretinalen Implantat zugeführt werden. Diese wird auf einem Brillengestell befestigt und stellt, wie in der nachfolgenden Grafik gezeigt, die Bildquelle dar. Bildquelle: Technische Universität Ilmenau, FG Nanotechnologie. Webpage www.tuilmenau.de/fakei/fileadmin/template/fg/fke_nano/Lehre/Vorlesung/Bionanotechnologie/11BionanoWS2005.pdf, von der Seite kopiert am 03. Mai 2007 Die Übertragung der Bildinformationen erfolgt in diesem Beispiel drahtlos an einen Sensor, der anstelle der natürlichen Linse eingepflanzt wurde. Des Weiteren ist der sogenannte Retina-Encoder zu sehen, dessen Aufgabe es ist, die komplexe Bildprozessierung durchzuführen. Dieser Verarbeitungsschritt ist eine dringende Notwendigkeit, wenn man bedenkt, dass die Informationen in Echtzeit übertragen werden müssen. Darüber hinaus führt diese Art der Stimulierung zu ungewollten Verzerrungen im räumlichen Sehen des Patienten. Die Begründung ist ebenso schlicht wie komplex; wird eine Ganglienzelle stimuliert, so sendet diese ein elektrisches Signal über ihre Faser direkt zum visullen Cortex. Das Gehirn ordnet dieses Signal einem bestimmten Punkt auf der Retina zu- jenem Punkt, dem das Axon entstammt. Allerdings kann die Faser bis zum Sehnerven mehrfach durch andere Elektroden gereizt werden. Das Gehirn interpretiert dann das Bild falsch, indem es das Signal auf die Ursprungszelle zurückführt und der Seheindruck unvorhersehbar wird. Zur Lösung des Problems wird eine komplexer, lernfähiger Encoder eingesetzt. [3] Die Stimulationselektronik dieses ist mit keinerlei photoempfinlichen Flächen ausgestattet, die eine externe Energieversorgung unnötig machen würden. Allerdings konnte „Die Gruppe um Alan Chow von der Universität Chicago [..] bei bislang zehn Patienten zwar zeigen, dass solche dünnen, passiven Siliziumchips über Jahre hinweg […] sehr gut vertragen werden. […]
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