เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย ระบบกระตุ้นอัลตราซาวนด์: คลื่นเสียงที่มุ่งเป้าไปที่เรตินากระตุ้นเซลล์ประสาทเรตินา ซึ่งสร้างสัญญาณประสาทที่ส่งผ่านเส้นประสาทตาไปยังสมอง กิจกรรมของสมองถูกบันทึกโดยใช้อาร์เรย์หลายอิเล็กโทรด การเสื่อมสภาพของจอประสาทตาซึ่งตัวรับแสงที่ไวต่อแสงในดวงตาเสื่อมสภาพและสูญเสียการทำงานเป็นสาเหตุสำคัญของการตาบอดทั่วโลก แม้ว่าเซลล์เรตินาจะสูญเสียความไวต่อแสงไปแล้ว
แต่วงจรประสาทที่เชื่อมต่อกับสมองมักจะถูกรักษา
ไว้อย่างดี นี่เป็นโอกาสในการฟื้นฟูการมองเห็นโดยการเลี่ยงเซลล์รับแสงที่เสียหายและกระตุ้นเซลล์ประสาทเรตินอลโดยตรง อวัยวะเทียมที่ช่วยฟื้นฟูการมองเห็นด้วยการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าของเซลล์ประสาทเรตินอลได้รับการพัฒนาและใช้งานอย่างประสบความสำเร็จในผู้ป่วย แต่อุปกรณ์ดังกล่าวมีการบุกรุกและต้องมีการผ่าตัดฝังรากเทียมที่ซับซ้อน นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนียเสนอให้ใช้อัลตราซาวนด์ที่ไม่รุกรานเพื่อกระตุ้นเซลล์ประสาทเหล่านี้ รายงานการค้นพบของพวกเขาในBME Frontiersพวกเขาแสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นดวงตาของหนูตาบอดด้วยอัลตราซาวนด์จะกระตุ้นเซลล์ประสาทกลุ่มเล็ก ๆ ในดวงตาของสัตว์
Qifa Zhouผู้เขียนที่เกี่ยวข้องกล่าวว่า “นี่เป็นขั้นตอนสู่การทำเทียมจอประสาทตาที่ไม่รุกรานซึ่งทำงานได้โดยไม่ต้องผ่าตัดตา “แว่นตาพิเศษที่มีกล้องและทรานสดิวเซอร์อัลตราซาวนด์มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้คนตาบอดและผู้ที่มองเห็นเพียงบางส่วนมีมุมมองใหม่ของโลก”
นักวิจัยของ USC : Gengxi Lu, Xuejun Qian, Mark Humayun, Qifa Zhou และ Biju Thomas การพิสูจน์แนวคิด เหตุผลของการใช้อัลตราซาวนด์คือคลื่นเสียงออกแรงกดทางกลต่อเซลล์ประสาทในตา กระตุ้นให้ส่งสัญญาณไปยังสมอง โจวและเพื่อนร่วมงานได้ตรวจสอบผลกระทบของการกระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์ในหนูแรทสายตาปกติโดยใช้เครื่องแปลงสัญญาณอัลตราซาวนด์ 3.1 MHz ที่มีความลึกโฟกัส 10 มม. พวกเขาบันทึกกิจกรรมของเซลล์ประสาทโดยใช้อาร์เรย์อิเล็กโทรด 32 ช่อง (ระยะห่าง 150 ไมโครเมตร) ที่ใส่เข้าไปในเยื่อหุ้มสมองของสัตว์หรือ superior colliculus (SC) ซึ่งเป็นบริเวณสมองที่เชื่อมต่อโดยตรงกับเส้นประสาทตา
นักวิจัยวัดการตอบสนองของหนูต่อการกระตุ้น
ด้วยแสงและอัลตราซาวนด์ โดยสังเกตกิจกรรมของเซลล์ประสาทที่เปรียบเทียบกันได้จากสิ่งเร้าทั้งสอง การค้นพบนี้ในหนูที่สายตาปกติระบุว่าอัลตราซาวนด์สามารถให้ทางเลือกในการกระตุ้นเรตินาได้
ต่อไป ทีมงานได้ตรวจสอบแบบจำลองหนูที่มีอาการตาบอดที่จอประสาทตาเสื่อม สัญญาณประสาทที่บันทึกไว้ในหนูตาบอด 16 ตัวแสดงให้เห็นว่าอัลตราซาวนด์สามารถกระตุ้นเซลล์ประสาทของเรตินาได้ ตามที่คาดไว้ ไม่มีกิจกรรมการมองเห็นที่กระตุ้นแสงเกิดขึ้น กิจกรรมของเซลล์ประสาทที่เหนี่ยวนำในหนูแรทตาบอดมักมีแอมพลิจูดและระยะเวลาที่อ่อนแอกว่าที่พบในหนูที่สายตาปกติ
ในทางตรงกันข้ามกับกิจกรรมของเซลล์ประสาทที่ถูกกระตุ้นด้วยแสง การตอบสนองต่อการกระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์สามารถแก้ไขได้โดยพารามิเตอร์ลำแสง นักวิจัยประเมินผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงความเข้มของอัลตราซาวนด์ (ความดันเสียงจาก 1.29 ถึง 3.37 MPa) และระยะเวลา (ตั้งแต่ 1 ถึง 200 มิลลิวินาที) พวกเขาสังเกตว่าทั้งแอมพลิจูดและระยะเวลาของกิจกรรมของเซลล์ประสาทเพิ่มขึ้นตามความเข้มของอัลตราซาวนด์ที่เพิ่มขึ้น แอมพลิจูดไม่แตกต่างกันสำหรับระยะเวลาอัลตราซาวนด์ 10 มิลลิวินาทีหรือนานกว่านั้น แต่ระยะเวลาตอบสนองเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาอัลตราซาวนด์ที่เพิ่มขึ้น
สู่การถ่ายโอนทางคลินิก
ข้อกำหนดที่สำคัญประการหนึ่งสำหรับอวัยวะเทียมที่มองเห็นได้คือผู้ใช้สามารถมองเห็นภาพที่คมชัดได้ เพื่อหาจำนวนความละเอียดเชิงพื้นที่ของกิจกรรมของเซลล์ประสาทที่เกิดจากอัลตราซาวนด์ นักวิจัยได้สร้างการตอบสนองขึ้นใหม่ทั่วพื้นผิว SC ในขณะที่เคลื่อนตัวแปลงสัญญาณ บริเวณ SC ที่เปิดใช้งานมีความละเอียดเชิงพื้นที่ตั้งแต่ 161 ถึง 299 ไมโครเมตร โดยความแปรผันนี้น่าจะเนื่องมาจากความโค้งของเรตินา ความละเอียดเชิงพื้นที่โดยเฉลี่ยอยู่ที่ 250 ไมโครเมตร
เทียบได้กับอวัยวะเทียมเรตินอลที่ ได้รับการอนุมัติจาก FDA เครื่องแรกArgus II
ความละเอียดชั่วขณะ (อัตราเฟรม) ของการกระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์เป็นอีกหนึ่งปัจจัยสำคัญ เนื่องจากเป็นตัวกำหนดว่าอวัยวะเทียมสามารถให้การมองเห็นที่ราบรื่นของวัตถุที่เคลื่อนที่ได้หรือไม่ การกระตุ้น 20 วินาทีติดต่อกันที่อัตราเฟรมต่างๆ เปิดเผยว่าอัตราเฟรมสูงถึง 5 Hz สร้างกิจกรรมของเซลล์ประสาทที่เสถียร ในขณะที่อัตราเฟรมที่สูงขึ้น (10 Hz) อาจทำให้เซลล์ประสาทที่ยิงออกไปได้ พวกเขาทราบว่าการปราบปรามนี้เกิดจากความอิ่มตัวของเซลล์ประสาทมากกว่าความเสียหายของเซลล์ประสาท
การสร้างรูปแบบ
การสร้างรูปแบบ: ลำแสงรูปตัว C ถูกฉายบนเรตินา (a) และ MEA 56 ช่องสัญญาณที่วางอยู่เหนือพื้นผิว SC ทั้งหมด (b) สนามอะคูสติกที่วัดด้วยไฮโดรโฟน (c) และกิจกรรมของเซลล์ประสาทที่บันทึกโดย MEA (d) แสดงรูปแบบรูปตัว C (มารยาท: CC BY 4.0/ BME Frontiers 10.34133/2022/9829316)
ในที่สุด เพื่อตรวจสอบความสามารถของเทคนิคในการสร้างรูปแบบการมองเห็น นักวิจัยได้ออกแบบทรานสดิวเซอร์เฮลิคัล 4.4 MHz ซึ่งฉายอัลตราซาวนด์บนเรตินาในรูปของตัวอักษร “C” การใช้อาร์เรย์อิเล็กโทรดแบบ 56 แชนเนลที่วางไว้ทั่วบริเวณ SC ทั้งหมด พวกเขาสังเกตเห็นรูปแบบรูปตัว C ของกิจกรรมของเซลล์ประสาทใน SC
“ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงถึงขั้นตอนสู่การพัฒนาอวัยวะเทียมจอตาที่ไม่รุกรานโดยใช้อัลตราซาวนด์” ผู้ร่วมวิจัยคนแรกXuejun QianและGengxi Luกล่าวสรุป “การสาธิตการฟื้นฟูการมองเห็นในหนูทดลองในสัตว์ทดลองในสัตว์ทดลองแสดงให้เห็นว่าอัลตราซาวนด์เป็นการเปิดหนทางใหม่สำหรับการพัฒนาอวัยวะเทียมจอประสาทตาชนิดใหม่ที่ไม่รุกราน”
“สำหรับขั้นตอนต่อไป เรากำลังดำเนินการสืบสวนที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น” Lu บอกกับPhysics World ซึ่งรวมถึงการกระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์ด้วยความถี่ศูนย์ที่สูงขึ้นเพื่อให้ความละเอียดเชิงพื้นที่ดีขึ้นและเกณฑ์การกระตุ้นที่ต่ำกว่า การใช้อาร์เรย์อัลตราซาวนด์ 2 มิติเพื่อสร้างรูปแบบการกระตุ้นที่แตกต่างกันแบบไดนามิก และการทดสอบพฤติกรรมเพื่อแสดงให้เห็นว่าสัตว์ที่ตื่นอยู่ตอบสนองต่อการกระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์อย่างไร นอกเหนือจากการบันทึกเซลล์ประสาท
Nanoscope Technologiesซึ่งตั้งอยู่ในรัฐเท็กซัสวางแผนที่จะอนุญาตให้ใช้เทคนิคการกระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์ที่รอการจดสิทธิบัตรและให้การสนับสนุนสำหรับการทดลองในอนาคต หากการศึกษาเหล่านี้ประสบความสำเร็จ ทีมงานคาดการณ์ว่าเทคโนโลยีนี้สามารถแปลเป็นการทดลองทางคลินิกของมนุษย์ได้ภายใน 3-5 ปีข้างหน้า เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย
