Eine Paar AI-Brillen gibt 5 Millionen Blinden die Hoffnung, wieder sehen zu können.

Menschen, die seit vielen Jahren blind sind, können wieder sehen.

Früher habe ich immer gedacht, dass diese Technologie eines Tages kommen würde, aber ich hätte nicht gedacht, dass es jetzt tatsächlich möglich ist.

Links: Simulation des Sehvermögens eines Patienten mit Sehstörungen. Rechts: Simulation des Sehvermögens eines Patienten nach der Anwendung der erfundenen Technologie.

Diese Studie wurde von der Stanford University geleitet und gemeinsam mit der Science Corporation, die von dem Brain-Computer-Interface-Unternehmer Max Hodak (Mitbegründer von Musk's Neuralink) im Jahr 2021 gegründet wurde, durchgeführt. Sie wurde in der weltweit angesehensten medizinischen Zeitschrift, der "New England Journal of Medicine" (NEJM), veröffentlicht.

Sie suchten 38 Patienten mit fortgeschrittenem AMD (Altersbedingte Makuladegeneration), deren Zentralretina-Zellen vollständig abgestorben waren.

Der Arzt hält das Chip-Implantat in der Hand.

Durch das Implantieren eines nur 2 Millimeter breiten und 30 Mikrometer dicken Mikrochips, der kleiner als ein Reiskorn ist und PRIMA (photovoltaic retina implant microarray, Photovoltaisches Retina-Implantat-Mikroarray) genannt wird, können die abgestorbenen lichtempfindlichen Zellen ersetzt und wieder funktionieren.

Die Ergebnisse zeigten, dass ein Jahr nach der Implantation des Geräts bei bis zu 80 % (26 von 32 evaluierbaren Teilnehmern) der Patienten eine klinisch relevante Verbesserung des Sehvermögens festgestellt wurde. Im Durchschnitt konnten sie auf der Sehschärfentafel mehr als 25 Buchstaben mehr erkennen.

Es klingt wie ein Filmplot, aber es ist tatsächlich passiert.

Wie lässt ein 2-mm-breiter Chip Menschen wieder sehen?

Um zu verstehen, wie der Chip funktioniert, müssen wir zunächst wissen, was die Altersbedingte Makuladegeneration (AMD) ist, der Zielgruppe dieser Studie, und warum es Menschen blind macht.

Einfach ausgedrückt, wird das schärfste und wichtigste Sehvermögen des menschlichen Auges von den lichtempfindlichen Zellen (Zapfen) in der Makula erreicht.

Wenn Licht in das Auge eintritt, passiert es durch die Iris zur Retina. Dort wird das Bild fokussiert und in elektrische Impulse umgewandelt, die vom Sehnerv zum Gehirn übertragen werden, wo schließlich das Bild entsteht.

Aber bei AMD-Patienten sterben diese Zellen, die für die "Umwandlung von Licht in elektrische Impuls-Signale" verantwortlich sind, allmählich ab. So wird das Sehen unterbrochen.

Es können noch Lichtmuster im Peripheriebereich gesehen werden, aber in der Mitte erscheint ein fester schwarzer Fleck.

Im Ernstfall können Patienten nicht mehr lesen, Personen erkennen, Auto fahren oder Fernsehen schauen.

Weltweit sind derzeit etwa 5 Millionen Menschen aufgrund dieser Krankheit blind.

Simulation des Lesens bei Altersbedingter Makuladegeneration. In der Mitte ist ein großer schwarzer Schatten.

Was noch schlimmer ist, ist, dass diese Zellen, wenn sie abgestorben sind, nicht wieder wachsen. Deshalb konnten alle bisherigen Behandlungen nur eine Sache tun: die Verschlechterung verzögern, aber nicht Menschen wieder sehen lassen.

Bis dieser Chip erschien.

Bei AMD sind die lichtempfindlichen Zellen abgestorben, aber das Nervensystem ist noch intakt. Das bedeutet, dass die Lichtsignale aus der Außenwelt zwar nicht in elektrische Signale umgewandelt werden können, aber die elektrischen Signale können immer noch zum Gehirn übertragen werden.

Also haben die Wissenschaftler eine sehr kluge Sache getan: Sie haben die lichtempfindlichen Zellen umgangen und direkt elektrische Signale in die Nerven eingespeist. Dieser Chip namens PRIMA (Photovoltaic Retina Implant Microarray) ist wie ein "Kamera + elektrischer Signalauslöser", der in das menschliche Auge eingebaut wurde.

Vergleich der Retina-Bildgebungsscans vor (AC) und nach (BD) der Implantation des Chips.

Dieses System besteht aus drei Teilen:

1. Brille mit Kamera, deren Aufgabe es ist, Bilder aus der Außenwelt aufzunehmen, ähnlich wie eine Kamera. (Teile 2 und 3 in der Abbildung, 2 ist die Sonnenbrillenglasscheibe)

2. Taschenprozessor, der die von der Kamera aufgenommenen Bilder über Infrarotlicht auf den Chip sendet. (Teile 1 und 4 in der Abbildung, 1 kann zur Einstellung der Helligkeit und des Zoomfaktors verwendet werden)

3. Subretinales Mikrochip, das nahes Infrarotlicht in elektrische Reize umwandeln kann und als elektronischer Empfänger die lichtempfindlichen Zellen ersetzt.

Der gesamte Arbeitsablauf wird möglicherweise durch die drei Teile dieses Systems in nur 6 Schritten abgeschlossen.

1. Die Kamerabrille nimmt das Bild auf.

2. Das Bild wird in ein Muster aus nahem Infrarotlicht umgewandelt.

3. Es wird auf das Chip im Augenhintergrund projiziert.

4. Jedes Pixel des Chips reagiert auf das Licht → es entsteht ein Mikrostrom.

5. Der Mikrostrom stimuliert die Retina-Neuronen.

6. Die Nerven übertragen das Signal in das Gehirn → das Gehirn "sieht" das Bild.

Zusammengefasst: PRIMA repariert nicht die alte Retina, sondern installiert einfach ein neues lichtempfindliches Bauteil im Auge.

80 % können sehen, aber es ist kein "Wunder"

Das klinische medizinische Technologieunternehmen Science hat diese klinische Studie in 17 Krankenhäusern in Europa durchgeführt.

38 Probanden mit trockenem AMD wurden alle operiert. Ein Jahr später hatte 80 % der Patienten eine deutliche Verbesserung des Sehvermögens (≥ 0,2 logMAR). Die meisten konnten wieder Buchstaben, Zahlen und Wörter lesen, und das Peripherie-Sehvermögen wurde überhaupt nicht beeinträchtigt (die Verwendung von nahem Infrarotlicht stimuliert keine verbliebenen lichtempfindlichen Zellen und stört auch nicht das natürliche Restsehvermögen).

Die klinisch relevante Verbesserung wird definiert als eine Verbesserung von mindestens 0,2 logMAR (d. h. der Logarithmus des kleinsten unterscheidbaren Winkels; entspricht einer Zunahme von ≥ 10 Buchstaben).

Obwohl die 80%-ige Quote sehr gut aussieht, ist diese Technologie noch lange nicht perfekt.

1. Die "Qualität" des Sehvermögens ist nicht hoch.

Das PRIMA-Implantat hat derzeit nur 378 Pixel, und seine theoretische Auflösung beträgt etwa 20/417. Professor Frank Holz (Erstautor der Studie) gestand, dass dieses Sehvermögen schwarz-weiß und nicht farbig ist, und dass die Patienten nicht schnell und flüssig lesen können, sondern nur langsam.

Der Patient liest mit dem PRIMA-System.

2. Es fehlt eine Placebo-Kontrollgruppe.

Die größte wissenschaftliche Einschränkung dieser Studie besteht darin, dass es sich um eine "Einzelgruppenstudie" handelt, bei der alle Probanden implantiert wurden. Es wurde keine Placebo-Kontrollgruppe mit einer "Scheinoperation" eingerichtet.

"Nature" berichtete ebenfalls über diese bahnbrechende Studie, aber in ihren Kommentaren zitierte sie die Bedenken eines anonymen Forschers: "Diese Verbesserung des Sehvermögens könnte teilweise auf intensive visuelle Trainingseinheiten zurückzuführen sein, sowie auf die Begeisterung der Patienten über die moderne medizinische Ausrüstung (d. h. den Placebo-Effekt)."

Ohne eine Kontrollgruppe, die "Zuckerpillen" erhält, könnte es einen Placebo-Effekt geben.

3. Die Lebensqualität hat sich nicht verbessert.

Ein bemerkenswertes Ergebnis ist, dass sich zwar die Leistung der Patienten auf der Sehschärfentafel verbessert hat, aber in der standardisierten Befragung zur "Lebensqualität im Alltag" (QoL) keine deutliche Verbesserung insgesamt festgestellt wurde.

Dies könnte bedeuten, dass es noch einen langen Weg zu gehen ist, bis man von "Buchstaben lesen können" zu einer "wirklichen Verbesserung der Alltagsfreundlichkeit" kommt.

4. Operationsrisiken

Da es sich um eine invasive Studie handelt, gibt es zwangsläufig verschiedene Grade von Risiken. Insgesamt wurden 26 schwere unerwünschte Ereignisse (wie erhöhter Augeninnendruck, Makuladefekt, Netzhautablösung usw.) gemeldet. Die Studie betont, dass alle diese Risiken mit der "Implantationsoperation" selbst und nicht mit dem PRIMA-Gerät selbst verbunden sind.

Obwohl es einige Einschränkungen gibt, kann die Fortschrittlichkeit dieser Studie nicht verborgen werden. Andere Forscher haben auch ähnliche Retina-Implantationsarbeiten durchgeführt. Entweder war der Anwendungsbereich und die Anzahl der behandelbaren Krankheiten stark eingeschränkt, oder es konnte nur die Fähigkeit zur Wahrnehmung von Licht wiederhergestellt werden.

So wie PRIMA Patienten in der Lage macht, Buchstaben zu erkennen, kann man sicherlich sagen, dass es einer der wichtigsten Fortschritte in diesem Bereich der Wiederherstellung des Sehvermögens von Blinden in den letzten Jahrzehnten ist.