Если не считать очков, изобретенных китайцами в X веке, мы не располагали никакими искусственными приспособлениями, которые могли бы вернуть человеку зрение. Но теперь бионика сделала реальностью восстановление зрения во многих случаях, прежде считавшихся совершенно безнадежными .
Помутнение роговицы обычно происходит в результате механического повреждения или не вполне понятных изменении и химическом составе глаза. Но эти изменения приводят к тому, что наружная прозрачная оболочка глаза, так называемая роговица, которая пропускает видимый глазом свет, становится мутной и постепенно человек слепнет. Это заболевание, чаще всего возникающее в пожилом возрасте, ранее умели лечить только одним способом - пересадкой роговицы от трупа.
Обычно достаточно пересадить лишь часть роговицы, но иногда повреждения так сильны, что приходится заменять ее полностью. Однако из четырех полных пересадок роговицы удается только одна: это объясняется тем, что жидкость внутри глаза находится под давлением, и трансплантат очень трудно удержать на месте и течение месяца срока, необходимою для его приживления. Кроме того, стоит больному чихнуть или закашляться и пересаженная роговица может сместиться.
Эта проблема вынудила Уильяма Стоуна, хирурга-офтальмолога Массачусетского приюта для глухих и слепых в Бостоне, заняться созданием бионического заменителя поврежденной роговицы из прозрачного акрила - точно такого, какой идет на изготовление зубных протезов и ветровых стекол в кабиннах реактивных истребителей.
Пластиковая роговица ввинчивается в гнездо, напоминающее крохотную кнопку, и эта кнопка прикрепляется швами на поверхности глаза прямо напротив зрачка. Ввинчивающаяся пластиковая роговица, которую можно вывинтить или заменить другой по рецепту врача, вживлена уже 400 больным!
Медицинская техника снабдила нас и бионическим хрусталиком. Хрусталик глаза, находящийся непосредственно за радужной оболочкой, часто мутнеет вследствие . От этого он темнеет и рассеивает или не пропускает падающий на глаз свет. Обычно от катаракты избавляются путем хирургического вмешательства. Хирург делает маленькое отверстие в оболочке глаза (так называемом белке), подводит к нему небольшой высасывающий прибор и извлекает хрусталик из глаза. После такой операции накладывается шов, и свет снова свободно проникает в глаз.
К сожалению, лишенный хрусталика глаз не способен фокусировать лучи света самостоятельно - больной нуждается в толстых очках или в контактных линзах.
Пользование очками сопряжено с большими неудобствами, приходится менять очки, если нужно перевести взгляд с близкого объекта на отдаленный; при этом вести машину, например, очень трудно. Некоторый выход из положения сулит использование контактных линз, настроенных на средние расстояния, в сочетании с бифокальными очками, но не все могут спокойно носить контактные линзы.
Доктору Норману Джаффу из Университета в Майами удалось решить эту проблему: он изобрел искусственный вживляемый хрусталик. Из полиметакрилата - вещества, близкого к акрилу, применяемому для создания искусственной роговицы, - вытачивается крохотный бионический хрусталик с точной, фиксированной фокусировкой: хрусталик помещается в мягкое кольцо из дакроновых волокон. Это кольцо, вшиваемое позади радужной оболочки, служит своеобразным якорем, который удерживает хрусталик против зрачка. Пластиковый хрусталик не способен менять фокус, но в сочетании с очками можно достигнуть почти стопроцентного зрения. Теперь такими искусственными хрусталиками заменяют помутневшие от катаракты хрусталики не менее сотни хирургов в США.
Но повреждение хрусталика или роговицы далеко не единственная причина слепоты. Большинство из 110 000 жителей США, полностью лишенных зрения, потеряли его из-за более серьезных повреждений глаз. Одна из форм слепоты, в настоящее время не поддающаяся лечению, при которой жидкость позади хрусталика, называемая aqueous humor, выделяется в избытке; при этом ее давление возрастает настолько, что разрывает нежные светочувствительные слон сетчатки. Также неизлечимы в настоящее время случаи слепоты от болезней, вызывающих дегенерацию глазного нерва, и врожденных болезней, при которых травмированы сетчатка или нервы, связывающие ее с мозгом. Однако и в этих случаях появилась некоторая надежда, которую сулит нам технология телевидения.
Телевизионная камера работает примерно по такому же принципу, что и глаз: в ней свет, пройдя через фокусирующее устройство, преобразуется в электрические импульсы. Природа и форма импульсов, посылаемых телекамерой, сильно отличаются от импульсов, посылаемых глазом к мозгу, но теоретически возможно применять электрические импульсы от телекамеры, для того чтобы вызвать зрительные ощущения в мозгу.
Офтальмолог Уильям Добелл, директор отделения нейропротезирования Института биомедицинской инженерии при Университете штата Юта, изучив импульсы, которые нормальный глаз посылает в мозг при раздражении светом, изобрел специальный компьютер, который мог бы преобразовывать импульсы от телекамеры в импульсы, подобные испускаемым сетчаткой глаза. Затем Добелл сделал квадратики из тефлона и платины и вживил их двум слепым добровольцам внутрь черепной коробки поблизости от тех участков головного мозга, где получаемая с помощью глаза информация преобразуется и превращается в видимый образ. Маленькие электрические датчики в головах добровольцев были подключены к телекамере, которая была наведена на несколько предметов самой простой формы. Едва электрические раздражения достигли датчиков, как оба испытуемых заявили, что «видят» вспышки света (так называемые фосфены). По свидетельству Добелла, один из больных, потерявший зрение 28 лет назад, утверждал, что улавливает бесцветные, мерцающие фосфены размером примерно с монету, видимую на расстоянии вытянутой руки.
Ученый продолжал работать над своим изобретением и создал систему искусственного зрения, которая позволила 33-летнему мужчине, лишенному зрения на протяжении 10 лет, подключиться к компьютеру, дающему человеку возможность «видеть» электронные сигналы в своем мозгу. В зрительные участки мозга испытуемого было вживлено 64 электрода, и от каждого электрода через отверстие в черепе шла тоненькая проволочка к графитовому штеккеру, вшитому в кожу. При включении штеккера в компьютер, соединенный с телекамерой, слепой человек получает возможность читать буквы по Брайлю в виде точек света и различать вертикальные и горизонтальные линии. По мнению Добелла, его эксперимент делает реальными долгосрочные имплантации. Как он полагает, со временем в глазницу слепого будет помещаться телекамера, связанная через миниатюрный компьютер с вживленными в мозг электродами. И хотя потребуется еще немало экспериментов, чтобы от простых схематических рисунков перейти к более сложным черно-белым изображениям, Биллем Кольфф, пионер бионических исследований, уверен, что в конце концов искусственное зрение подобного типа позволит слепым видеть изображения, напоминающие «картины на световом табло Хьюстонского космодрома».
Добелл напоминает, что развитие любого искусственного органа происходит постепенно: «Вначале возникает предположение, затем появляется надежда и только потом открываются перспективы. Несомненно, что сенсорные протезы уже перешли от стадии задумок к той стадии, когда появляется надежда». Будем надеяться, что перспективы откроются в ближайшем будущем.
Человеческое тело весьма уязвимо. До недавнего времени при повреждении какого-либо органа заменить его не было возможно, и человек оставался калекой, получая достаточно зачастую очень неудобные и мало функуиональные протезы. Но уже сегодня исследователи добились существенных результатов в протезировании человеческих органов. Мы собрали 10-ку последних научных разработок, которые позволят уже в недалёком будущем заменять повреждённые части тела.
Кожа, покрывая и защищая всё тело человека, является наиболее легко повреждаемым органом. Стэнфордские ученые разработали супергибкий, сверхпрочный и суперчувствительный материал, который может стать основой для будущей синтетической кожи. Люди пытались разработать синтетическую кожу и раньше, но новый материал имеет гораздо большую сенсорную чувствительность. Он содержит органические транзисторы и слой эластичного материала, позволяющий ему растягиваться без повреждений. И она обладает автономным питанием - кожа содержит ряд упругих солнечных батарей.
2. Бьющееся сердце, созданное в чашке Петри
Ученые давно исследовали потенциал стволовых клеток для выращивания сердца, и недавно им удалось достичь существенного успеха в этом году, создав сердце в чашке Петри, которое могло биться самостоятельно. В течение 20 дней новое сердце билось со скоростью от 40 до 50 ударов в минуту. Оно пока слишком слабое, чтобы на самом деле перекачивать кровь, но подобная ткань имеет большой потенциал.
3. Протезы рук, которые чувствуют прикосновение
Нынешние протезы рук, конечно, могут захватывать вещи, но им не хватает одной из самых важных способностей настоящей человеческой руки - осязания. Люди с протезами не могут почувствовать, когда они находятся в контакте с объектом, не смотря на него напрямую. Исследовательская группа из Университета Чикаго решила эту проблему, создав руки, которые посылают электрические сигналы в мозг. Ученые провели эксперименты с обезьянами, изучая то, как их мозг реагирует на прикосновения.
Хотя бионические ноги, конечно, являются огромным благом для тех, кто подвергся ампутированию, в них есть существенный недостаток - отсутствие реального соединения нервов с телом. Но в прошлом году, житель Сиэтла Зак Вотер получил первые в мире конечности, которые управляются силой мысли, благодаря тому, что воспринимают сигналы непосредственно от его мозга. Для оптимизирования этих искусственных ног, компания-производитель собирается сделать их еще тоньше и легче.
5. Миниатюрный человеческий мозг
Смерть мозга - это фатально. Может быть, в один прекрасный день, человек будет в состоянии пересадить новый мозг в череп, но стоит помнить, что это не просто обычный орган. Он содержит все мысли и воспоминания, поэтому идея создания искусственных мозгов может показаться абсурдной. Но это не остановило ученых, которые вырастили из стволовых клеток настоящий человеческий мозг в лаборатории. Он, правда, пока размером с горошину и неспособен мыслить.
Уже существует технология, с помощью которой можно искусственно восстановить слух, но внутренние имплантаты ничего не делают с видимой частью уха. Обычные искусственные уши выглядели как пластиковые игрушки. Но исследователи в этом году придумали новый метод, который обеспечивает возможность вырастить гибкие реалистичные уши из живых клеток. Эти клетки берут у крыс и коров, и из них формируется гель. Затем из этого геля с помощью 3D-принтера менее чем за час делают искусственное ухо.
7. Нос, который может чувствовать болезнь по запаху
Исследователи из Университета Иллинойса решили создать устройство, которое идентифицирует химические вещества по запаху, но их не устроила чувствительность человеческого носа. Вместо этого, они создали искусственный нос, который использует запах бактерий, чтобы выявить и диагностировать специфические заболевания.
8. Искусственная поджелудочная железа
Поджелудочная железа вырабатывает гормон инсулин, который в случае отсутствия его в организме необходимо вводить вручную. Диабетики постоянно проверяют уровень сахара в крови, а затем вводят инсулин, когда возникает необходимость. Искусственная поджелудочная железа, однако, сможет вводить инсулин в тело автоматически. Она контролирует уровень сахара в крови в любое время и регулирует его.
Люди уже давно имеют возможность восстановить слух глухим, но восстановление зрения слепым - пока гораздо более сложный вопрос. Когда люди теряют зрение, их сетчатка больше не посылает сигналы от фоторецепторов в мозг. Для того, чтобы создать искусственный глаз, сначала нужно понять, как сетчатка обрабатывает эти сигналы, а этого ученые до недавнего времени не могли добиться. Ученые Weill Cornell Medical College смогли сделать это, по крайней мере с мышами и обезьянами, создав искусственную сетчатку, чьи чипы конвертируют изображения в электронные сигналы.
10. Пальцы и гигабайтами информации
Когда финский программист Джерри Джалава попал в аварию на мотоцикле в 2008 году, он потерял палец. Байкер нашел необычный выход из ситуации - он создал протез пальца, в который можно записать два гигабайта цифровой информации. Теперь он может просто вставлять необычный протез в разъем USB. В будущем Джалава планирует модернизировать своё изобретение, добавив поддержку беспроводной связи. Также он хочет добавить больше памяти.
В последнее время разработчики повернулись лицом к людям с ограниченными возможностями, предложив .
В нашей сегодняшней статье:
Новая технология под названием бионическое позволила больным с пигментным ретинитом восстановить некоторую
часть их полей зрения. Это дало возможность людям различать предметы и
даже читать заголовки текста, но спокойно передвигаться по улице они
пока не могут.
Ученые из университета в Калифорнии работают над улучшением данной технологии, позволяющей специфическим клеткам сетчатки преобразовывать свет в электрическую активность. Исследование было опубликовано в журнале Neuron.
Сетчатка состоит из нескольких слоев клеток. Первый слой содержит фоторецепторы, которые обнаруживают свет и преобразуют его в электрические сигналы. Пигментный ретинит приводит к снижению функции этих клеток.
Несколько видов протезов сетчатки находятся на стадии разработки. Argus II - является наиболее известным из этих устройств. В Соединенных Штатах он был одобрен для лечения пигментного ретинита в 2013 году. Он состоит из камеры, установленной на оправе очков, которая передает радиосигналы к сети электродов, имплантированных в сетчатку. Электроды стимулируют ганглиозные клетки сетчатки и показывает человеку то, что снимает камера.
«Это грандиозный успех в лечении и новый шанс для больных с пигментным ретинитом. С другой стороны, бионическое зрение все еще далеко от естественного», - объясняет профессор E.J. Chichilnisky
Современным технологиям не хватает специфики или точности воспроизведения. Хотя большая часть визуальной обработки происходит в мозге, некоторая часть её осуществляется с помощью ганглиозных клеток сетчатки, а их от 1 до 1,5 млн клеток в каждом глазе. Природное зрение, позволяющее получать более подробную информацию о форме, цвете, глубине и движении требует активации определённых клеток сетчатки в нужный момент времени.
Ученые сосредоточили свои усилия на типе ганглиозных клеток сетчатки под названием «зонт» - клетки. Эти клетки очень важны для обнаружения движения, его направления и скорости в визуальной сцене. Когда движущийся объект проходит через визуальное пространство, клетки активируют в волны через сетчатку.
Исследователи помещали в участки сетчатки 61-электроднуюе сеть и начали стимулировать её с помощью импульсов тока. Это позволило им отличать «зонт» клетки, которые имеют различные ответы, от других ганглиозных клеток сетчатки. Кроме того, ученые определили, какое количество стимуляции необходимо для активации каждой ячейки. Далее исследователи записали ответы импульсов для простого скользящего изображения - это белая полоса, проходящая на сером фоне. Наконец, они смогли воспроизводить такие же волны активности, какие производят «зонт» клетки при движущих изображениях.
«Требуется очень много работы перед разработкой готового устройства, которое смогло бы обеспечить слепого человека зрением высокого качества. Если мы сможем справиться с многочисленными техническими препятствиями, тогда мы сможем общаться с нервной системой на её родном языке и восстановить нормальную функцию глаза»,-добавил Chichilnisky.
На основании исторических документов есть данные, что глазные протезы начали создаваться еще в Древнем Египте. Мумиям их делали из золота, покрывая эмалированным рисунком. Первый глазной протез появился в XVIII веке и по внешнему виду мало отличался от современного.
Создание видящего глазного протеза
Первый искусственный глаз, позволяющий воспринимать свет, был создан в Японии. Не просто стеклянный протез, а целая система полупроводниковых элементов, тончайшая матрица, которая проецирует картинку на искусственную сетчатку, и передает импульсы в мозг.
Все восприятие окружающего мира человек получает через мозг, куда поступают импульсы с изображением через На искусственную сетчатку попадает свет, создавая электрическое напряжение, в мозг поступает сигнал и формируется цветной и объемный зрительный образ.
Создание видящего находится в процессе разработки. Совершенствуется и увеличивается мощность сигнала, и соответственно уменьшается величина чипа. Но и на данной стадии разработки получены результаты, которые позволяют незрячему человеку различить объемные предметы на близком расстоянии.
Глазной протез
Человек, лишившийся органа зрения, испытывает не только физическую, но и психологическую травму. Поэтому так важно правильно провести протезирование.
Современная медицина предлагает два вида искусственных и пластмассовые. Протезы используются в случае полной потери глазного яблока, или его субатрофии (значительного уменьшения в размерах), когда ставится очень тонкий пластмассовый протез, который еще называют коронкой.
Протезы изготавливаются из стекла и пластмассы. Несмотря на то что стеклянные изделия тяжелее и менее практичны из-за хрупкости материала, они обладают одним немаловажным достоинством, - выглядят живее. При увлажнении их слезой, появляется естественный блеск. Пластмассовые протезы более практичны. Они не бьются, легче и в полости практически не ощущаются. Но при длительном использовании и неаккуратном обращении пластмасса покрывается царапинами, и ее поверхность становится матовой. Для поддержания протеза в хорошем состоянии можно воспользоваться искусственной слезой - каплями для глаз.
Протезы могут быть стандартными и подбираются офтальмологом либо изготавливаются по индивидуальному заказу, когда художник воспроизводит точную копию здорового глаза.
Уход за конъюнктивальной полостью и протезом
После удачного протезирования необходимо придерживаться определенных правил по уходу за протезом и его полостью.
В первое время после операции давление, которое оказывает искусственный глаз на конъюнктиву, вызывает боль и раздражение. Но, несмотря на это, его следует носить постоянно, чтобы полость хорошо сформировалась.
Извлекать его из полости рекомендуется только для того, чтобы промыть и освободить слизистую от скопившегося отделяемого, во избежание присоединения воспаления. Пока полость не сформировалась, процедуру лучше проводить два раза в день.
После извлечения протеза конъюнктиву следует промыть кипяченой водой, и освободить от отделяемого. Затем закапать в конъюнктивальную полость глазные капли: 2% раствор борной кислоты или 0,25% раствор левомицетина.
Протез также промывается кипяченой водой. После чего его можно промыть 0,05% раствором хлоргексидина водного.
Как извлекать и вставлять протез?
Извлекать протез из полости необходимо сидя за столом, покрытым мягким материалом, чтобы он не разбился и не поцарапался. Осторожно оттянув нижнее веко, поддеть искусственный глаз стеклянной палочкой и вытащить его из полости.
Вставлять протез следует так, чтобы выемка на нем соответствовала внутреннему углу верхнего века. В первую очередь протез вводится под верхнее веко, потом за нижнее.
Искусственная слеза
Во время использования пластмассового протеза конъюнктивальную полость необходимо периодически увлажнять, поскольку происходит плохое смачивание, и слизистая пересыхает, что приводит к неприятным ощущениям, резям и ощущению песка.
Для этой цели лучше всего подойдут капли для глаз: искусственная слеза. Этот препарат применяется для увлажнения оболочек глаза и представляет собой вязку прозрачную жидкость.
Препарат оказывает защитное, смягчающее и увлажняющее действие. Во время случайного попадания в протезированную полость микрочастиц мусора, трение протеза о слизистую увеличивается и вызывает неприятные ощущения. Используя искусственную слезу для глаз, можно избежать этих неприятностей.
Интраокулярные линзы (ИОЛ)
Травмы, которые приводят к потере органа зрения, могут повлечь за собой и другие осложнения. При повреждении хрусталика его приходится удалять. Если состояние глаза позволяет, после лечения имплантируют ИОЛ.
При замене поврежденного на искусственный хрусталик глаза, цена его будет зависеть от вида линзы и производителя. Разбег ценовой политики составляет от 15 000 до 84 000 рублей.
Применение новейших технологий с использованием искусственной линзы и глазного протеза позволит людям, лишившимся зрения, вновь ощутить радость жизни и заняться любимым делом. Берегите свои глаза и будьте здоровы.
Изобретение относится к медицине, а именно к созданию искусственного глаза человека для оптического восприятия изображения людьми, потерявшими зрение в результате травмы, но сохранившими зрительный нерв неповрежденным. Искусственный глаз содержит герметично соединенные искусственные роговицу, хрусталик и сетчатку. Сетчатка представляет собой матрицу светочувствительных элементов, находящуюся в фокальной плоскости хрусталика и состоящую, например, из приборов с зарядовой связью (ПЗС) на основе МДП-структур. Матрица светочувствительных элементов электрически соединена с устройством считывания и преобразователем, которые подсоединены к источнику питания и являются одновременно рецепторным узлом, куда подается информация с преобразователя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области медицины, а именно к созданию искусственного глаза человека для восприятия оптического изображения людьми, потерявшими зрение в результате травмы, но сохранившими зрительный нерв неповрежденным. Известно устройство для восприятия изображения слепым человеком, содержащее рецепторный узел, соединенный через преобразовательный блок с электромагнитной катушкой с вибратором, причем оно имеет блок оптических преобразований, а рецепторный узел выполнен в виде фотодатчика, жестко связанного с вибратором, при этом фотодатчик оптически связан с блоком оптических преобразований и размещен в его фокальной плоскости /1/. Недостатком этого устройства является то, что слепой человек не видит оптическое изображение, а воспринимает его, прикасаясь пальцем к колеблющейся поверхности вибратора, не всегда адекватно, т.к. тактильная чувствительность пальцев может меняться во времени в зависимости от физиологического и психологического состояния человека. Кроме того, не определено расположение пальцев относительно поверхности вибратора. Сила прикосновения пальцами к поверхности вибратора также может меняться. Известен зрительный протез общего пользования для совершенно слепых, основанный на преобразовании оптического изображения в звуковое, в котором оптическое изображение, действуя на фотоэлемент, возбуждает в телефоне разные по высоте и сложности звуки, после зеркала развертки изображения между объективом и фотоэлементом расположены равномерно вращаемый электродвигателем прозрачный диск-модулятор с нанесенными на нем оптическими фонограммами, выполненными на фотоэмульсии в виде концентрических дорожек синусоидальных тонов разной частоты, и неподвижная планка со щелью, ширина которой изменяется от центра диска к его краю в зависимости от длины нанесенных на диске синусоидальных тонов и равна длине периода соответствующей синусоиды в каждом его месте /2/. Недостатком этого устройства также является то, что человек не видит оптическое изображение, а лишь воспринимает органами слуха преобразованное устройством в звуки оптическое изображение, также полученное устройством. Прототипом является устройство для восприятия и опознания зрительных образов слепым человеком, содержащее приемную телевизионную систему, электронный блок, блок питания, блок регулирования яркости и контрастности, систему для наблюдения изображения на экране кинескопа, соединительные разъемы и кабели, кроме того, устройство снабжено ячеистой маской, системой датчиков, усилителей, рецепторным узлом, генератором частот, причем ячеистая маска с системой датчиков размещена на экране кинескопа и электрически связана через блок усилителей с рецепторным узлом, установленным на теле человека, выполненным в гибком корпусе и соединенным с генератором частот для воспроизведения изображения любой цветовой гаммы, помимо этого, рецепторный узел снабжен диэлектрическими иглами и элементами крепления и фиксации, диэлектрические иглы рецепторного узла снабжены магнитопроводящим и стаканами для взаимодействия с электромагнитными катушками, одно основание рецепторного узла выполнено заостренным, а другое - тупым, рецепторный узел взаимодействует с телом слепого человека через регулирующие прокладки /3/. Недостатком данного устройства является низкая эффективность восприятия и опознания зрительных образов слепым человеком, длительность процесса опознания зрительных образов, сложность конструкции, вероятность потери рецепторного узла при порче элементов крепления. Кроме того, человек должен обладать хорошей экстроцептивной чувствительностью и различать прикосновение к коже колющих предметов на расстоянии с шагом до одного миллиметра один от другого. Цель изобретения - создание искусственного глаза для оптического восприятия изображения людьми, потерявшими зрение в результате травмы, но сохранившими зрительный нерв неповрежденным. Технический результат изобретения достигается тем, что в зрительном протезе - искусственном глазе - происходит преобразование световых импульсов в электрические сигналы, поступающие в зрительный нерв. Поставленная цель достигается тем, что в искусственном глазе, содержащем приемную телевизионную систему, рецепторный узел, электронный блок и блок питания, приемная система представляет собой искусственный глаз, содержащий искусственные роговицу, хрусталик и сетчатку, представляющую собой матрицу светочувствительных элементов, находящуюся в фокальной плоскости хрусталика и состоящую, например, из приборов с зарядовой связью (ПЗС) на основе МДП-структур и электрически соединенную с электронным блоком, представляющим собой устройство считывания и преобразования, подсоединенное к источнику питания, а рецепторным узлом является ПЗС-матрица. Кроме того, источник питания может быть расположен в матрице светочувствительных элементов или под мочкой уха и быть соединенным с устройством считывания и преобразователем с помощью подкожно расположенных проводников. На чертеже представлено схематическое устройство искусственного глаза человека. Оптическая часть искусственного глаза состоит из роговицы 1 и хрусталика 2. В фокальной плоскости хрусталика 2 расположена искусственная сетчатка 3, которая представляет собой матрицу светочувствительных элементов, выполненную, например, из приборов с зарядовой связью (ПЗС) на основе МДП-структур. Принцип действия этих приборов, основанный на переносе носителей заряда, позволяет осуществлять известными способами преобразование, хранение и переработку информации, представленной плотностью заряда /4, 5/. Электронный блок 4 состоит из устройства 5 считывания и преобразователя 6. МДП-структуры микропроводниками подсоединяются к устройству 5 считывания информации, поступившей на светочувствительный слой искусственной сетчатки 3. Далее эта информация поступает в преобразователь 6, назначение которого преобразовывать информацию в сигналы, которые наиболее приближены к естественным сигналам, поступающим в зрительный нерв от живой сетчатки. Источник питания 7 обеспечивает работу устройства 4 считывания и преобразователя 6. Источник питания может располагаться как автономно, например, под мочкой уха и быть соединенным с блоком считывания и преобразователем с помощью подкожно расположенных проводников, так и в самой матрице-сетчатке в виде вырабатывающих электрический ток фотоэлементов. Глаз - один из основных органов чувств человека, он выполняет функцию получения и переработки информации об условиях внешней среды. По существу глаз представляет собой измерительное устройство для анализа внешних физических стимулов, а также для оценки эффективности действий, произведенных организмом, т. е. выполняет роль обратной информационной связи организма со средой. Рецепторами в данном случае являются нервные окончания, которые действуют как преобразователь энергии раздражителя в энергию нервного ответа. Нервное волокно может находиться в возбужденном состоянии, когда есть потенциал действия (ПД), и невозбужденном - ПД отсутствует. Таким образом, в нервной системе имеется дискретная двоичная система кодирования информации. Как показывают эксперименты, информация в нервной системе кодируется не последовательностью ПД, как в цифровых машинах, а частотой появления ПД, которая пропорциональна логарифму величины действующего раздражителя /6/. С учетом сказанного, в предлагаемом устройстве, искусственном глазе, считывание и преобразование поступающей извне информации осуществляется на принципах дискретной обработки сигналов. Устройство работает следующим образом. Световые лучи проходят через искусственные роговицу 1 и хрусталик 2 и создают изображение на искусственной сетчатке 3. Кванты света вызывают появление на светочувствительной матрице-сетчатке 3, состоящей из ПЗС на основе МДП-структур, электрических зарядов, величина которых зависит от освещенности. Эти электрические заряды преобразуются в электрические импульсы в устройстве считывания 5, а затем поступают в преобразователь 6, в котором информация преобразуется в сигналы, наиболее приближенные к естественным. Связь со зрительным нервом осуществляется проводниками, оканчивающимися электродами в виде, например, кольцеобразных зажимов, подсоединенных к зрительным нервам. Дальше информация передается в зрительные отделы головного мозга. Современные достижения микроэлектроники, нейрофизиологии, биотехнологии, а также способность мозга к адаптации говорят в пользу того, что предложенный искусственный глаз поможет адекватно сформировать зрительный образ в соответствии с информацией, поступающей в искусственный глаз на его искусственную сетчатку - светочувствительную матрицу. Источники информации 1. Авт. св. СССР 955920, МКИ A 61 F 9/08 - аналог. 2. Авт. св. СССР 151060, G 09 B 21/00, A 61 F 9/08 - аналог. 3. Пат. РФ 2057504, МПК А 61 F 9/08 - прототип. 4. Ефремов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника. Проектирование, виды микросхем, функциональная микроэлектроника. Учебное пособие для вузов.//М., Высшая школа, 1987, с.141-147. 5. Наука и жизнь, 1980, 7, с.30-32. 6. Губанов Н. И., Утепбергенов А.А. Медицинская биофизика.// М., Медицина, 1978, с.283-286.
Формула изобретения
1. Искусственный глаз, содержащий приемную систему, рецепторный узел, электронный блок и блок питания, отличающийся тем, что приемная система представляет собой искусственный глаз, содержащий искусственные роговицу, хрусталик и сетчатку, представляющую собой матрицу светочувствительных элементов, находящуюся в фокальной плоскости хрусталика, состоящую, например, из приборов с зарядовой связью (ПЗС) на основе МДП-структур и электрически соединенную с электронным блоком, представляющим собой устройство считывания и преобразования, подключенное к источнику питания, а рецепторным узлом является ПЗС-матрица. 2. Искусственный глаз, по п.1, отличающийся тем, что источник питания расположен в матрице светочувствительных элементов. 3. Искусственный глаз, по п.1, отличающийся тем, что источник питания расположен под мочкой уха и соединен с устройством считывания и преобразования с помощью подкожно расположенных проводников.