Trotz Blindheit wieder sehen – ein neues Implantat soll es möglich machen

Elektrische Stimulation zur Behandlung von Blindheit?

Eine neu entwickelte Technologie könnte blinden Menschen in Zukunft vielleicht helfen, wieder zu sehen. Durch eine Versorgung des Sehnervs mit elektrischem Strom über eine spezielle Elektrode wird dabei der visuelle Kortex stimuliert.

Bei der aktuellen Untersuchung von École polytechnique fédérale de Lausanne und Scuola Superiore Sant’Anna wurde festgestellt, dass über eine Elektrode die Sehnerven von Kaninchen mit Strom versorgt werden können, was zu einer Stimulation des visuellen Kortex führt. Die Ergebnisse der Studie wurden in dem englischsprachigen Fachblatt „Nature Biomedical Engineering“ publiziert.

Netzhautimplantate sind nur für wenige Menschen geeignet

Millionen Menschen auf der Welt können nicht oder nur eingeschränkt sehen. Obwohl dies häufig auf Fehler an der Netzhaut zurückzuführen ist, sind nur wenige Menschen für Netzhautimplantate geeignet. Die Netzhaut befindet sich im hinteren Teil des Auges und nimmt Bilder auf, welche der Sehnerv dann in Impulse umwandelt. Diese werden zum Gehirn geschickt, wo ein Bild entsteht.

Elektrische Stimulation des Sehnervs bei Kaninchen

Bei der Studie wurde der Sehnerv von Kaninchen über eine Elektrode mit der Bezeichnung OpticSELINE direkt mit elektrischem Strom versorgt. Dies stimulierte den visuellen Kortex der Tiere, die Region des Gehirns, in der Informationen von der Netzhaut verarbeitet werden. Es ist unklar, ob dies einem Blinden normales Sehen ermöglichen würde, aber das Potenzial der Technologie werde deutlich, berichten die Forschenden.

Wie funktionieren Netzhautimplantate?

Netzhautimplantate wurden für die genetische Störung Retinitis pigmentosa entwickelt. Das Verfahren umfasst das Ersetzen beschädigter Netzhautzellen durch elektronische Implantate, welche die verbleibenden gesunden Zellen dazu anregen, ein Signal entlang des Sehnervs zu erzeugen. Für das Implantat ist ein kleiner Schnitt im Auge erforderlich. Netzhautimplantate können dazu beitragen, das Sehvermögen von Menschen wiederherzustellen, die aufgrund eines Zellverlusts in ihrer Netzhaut blind sind. Ein Netzhautimplantat enthält Elektroden, welche die Netzhautzellen stimulieren. Es handelt sich im Prinzip um ein Raster von Implantaten, die direkt auf der Netzhaut platziert werden. Die Implantate werden dann an eine Brille und einen Computer sowie an einen tragbaren Mikrocomputer angeschlossen. Die Kamera erfasst Bilder, die in das Sichtfeld des Benutzers gelangen, und sendet sie an den Computer. Der Computer wandelt diese Bilder in elektrische Signale um, die an die Elektroden übertragen werden. Die Elektroden stimulieren die Zellen in der Netzhaut basierend auf den Lichtmustern, die im Sichtfeld erfasst wurden. Die Patientinnen und Patient müssen anschließend lernen, die ankommenden visuellen Empfindungen zu interpretieren, um sehen zu können. Da bisher die Methode nur einen begrenzten Erfolg hat, sind die Nutzenden trotzdem noch auf Sehhilfen wie beispielsweise Blindenhunde angewiesen.

Schwierigkeiten mit optischen Implantaten

Die Forschenden arbeiten daran, ein Raster mit einer größeren Oberfläche zu erstellen, um das Sichtfeld des Benutzers zu erweitern und die Qualität des angezeigten Bildes zu verbessern. Das Anpassen der Implantate ist ebenfalls eine Herausforderung. Der Schnitt am Auge muss so klein wie möglich sein, um Gewebeschäden zu vermeiden. Seit den 1990er Jahren wird versucht das Sehvermögen durch Stimulierung des Sehnervs wiederherzustellen. Damals wurden sogenannte Manschettennervelektroden verwendet. Das Problem ist, dass diese Elektroden starr sind und sich bewegen, sodass die elektrische Stimulation der Nervenfasern instabil wird, berichten die Forschenden. Die Patienten hatten bei der Verwendung Schwierigkeiten, die Stimulation zu interpretieren, weil sie immer wieder etwas anderes sahen.

Intraneurale Stimulation kann informative Visionen erzeugen

Bei der aktuellen Methode verwendete die Forschungsgruppe intraneurale Elektroden. OpticSELINE wurde aus zwölf Elektroden erstellt, die zusammen den visuellen Kortex der Kaninchen mit elektrischem Strom versorgten. Die Forschenden überwachten die Aktivität in diesem Teil des Gehirns und entwickelten einen ausgeklügelten Algorithmus zur Dekodierung der Signale. Sie fanden heraus, dass jede Elektrode zu einem spezifischen und einzigartigen Muster der kortikalen Aktivierung führte. Durch die Studie ist jetzt klar, dass intraneurale Stimulation das Potenzial hat informative Visionen zu erzeugen, erklären die Forschenden. (as)