ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Nanocvjetovi za bolji vid

Znanstvenik Richard Taylor, sa sveučilišta Oregon, pokušava uzgojiti cvjetove koji će pomoći vratiti vid osobama koje su ga izgubile zbog npr. makularne degeneracije. Ti cvjetovi nisu ni ruže ni tulipani ni orhideje. Radi se o nanocvjetovima koji rastu iz sićušnih čestica metala, koje se spontano povezuju procesom akumulacije uz ograničenu difuziju. Trebali bi poslužiti kao fraktali koji učinkovito oponašaju rad neurona.

"Fraktali su osnovne građevne jedinice svijeta oko nas", objašnjava Taylor. Radi se o česticama nepravilnog oblika specifičnim po tome što se vanjska nepravilna struktura ponavlja i u najmanjem detalju. U matematici se to svojstvo naziva 'svojstvo samosličnosti'. Drveće, oblaci, rijeke, galaksije, pluća i neuroni primjeri su fraktala. Taylor dodaje da moderni računalni procesori ipak ne pripadaju toj skupini.

Očni bi kirurzi ugrađivali ove fraktalne uređaje u oči slijepih pacijenata gdje bi oni trebali poslužiti kao svojevrsno sklopovlje za hvatanje svjetlosti iz šarenice, koju bi potom, uz gotovo 100% učinkovitost, prenosili do neuronske mreže pa sve do centra za vid. 

U članku pod originalnim naslovom Vision of beauty, objavljenom u znanstvenom časopisu Physics World, Taylor, inače ravnatelj Instituta za proučavanje materijala na sveučilištu Oregon, objašnjava kako planira uzgojiti te male uređaje te zašto propadaju pokušaji ugradnje fotodioda iza očiju. Tehnologija izrade takvih sklopova jednostavno ne može omogućiti uspostavu dovoljno veza između diode i neurona. "Neuroni u šarenici su također fraktali, ali diode nisu. One su sastavljene od malih elektroda u obliku kvadratića zbog čega se nedovoljno dobro preklapaju s neuronskim završetcima", ističe Taylor. 

Rick Montgomery, Taylorov doktorand, će početkom ljeta započeti s nizom eksperimenata kroz koje se nada, u roku od godine dana, uspjeti uzgojiti fraktalne cvjetove na čipovima koji će se moći ugraditi u ljudsko oko. U tom će nastojanju usko surađivati sa Simonom Brownom sa sveučilišta Canterbury na Novom Zelandu. Inače, ideja za projekt je nastala tijekom Taylorovog rada na Cottrell Scholar nagradi koju mu je 2003. godine dodijelila Organizacija za napredak znanstvenih istraživanja. Realizaciju Taylorove vizije dodatno su ubrzale i subvencije koje su mu dodijelili Ured za pomorska istraživanja, Ratno zrakoplovstvo SAD-a i Nacionalna zaklada za znanost. Taylorov teoretski koncept fotodioda zasnovanih na fraktalima, njegovo je matično sveučilište poslalo na odobrenje i Uredu za patente.

Sam Taylor navodi da je projekt inspiriran "izuzetnom sličnosti oka i digitalnog fotoaparata". Prednje strane oba sustava se, naime, sastoje od leće s promjenjivim žarištem. Taylor se nada da će daljnji napredak na području tehnologije dodatno smanjiti te, sve manje, razlike. Suvremeni digitalni fotoaparati mogu 'uhvatiti' 127 megapiksela, što i nije toliko različito od ljudskog oka. Suvremeni očni umetci, s druge strane, mogu se pohvaliti rezolucijom od svega 50 megapiksela, sve zbog nesavršenosti sučelja.

Jedan od većih izazova predstavlja odabir metala za uzgoj nanocvjetova. Očito, taj metal ne smije uzrokovati nikakav oblik trovanja. "Nalazimo se na samom početku ovog uzbudljivog putovanja. Osobno me najviše veseli što ću moći reći slijepoj osobi da trenutačno radimo na procesoru zbog kojeg će jednog dana moći progledati. Za mene je ovo istraživanje potpuno drugačije od ostalih. Do sada sam razvijao elektroniku za računala, a sada će moj rad uistinu nekome pomoći… bio bih neizmjerno sretan kada bih u tome i uspio."

Izvor: University of Oregon

Podijeli.