ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Hoćemo li čuti svjetlo? Infracrveno svijetlo može aktivirati slušne stanice


Za razliku od električne struje, koja se proteže kroz tkivo i ne može biti usmjerena na jednu točku, infracrveno svjetlo može biti usmjereno, tako da bi brojne valne duljine (koje odgovaraju na brojne frekvencije zvuka) mogle biti usmjerene na različite stanice u unutrašnjem uhu. Živčane stanice koje šalju zvučne signale od ušiju do mozga mogu ispucati signale više od 300 puta u sekundi, pa bi u idealnim prilikama kohlearni implantati pomoću infracrvenog svjetla mogli to obaviti jednako dobro.

U ovim eksperimentima istraživači su primijenili laserske impulse na dlačice kako bi potaknuli susjedne živčane stanice da ispale signale do 100 puta u sekundi. Za kohlearni implantat, živčane stanice bi bile umjesto dlačicama aktivirane pomoću infracrvenog svjetla.

Rabbitt upozorava da bi moglo proći  pet do deset godina prije razvoja kohlearnih implantata koji rade optički. Konkretno, da bi postali služno pomagalo nužno im je manje napajanje strujom i izvorom svjetlosti, a moraju biti energetski učinkovitijim kako bi radile s malim baterijama. Električna stimulacija u dubini mozga sada se koristi za liječenje poremećaja pokreta kao što su Parkinsonova bolest i "esencijalni tremor, što izaziva ritmične kretanje udova tako da postaje teško hodati, raditi i jesti", kaže Rabbitt.

On je istražuju može li optička stimulacija u dubinu mozga povećati učinkovitost tretmana električne stimulacije mozga. Rabbitt također vidi potencijal za optičke implantati za liječenje poremećaja ravnoteže.
"Kako starimo, mi krivudamo i pažljivo hodamo, ne zato što naši mišići ne rade, nego zato što imamo problema s ravnotežom", kaže on. "Ova tehnologija ima potencijal za vraćanje ravnoteže obnavljanjem signala koje zdrava uha šalju do mozga o tome kako se naše tijelo kreće u prostoru."

Optička stimulacija također može pružiti umjetni vid kod ljudi s retinitis pigmentosa ili kojim drugim nedostatkom retinalnih stanica (mrežnica)  koje detektiraju svjetlo i boju, navodi Rabbitt. "Ljudi bi nositi naočale s kamerom montiranom na okvir i tu bi bila elektronika koja bi pretvarala signale iz kamere u impulse infracrvenog zračenja koji će se širiti u obliku tog uzorka na oboljeli dio mrežnice koji obično ne reagira na svjetlo dana, ali će odgovoriti na pulsirajuće infracrveno zračenje za stvaranje slika,“ kaže Rabbitt.

Slušni i vidni implantati koji koriste optičke signale umjesto električnih ne moraju se ugrađivati u mozak ili drugo živčano tkivo, jer samo infracrveno svjetlo može daleko prodrijeti kroz tkivo, pa uređaji koji emitiraju svjetlo "imaju potencijal za odličnu biokompatibilnost," kaže Rabbitt . "Optički uređaji će se moći postaviti na jedno mjesto i ostaviti ih tamo za cijeli život."

Izvor: University of Utah

Podijeli.