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Die Zukunft für bionische Augen

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Einst der Stoff der Science Fiction, wird die Implantation bionischer Augen zur Wiederherstellung des Sehvermögens blinder Menschen immer mehr zu einer routinemäßigen und erfolgreichen Operation

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Für Terry Byland, einen frühen Empfänger, hat das Kunstauge seine Lebensqualität erheblich verbessert. "Es können kleine Dinge sein, aber für einen Blinden ist es eine große Sache", sagte er. "Wir gingen zum Strand hinunter und zum ersten Mal seit 93 konnte ich tatsächlich den weißen Teil der Wellen sehen, der auf mich zukam."

Lisa Kulik, die sich ebenfalls der Operation unterzog, betonte die Navigationsfähigkeiten, die sie ihr gab. Wenn sie jetzt nach draußen geht, kann sie den Bürgersteigasphalt vom Gras unterscheiden und sieht einen Mülleimer oder ein geparktes Auto auf ihre Weise. "Gesellschaftlich ist es toll", erklärte sie. "Ich kann mich in einem Raum umsehen und nicht unbedingt wissen, wer es ist, aber ich weiß, dass es dort Leute gibt. Ich fühle mich mehr als Teil des Gesprächs."

Es können kleine Dinge sein, aber für einen Blinden ist es eine große Sache. Wir gingen zum Strand hinunter und zum ersten Mal seit 93 konnte ich tatsächlich den weißen Teil der Wellen sehen, der auf mich zukam."

Byland und Kulik tragen beide den Argus II, eine Netzhautprothese, eine Art Kunstauge. Argus II wurde von der kalifornischen Second Sight hergestellt und 2013 von der U.S. Food and Drug Administration für den kommerziellen Einsatz zugelassen. Bis heute wurde es bei etwa 350 Menschen implantiert.

Vertrauen in einen lebensfähigen Sehnerv

"Argus II ist der erste erfolgreiche Versuch, ein künstliches Auge zu kommerzialisieren", sagte James Weiland, Professor für Biomedizinische Technik an der University of Michigan in Ann Arbor, der die Technologie bereits Mitte der 90er Jahre mitentwickelte. Drei US-Universitäten - Herzog in Durham, North Carolina, Johns Hopkins in Baltimore, Maryland, und die University of Southern California in Los Angeles - waren an der Entwicklung beteiligt, sagte er. Auf der Finanzierungsseite leistete der Unternehmer Alfred Mann ebenso wie einige öffentliche Institutionen wie die U.S. National Institutes of Health, die National Science Foundation und das Department of Energy wertvolle finanzielle Unterstützung.

Argus II ist der erste erfolgreiche Versuch, ein künstliches Auge zu kommerzialisieren."

Dr. Jose Fernando Arevalo, ein Chirurg bei Johns Hopkins Medicine, der Argus II bei vielen Patienten implantiert hat, sagte, dass die Operation etwa drei Stunden dauert. Ebenso wichtig sei die Nachbehandlung, die der Patient einen Monat später erhält, sobald das Auge von der Operation geheilt ist. Ein Team von Therapeuten zeigt der Person, wie sie die Bilder verarbeitet, die ihr Gehirn nach dem Einschalten von Argus II zu erhalten beginnt. "Die Menschen müssen das lernen, sie müssen üben. Das passiert nicht automatisch", sagt Arevalo.

Laut Weiland ist eine der größten Innovationen von Argus II, dass die Entwickler in der Lage waren, die Anzahl der unabhängigen neuronalen Stimulationskanäle, die in der Mikroelektrodenanordnung enthalten sind, von 16 auf 60 zu erhöhen, was die Anordnung im Wesentlichen dichter macht. Sie waren auch in der Lage, das Mikroelektroden-Array in Mikrofertigung herzustellen, während frühere Prototypen individuell handgefertigt wurden. Die Mikrofertigung ermöglicht kleinere, präzisere Merkmale, wurde aber bis Argus II aus Gründen der Robustheit nicht in Medizinprodukten für den Menschen eingesetzt. Forscher entwickelten ein robusteres Elektrodenmaterial, Platingrau, um diesen Bedenken zu begegnen.

Die Menschen müssen das lernen, sie müssen üben. Das passiert nicht automatisch."

Arevalo stellte fest, dass eine Einschränkung der Vorrichtung ist die Abhängigkeit von einem lebensfähigen Sehnerv. Viele blinde Menschen haben keinen funktionierenden Sehnerv und sind daher für die Operation nicht geeignet. Mit dem Ziel, den Pool potenzieller Kunden zu erweitern, kündigte der Hersteller Second Sight kürzlich eine Fokussierung auf die Entwicklung eines anderen Geräts, des Orion, an, von dem er hofft, dass es eines Tages in der Lage sein wird, Signale direkt auf den Hirnrinde zu übertragen und so das Auge zu umgehen.

Weiland, der weiter an der Verbesserung der Technologie der Netzhautprothese arbeitet, sagte, dass zukünftige Ziele darin bestehen, das Gerät kleiner zu machen und eine bessere Wahrnehmung zu erzeugen. Mehrere Unternehmen entwickeln Retina-Prothesen, stellte er fest, unter anderem in Frankreich, Australien, Japan und Südkorea.

Die Technologie hinter Argus II

Argus II umfasst eine Digitalkamera, die die Person nach außen trägt, die Bilder aufnimmt und an ein elektronisches Modul überträgt, das an der Außenseite des Auges unter der Haut implantiert ist. Das Elektronikmodul wird durch ein Silikonband, die sogenannte Skleralschnalle, fixiert. Eine Mikroelektrodenanordnung, die ebenfalls am Elektronikmodul befestigt ist, wird operativ durch die Augenwand implantiert und an der Netzhaut auf der Rückseite des Auges befestigt. Basierend auf den Kamerabildern setzt das Elektronikmodul elektrische Impulse auf die Netzhaut, die ein Signal erzeugen, das über den Sehnerv an das Gehirn gesendet wird. Die Technologie stellt das Sehvermögen nicht vollständig wieder her, sondern ermöglicht es Menschen, die aufgrund einer Netzhauterkrankung ihr Sehvermögen verloren haben, wieder primitive Formen und Licht zu sehen.

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