يعتمد العمل المنشور في Nature Communications على علم البصريات الوراثي - وهو مجال جديد ومتطور في علم الأعصاب، ويمثل خطوة أولى نحو استعادة الرؤية غير الجراحية في الأمراض التنكسية لشبكية العين.
طور باحثون من كلية الهندسة الطبية الحيوية في التخنيون طريقة جديدة للتنشيط غير الجراحي لشبكية العين العمياء، من خلال الجمع بين البصريات المجسمة وعلم البصريات الوراثي - وهو مجال جديد ومتطور في مجال علم الأعصاب. ذكرت ذلك مجلة نيتشر كوميونيكيشنز
ويقول البروفيسور شاي شوهام: "إن الأمراض التنكسية للشبكية الخارجية هي من بين الأسباب الرئيسية للعمى في العالم الغربي". "وتتميز هذه الأمراض بتآكل طبقة الخلايا المستقبلة التي تستخدم كحساسات للضوء، في حين يتم الحفاظ على بقية طبقات الخلايا الأخرى في الشبكية، وعلى وجه الخصوص الخلايا العقدية. يعد التحفيز الاصطناعي للخلايا العصبية الباقية استراتيجية محتملة لتجاوز دوائر الخلايا العصبية في شبكية العين (التالفة). أصبحت استعادة الرؤية المفقودة إلى المستوى الوظيفي الأساسي ممكنة مؤخرًا من خلال الإدخال الجراحي لغرسات إلكترونية صناعية تعمل على تنشيط الخلايا الباقية كهربائيًا، على غرار غرسات القوقعة الصناعية (القوقعة الصناعية) المخصصة لعلاج الصم. طريقتنا مختلفة ومبتكرة لأنها تهدف إلى تنشيط الخلايا الباقية دون الحاجة إلى اتصال مباشر بين الزرعة والشبكية وقد تلغي الحاجة إلى الجراحة وزراعة العين في المستقبل."
"يعتمد النهج الجيني البصري على التعبير الجيني للقنوات الأيونية الحساسة للضوء (البروتينات المشتقة من الطحالب)، في الخلايا العقدية لشبكية العين"، تشرح الدكتورة إينا راوتسكي جيفن، التي درست الجمع بين التصوير المجسم وعلم البصريات الوراثي وتأثيرهما. تطبيق على شبكية العين العمياء بتوجيه من البروفيسور شيم وبمساعدة أعضاء آخرين في فريق البحث: ليئور جولان، د. نيروز فرح، عدي شختر، ليمور تسور ود. عنبار بروش. "إن الخلايا العقدية الشفافة وغير الحساسة للضوء التي يتم التعبير عن القناة فيها، تصبح بالتالي أجهزة استشعار للضوء وقد تتجاوز عمليا دور الشبكية الخارجية. ومن أجل خلق إدراك بصري ذي معنى في الدماغ، يجب أن نكون قادرين على تنشيط كمية كبيرة من الخلايا العصبية في وقت واحد، كما يحدث في عملية الرؤية الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يتم ذلك بدقة زمنية ومكانية عالية من شأنها أن تحاكي النشاط "الطبيعي" للشبكية. تظهر نتائج بحثنا أن التحفيز البصري لهذه الخلايا باستخدام جهاز عرض ثلاثي الأبعاد فريد من نوعه يسمح بالتنشيط المتوازي لمجموعات كبيرة من الخلايا بدقة مكانية على مستوى الخلية الواحدة، وهو أمر غير ممكن مع التنشيط الكهربائي. وبهذه الطريقة قدمنا العرض الأول من حيث المبدأ للتحفيز البصري المجسم الذي يسمح باستعادة النشاط الخلوي المماثل لنشاط شبكية العين الطبيعية، كأساس لاستعادة الرؤية في يونيو.
يعتمد نظام الإسقاط المجسم الذي تم تطويره خلال البحث على مبدأ تعديل طور الضوء، والذي بعد المرور عبر النظام البصري يقوم بإنشاء صورة في المستوى البؤري. يتمتع هذا النظام بكفاءة عالية نسبيًا ولا يعد "إسرافًا" من حيث الطاقة. ويشير الباحثون إلى أن هذه الكفاءة ستكون مهمة في مرحلة أكثر تقدما، حيث سيكون من الضروري تحويل النظام إلى نظام إثارة محمول، والذي سيكون جزءا لا يتجزأ من "الطرف الاصطناعي" البصري.
ويؤكد البروفيسور شوهام أن "تطبيق الطريقة لا يقتصر على استعادة الرؤية فقط". "يمكن لاستراتيجيات الإثارة المجسمة أن تتيح تحكمًا مرنًا في نشاط شبكات كبيرة من الخلايا العصبية التي تعبر بشكل مصطنع عن قنوات حساسة للضوء، وتمهد الطريق للأجهزة والتطبيقات العلمية والطبية الأخرى التي ستساعد في "فك الشفرة" في شبكات الأعصاب. خلايا في الدماغ."
