Amerikaanse wetenschappers hebben een netvliesimplantaat gemaakt van honderden silicium nanodraadjes die dicht bij elkaar gebundeld zitten. Elk draadje kan licht omzetten in een elektrisch stroompje. Het concept is succesvol getest in het lab, in het netvlies van een rat. Op termijn zou het onderzoek kunnen leiden tot een direct werkend netvliesimplantaat, waarmee blinde mensen weer (een beetje) kunnen zien.


Mensen die volledig blind zijn hebben vaak weinig aan de implantaten die nu op de markt zijn. Die werken meestal met een sensor buiten het oog – een camera – die beelden opvangt en vertaalt naar elektrische stroompjes die via elektroden de neuronen in het netvlies prikkelen.

De resultaten van dergelijke bionische ogen zijn matig. Het beeld dat de gebruiker binnenkrijgt is nog niet veel meer dan een vlekkenpatroon van licht en donker dat weinig detail bevat en waaraan het erg wennen is. De gevoeligheid is daarnaast slecht; bij omstandigheden met weinig licht werken dergelijke implantaten niet. Ook is het gebruiksgemak niet geweldig; de gebruiker moet de sensor dragen op een bril.
 

In het netvlies

Nu is er mogelijk een veel betere oplossing op komst voor blinden en (zeer) slechtzienden. Amerikaanse wetenschappers komen met een eenvoudiger implantaat, dat bedoeld is om direct in het netvlies te worden geplaatst. Ze maakten een rooster van honderden zeer smalle, rechtop staande nanodraadjes.

Als aan de ene kant licht op zo’n draadje valt, ontstaat aan de andere kant een elektrisch stroompje, dat de neuronen in het netvlies prikkelt. Op die manier bootsen de draadjes eigenlijk de staafjes en kegeltjes van het gezonde oog na. ‘Om echt het functionele zichtvermogen te herstellen, is het van groot belang dat een neuraal interface de resolutie en gevoeligheid van het menselijke netvlies benadert’, zegt hoofdonderzoeker Gert Cauwenberghs in een persbericht van de University of California in San Diego.
 


 

Draadloos

Voor het functioneren krijgt het implantaat zijn energie draadloos binnen, via elektrische inductie. Zowel op het implantaat als buiten het lichaam bevindt zich hiervoor een kleine spoel. Deze draadloze verbinding kan ook dienen om data over te seinen. Dat is handig voor het onderzoek en om te controleren of het implantaat nog goed werkt.
 

Neuronen vuren

De onderzoekers hebben hun ‘kunstmatige netvlies’ ook getest. Hiervoor brachten ze het aan op een losgemaakt netvlies van een rat. Aan het implantaat zaten micro-elektroden vast die de signalen oppikten die normaal gesproken naar het brein zouden gaan. Bij een proef lieten de onderzoekers licht vallen op de nanodraden, die vervolgens aan de elektroden-kant elektrische stroompjes uitzonden. Werd het licht weggehaald, dan stopten de stroompjes – het implantaat werkte dus.

Op basis van de kennis uit de vakgroep van de University of California is inmiddels het bedrijf Nanovision Biosciences aan de slag gegaan. Het doel is om patiënten met ernstige oogziektes of aangeboren blindheid te kunnen helpen met technische oplossingen. De volgende stap in het onderzoek is het testen van het implantaat op levende dieren; aansluitend volgen de eerste klinische tests (strenge tests met mensen, vaak in een ziekenhuisomgeving). Het implantaat dat nu is getest, is nog veel te klein, maar de roosters met nanodraadjes zijn goed schaalbaar.

 

Openingsbeeld Een neuron ligt op het oppervlak van de nanodraden. De cel trekt aan een paar draden, wat volgens de onderzoekers laat zien de cel zich op zijn gemak voelt. Bron beeldmateriaal: Ha et al., Journal of Neural Engineering, 2017.