[slikom] Cip za vid
- From: Ivan <vidimte@xxxxxxxxx>
- To: slikom@xxxxxxxxxxxxx
- Date: Wed, 22 Feb 2006 22:25:57 +0100
Cao,
Evo jednog zanimljivog teksta iz casopisa Mikro Septembar 2004.
Koji u pravom smislu reci objedinjuje ime ove liste.
Koliko sam mogao ispravljao sam greske u tekstu koje su dosle prilikom
prepoznavanja.
Sledi tekst:
Proteze za vid
Najnovija dostignu=E6a informacionih tehnologija i medicine mogla bi uneti =
bar malo svetla u ve=E8nu tamu stotina hiljada slepih osoba
ESAD JAKUPOVI=C6
=84VI=D0ENJE" u 64 ta=E8ke: prikaz eksperimentalnog re=9Aenja primenjenog p=
re 25 godina na osobi po imenu D=9Eeri.
pre 25 godina, u Njujorku je od rodjenja slep =E8ovek po imenu D=9Eeri (pra=
vi iden-titet je, po njegovoj =9Eelji, ostao skriven), prvi put =84ugledao =
svet" pomo=E6u kamere na glavi, u dobro poznatom eksperimentu u Institutu D=
obele. Njegova =84slika sveta" bila je zapravo samo red promenljivih svetlo=
-snih iskri, ali mu je ipak omogu=E6ila prvi vizuelni kontakt sa okolinom. =
Na=9A mozak ne prima obrise sastavljene iz iskri=E8avih ta=E8kica, takozvan=
ih fosfena, kao stvarni objekt. Ali slepi =E8ovek, za koga se u javno-sti s=
amo zna da je (tada) bio 68-godi=9Anjak po imenu D=9Eeri, ipak je pomo=E6u =
fosfena prvi put u =9Eivotu mogao da uo=E8i obrise predmeta. Istra=9Eiva=E8=
i su za privremeno uspostavljanje =84vida" D=9Eerrju usadili 68
elektroda u centar za vid na mo=9Edanoj kori. Svetlosne signale je obra=F0i=
vao ra=E8unar velik kao fri=9Eider. Metod Instituta Dobele omogu=E6avao je =
dobijanje sasvim pojednostavljene =84tunelske slike" dimenzija 5 x 20 cm na=
dosegu ruke. U Institutu su nedavno razvili sistem s 512 elektroda, i on =
=E6e bitno popraviti =84sliku sveta" slepih osoba koje ga budu koristile u =
eksperimentima.
=C8ip u oku
na=9Aa sposobnost vi=F0enja je rezultat procesa sli=E8nog onom =9Ato se de=
=9Aava u fotoaparatu, u kome svetlost prola=9Ei kroz vi=9Ae so=E8iva i foku=
sira se na film. U oku, svetlost prolazi kroz ro=9Enja=E8u i prozirno so=E8=
ivo, a ono ie usmerava u fokus na
mre=9Enja=E8i (retini), koja je =84prefinjena vla=9Ean toaletni papir", kak=
o je opi; jedan od istra=9Eiva=E8a. U mre=9Enja=E8 nalaze fotoreceptori, rj=
. =9Atapi=E6i osetljii svetlost i =E8epi=E6i osetljivi na boje. Podi koje p=
rima pojedinosti slike i zatim preko o=E8nog =9Eivca =9Aalje u mozak nazr =
=9Euta mrlja (macula) i upravo on zaslu=9Eno za visoku diferencijaciju i ko=
je vidimo. =8Euta mrlja je sastavljen vi=9Ae slojeva =E6elija koje po=E8etn=
u =84analo: svetlosnu energiju =84prera=F0uju" u =84 talne" elektrohemijske=
impulse. Ozt o=E8ne bolesti, kao =9Ato su degeneracija mrlje zbog starenja=
(AMD) i u mre=9Enja=E8e (retinitis pigmentosa, uzrokuju gubljenje fotorece=
ptora.
Pre 25 godina, u Njujorku je od ro=F0enj.
slep =E8ovek progledao pomo=E6u kamere u glavi.
dica toga je slepilo preko sto miliona ljudi u svetu. Samo u SAD, na primer=
, zbog prve bolesti je oslepelo 300.000 i zbog druge 65.000 osoba.
Ogled sa D=9Eerijem i neki drugi eksperi-menti uverili su istra=9Eiva=E8e, =
pre vi=9Ae od dve decenije, da je u osnovi mogu=E6e sti-mulisati o=E8ni =9E=
ivac pomoc'u elektroda na plo=E8ici veli=E8ine kreditne kartice i time sle-=
poj osobi omogu=E6iti da uo=E8ava barem obrise u svojoj okolini. Brz razvoj=
poluprovodnika u poslednjih dvadeset godina podstakao je opse=9Enija istra=
=9Eivanja radi pomo=E6i slepim posredstvom mikroelektronike i ra=E8unarstva=
. Pre dese-tak godina, stru=E8ni tim hirurga i in=9Eenjera Marka Hjumejana =
je na univerzitetu =84D=9Eon Hopkins" u SAD po=E8ela istra=9Ei-vanja u cilj=
u razvoja =84ve=9Ata=E8ke mre=9Enja=E8e" koja bi mogla da se usadi u oko sl=
epe osobe i makar delimi=E8no joj vrati vid. Sli=E8nim istra=9Eivanjima se,=
pribli=9Eno jednako dugo, bave nau=E8nici Dr=9Eavnog univerziteta Severne =
Karoline, pod vo=F0stvom profesora elektrotehnike dr Ventaija Liua. Buduc'i=
da su dva tima u svojim istra=9Ei-vanjima - uprkos skromnim sredstvima - p=
ostigla zapa=9Eene rezultate, ameri=E8ki Nacionalni institut za unapre=F0iv=
anje nauke je pre nekoliko godina preuzeo finansiranje daljih istra=9Eivanj=
a.
Dodatak s foto=E6elijama
dva tima su zajedni=E8ki razvili retinalni =E8ip, =84mikroprocesor za mre=
=9Enja=E8u", velik i
UZROK GUBLJENJA vida: mre=9Enja=E8a sa o=9Ate=E6enim srednjim slojem, u kom=
e se nalaze fotoreceptori.
KAKO prilagoditi retinalni =E8ip: rukovodilac tima Dr=9Eavnog univerziteta =
S. Karoline dr Ventai Liu (u uglu =E8ip PPS).
tanak kao sloj u noktu ka=9Eiprsta. =C8ip je bilo lak=9Ae razviti nego pron=
a=E6i pogodan na=E8in za njegovo povezivanje s mre=9Enja=E8om, utoliko pre =
=9Ato mora biti zaliven u staklo da suze ne bi prodrle u njegovu unutra=9An=
jost i tako ga o=9Atetile. Od problema koje jo=9A treba re=9Aiti, dr Ventai=
Liu izdvaja biolo=9Aku kompatibilnost =E8ipa s tkivom i razvoj minijaturno=
g i pouzdanog izvora energije. Istra=9Eiva=E8i sa Univerziteta Stanford raz=
vijaju nove sinteti=E8ne =E6elijske membrane koje bi bez reakcija =84lepile=
" silicijumski =E8ip sa =9Eivim =E6elijama, =E8ime bi se otklonio problem b=
iokompatibilnosti. Profesor Liu to re=9Aenje ocenjuje kao =84elegantno" i i=
zra=9Eava nadu da =E6e sistem delovati. Ekipe in=9Eenjera Hjumejana i dokto=
ra Liua su jo=9A u ranoj fazi rada zaklju=E8ile da energiju za aktiviranje =
=E8ipa treba projektovati u unutra=9Anjost oka istim putem kojim prolazii s=
vetlost. Zato su se odlu=E8ili na kori=9A=E6enje laserskog zraka, kao i ko=
ncepciju dodatka sa ugra=F0enim foto=E6elijama (za prijem energije), pored =
elektroda koje su zadu=9Eene da signal prenose o=E8nom =9Eivcu. Laser, nara=
vno, treba smestiti ispred oka, najbolje na posebne (sun=E8ane) nao=E8are.
Ventai Liu je =E8ip nazvao =84komponentni =E8ip ve=9Ata=E8ke mre=9Enja=E8e"=
(Artificial Retinal Component Chip, ARCC) i
namenio ga osobama kojima je bolest uni=9Atila fotoreceptore mre=9Enja=E8e,=
ali ne i o=E8ni =9Eivac i nervne spletove (ganglije). Membrana mre=9Enja=
=E8e, naime, sadr=9Ei i ganglijske =E6elije, koje =84prevode" poruke =9Atap=
i=E6a i =E8epi=E6a i preko o=E8nog =9Eivca ih upu=E6uju do mozga. Naziv ARC=
C je kasnije promenjen u =84vi=9Aestruki skup =E8ipova ve=9Ata=E8ke mre=9En=
ja=E8e" (Multi-unit Artificial Retina Chipset, MARC). Prva generacija MARCi=
napravljena je kao ,,=E8ip za opa=9Eanje svet-losti, obradu i stimulisanje=
" (Photosens-ing, Processing, and Stimulating, PPS), veli=E8ine 2x2 mm, a n=
a=E8injen je pomo=E6u tehnologije CMOS od 2 mm, s rezoluci-jom slike od 5 x=
5 ta=E8aka (odnosno toliko
KONCEPCIJA =E8etiri univerziteta: re=9Aenje s video kamerom u nao=E8arima, =
=E8ipom ugradenim u mre=9Enja=E8u i vezom do akumuiatora za pojasom.
elektroda). Druga generacija MARC 2 pro-jektovana je kao proteza mre=9Enja=
=E8e sa 10 x 10 elektroda. Tre=E6a generacija MARC3 ima=E6e 25 x 25 elektro=
da, od kojih =E6e svaka biti sposobna da stimuli=9Ae 4-bitne nijanse sive b=
oje. Polje 5x5 elektroda dovoljno je za identifikaciju pojedina=E8nog slova=
, a polje 250 x 250 ve=E6 za =E8itanje =E8asopisa.
=84Slika" od fosfena
dr liu 1 njegovi saradnici supomo=E6u CMOS tehnologije od 2 mm napravili st=
imulacioni =E8ip odnosno videoproce-
Svih 15 pacijenata bilo je u stanju da uo=E8e
iskre izazvane elektri=E8nom stimulacijom. I
sor koji obra=F0uje analogni video signal iz minijaturnog monohromatskog CM=
OS senzora izvan =E8ipa. =C8ip ima zadatak da analogni signal 4-bitno digit=
alizuje i memori=9Ae u svojoj video memoriji (VRAM), a on se potom koristi =
kao izvor podataka za stimulisanje mre=9Enja=E8e preko be=9Ei=E8ne induktiv=
ne veze. Stimulacioni =E8ip za induktivni prijem energije i podataka veli=
=E8ine je 6 x 6 mm. U ranijim eksperi-mentima, pacijent je pri aktiviranju =
elek-troda postavljenih u njegovo dvodimen-zionalno polje opa=9Eao male sve=
tlosne mrlje koje su zajedno oblikovale =84sliku" u skladu s rasporedom akt=
ivnih elektroda, sli=E8no oblikovanju slike na matri=E8nom =9Atampa=E8u. In=
=9Eenjeri sa univerziteta =84D=9Eon Hopkins" nastoje da razviju izvor energ=
i-je koji bi bio manji od akumulatora za slu=9Ani aparat (nosi se na pojasu=
i velik je kao d=9Eepni radio). Liuov tim radi na izvoru napajanja koji bi=
mogao da se ugradi u okvir nao=E8ara. Postoje=E6i komplet, koji obuhvata m=
inijaturnu video kameru, laser sme=9Aten na nao=E8arima, simulacionu elektr=
oniku i prenosni ra=E8unar na pojasu, te=9Eak je oko 3 kg.
Tim Ventaija Liua je izveo niz eksperi-menata sa 15 slepih dobrovoljaca, od=
kojih je 13 oslepelo zbog bolesti retinitis pig-mentoza, a dva zbog stara=
=E8ke degeneraci-je =9Eute mrlje. Svakom pacijentu su pomoc'u lokalne anest=
ezije u o=E8nu =9Aupljinu - na 0,5 mm od povr=9Aine mre=9Enja=E8e, postavil=
i sondu za stimulaciju,
mikro=E8ip
TCL
ocna jabu=E8ica
=C8IP, foto=E6elije i elektrode: model koji usavr=9Aavaju univerzitet D=9Eo=
n Hopkins i Dr=9Eavni univerzitet Severne Karoline, s name=9Atanjem kombina=
cije =E8ipa i elektroda na mre=9Enja=E8u.
ali tako da mre=9Enja=E8u ne dotakne. Zatim su preko elektroda slali impuls=
e na 1 Hz i vi=9Aim frekvencijama, a pacijenti su potom opisivali veli=E8in=
u, oblik, boje i polo=9Eaj onoga =9Ato opa=9Eaju. Frekvencija je poste-peno=
pove=E6avana, i od pacijenata je zahte-vano da odrede ta=E8ku u kojoj dola=
zi do stapanja treperenja, odnosno do po=E8etka percepcije stabilne slike. =
Svih petnaest pacijenata je bilo u stanju da uo=E8i fosfene (iskre) izazvan=
e elektri=E8nom stimu-lacijom. Svi osim jednoga su uspeli da odrede polo=9E=
aj elektrode i prate pome-ranje stimulansa du=9E mre=9Enja=E8e. Prag stimul=
acije se postepeno menjao, u zavi-snosti od udaljenosti elektrode od mre=9E=
nja=E8e. Do stapanja treperenja je dolazilo pri 30 - 40 Hz.
Ve=9Ata=E8ka mre=9Enja=E8a
ve=E6ina dobrovoljaca pominjala je da vidi bele i =9Eute bleskove, dok su p=
ojedini opa=9Eali crnu ta=E8ku obrubljenu belim i =9Eutim prstenom. Sedamde=
setogodi=9Anji Herold =C8er=E8i, penzionisani konobar s reti-nis pigmentozo=
m koji je u=E8estvovao u tim eksperimentima, raspoznavao je boje, vidove kr=
etanja i svetlost, =E8ak i =84slovo H u svome imenu", kako je objasnio. Nau=
=E8ni-ci s Harvarda i MIT-a tako=F0e sara=F0uju na re=9Aenju s laserom ili =
radio-talasima kao medijem za prenos signala do mre=9Enja=E8e. U jednoj od =
svojih analiza, kao argument protiv varijante s laserskim prenosom energije=
, tim s Harvarda navodi =9Emir-kanje pacijenta, =E8ime se ograni=E8ava pril=
iv energije do =E8ipa. U me=F0uvremenu su se pojavila i druga re=9Aenja, me=
=F0u kojima posebnu pa=9Enju privla=E8i =84ve=9Ata=E8ka silicijumsku mre=9E=
nja=E8a" (Artificial Silicon Retina, ASR)
ganglijske =E6elije mre=9Enja=E8e
po=ABe;r.4nje sliuubctani
MANJE o=9Ate=E6ivanje mre=9Enja=E8e tokom vremen; =84sendvi=E8" s mikro=E6i=
pom i fotodiodama sme=9Ata traku od poliamida, na koju se postavljaju i ele
kompanije Optobionics iz Kalifornije, a nju ve=E6 koristi deset pacijenata.=
ASR po-stupak su osmislila bra=E6a Alen i Vinsent =C8ou, osniva=E8i Optobi=
onicsa. Elektroin=9Eenjer Vinsent i oftalmolog-pedijatai Alen do=9Ali su na=
ideju da izme=F0u dva slojs mre=9Enja=E8e, a ne na nju, usade minijatur nu=
i izuzetno tanku plo=E8icu ASR, koji proizvode pod elektronskim mikro skop=
om.
RIZI=C8NIJE RE=8AENJE: postavljanje =E8ipa sa elektrodama na povr=9Ainu mre=
=9Enja=E8e jeste lak=9Ae, ali se ne mo=9Ee isklju=E8iti opasnost njegovog p=
omeranja.
Plo=E8ica ASR, pre=E8nika 2 mm i deblji 25 im (mikrometara), sadr=9Ei pribl=
i=9E: 5.000 mikroskopskih sun=E8evih =E6elija, jest mikrodioda koje se pona=
=9Aaju kao
=20
Za prijavu na ovu listu poslati poruku na adresu:
slikom-request@xxxxxxxxxxxxx i u polju za tekst upisati, subscribe
Za odjavu sa ove liste poslati poruku na adresu:
slikom-request@xxxxxxxxxxxxx i u polju za tekst upisati, unsubscribe
Other related posts: