ساخت چشم مصنوعی با استفاده از انحنای طبیعی دیده

پژوهشگران با به کار گیری از نانوسیم‌های فراوان نخ نما برای تقلید از تلاش سلول‌های گیرنده‌ی روشنایی دیده , ساختار خمیده‌ای مانند شبکیه‌ی دیده ساختند .

دیده بشر ابزاری پیچیده است : تصاویر از لنزی خمیده در جلوی کره‌ی دیده وارد می‌گردد و قبلی از وصال به شبکیه‌ی با اهمیت به روشنایی از مایع چسبناک و شیشه‌ای عبور می کند . شبکیه سیگنال را به عصب بصیرت سوق دهی کرده و تصویر را به مغز می برد . حدود یک ده سال است که مهندسان در سعی برای تقلید از این ساختار می‌باشند . اکنون دیده تصنعی و مصنوعی جدیدی تاسیس شده است که با موفقیت صورت کروی این ابزار ارگانیک را تقلید میکند .

محققان امیدوار میباشند این دستاورد بتواند به روئت کرد رباتیک و دستگاه‌های پروتز دقیق‌تر سبب شود . به‌تازگی مقاله‌ای در خصوص این ترقی در مجله‌ی Nature منتشر شد . پژوهش نو بر مبنای این حقیقت انجام یافته شده‌است که پروسکایت ماده‌ی رسانا و اصلی به نوری که در سلول‌های شمسی مورد استعمال قرار می گیرد , می تواند برای ساخت نانوسیم‌های زیاد رشته رشته با ارتفاع یکسری هزارم میلی‌متر مصرف شود . ژیونگ رشته , مهندس الکترونیک و رایانه در دانشکده دانش و فناوری هنگ‌کنگ میگوید :

این سیم‌ها از ساختار سلول‌های نخ نما و طویل گیرنده‌ی نور و روشنایی دیده تقلید میکنند . ولی ایراد این است : چه‌طور می توانیم مجموعه‌ای از نانوسیم‌ها را در لایه‌ای به‌شکل نیمکره درآوریم تا این شبکیه‌ی نیمکره‌ای صورت بگیرد .

ساخت شبکیه‌ی خمیده اصلی است چون روشنایی صرفا بعداز عبور از لنز ( عدسی ) خمیده به شبکیه می خورد . هونگروی جیانگ , مهندس برق در کالج ویسکانسین – مدیسن که مطالعه‌ی تازه را بررسی کرده اما به‌طور بدون واسطه مشارکتی درین فعالیت نداشته است , می گوید :

زمانی تلاش می کنید چیزی را تصویربرداری نمائید , چهره ای که پشت لنزها تشکیل می شود , درواقع خمیده است . در صورتی حسگر مسطحی دارید , نمی‌توانید به‌خوبی روی تصویر تمرکز فرمائید .

شبکیه خمیده است ولی حسگرهای الکترونیکی فروغ و روشنایی طاقت فرسا و صاف میباشند . رشته و همکارانش برای حل این مورد فویل آلومینیومی نرمی را به حالت نیمکره درآوردند . آنها بعد از آن فلز را با نوعی پروسه الکتروشیمیایی تیمار کردند که آن را به عایقی به‌نام آلومینیوم اکسید تبدیل کرد . این مراحل همینطور موجب شد منافذ نانومقیاسی در ماده تولید شود . درنتیجه , محققان به نیمکره‌ی انحناداری رسیدند که دارنده منافذ متراکم قابل قبولی بود که می شد در آنها نانوسیم‌های پروسکایت را کشت اعطا کرد . جیانگ می گوید :

مقاله‌های دارای ربط :
درون‌کاشت مغز برای اشخاص روشن دل ; به چه شکل سوای دیده می‌توان دید؟
فناوری‌های تازه , نویدبخش روءیت کرد تصنعی و مصنوعی واضح‌تر برای اشخاص کور
پژوهشی مضاعف امیدبخش : معالجه نابینایی به امداد ژن‌درمانی
تراکم نانوسیم‌ها مضاعف فراوان است . این تراکم با تراکم گیرنده‌های روشنایی در منظر آدم قابل مقایسه است ( درواقع چه بسا بیشتر است ) .

محققان هنگامی به شبکیه‌ی خمیده دست پیدا کردند , آن را در نگاه تصنعی قرار دادند که در نصیب جلوی آن لنزهای خمیده‌ای وجود داشت . این مجموعه با الهام از مایع تخصصی جان دار در نگاه حقیقی وواقعی , آن را با نسخه‌ی شبه‌بیولوژیکی از یک مایع یونی لبریز کردند که نوعی نمک مایع است که ذرات آبستن در آن می توانند جنبش نمایند . حرفه می گوید :

یک مولفه‌ی مضاعف اصلی از فعالیت این است که ما حفره‌ها را با مایع یونی لبریز کردیم . هنگامی نانوسیم‌‌ها توشه الکتریکی ایجاد نمایند , توشه با بعضی از یون‌ها مبادله خواهد شد .

این تبادل الکتریکی به نانوسیم‌های پروسکایت اذن می دهد که کارایی الکتروشیمیایی تشخیص نوروروشنایی و ارسال سیگنال به ابزارهای الکترونیکی فرنگی پردازش‌کننده تصویر را انجام دهد .

زمانی محققان دیده تصنعی و مصنوعی را تست کردند , این ابزار توانست الگوهایی از نوروروشنایی را در طول ۱۹ میلی‌ثانیه یعنی نصف زمان موردنیاز دیده بشر پردازش نماید و تصاویری را ساخت کرد که نسبت‌به تصاویری که به‌وسیله‌ی یک حسگر تصویر مسطح با تعداد شبیه پیکسل ساخت می گردد , از کنتراست فراتر و لبه‌های واضح‌تری برخوردار بود . از بعضا جهات , دیده تصنعی و مصنوعی از لحاظ ارگانیک خوبتر فعالیت میکند : میتواند طیف وسیع‌تری از طول‌موج‌ها را بگیرد و فاقد نقطه نابینا است .

حرفه امیدوار است که برای ساخت دستگاه‌های پروتزی براساس این طرح با محققان حوزه‌ی طبابت همیاری نماید . هرچند انجام چنین کاری ممکن است به توسعه‌ی مضاعف بیشتری نیاز داشته باشد . جسی دورن از مقامات کمپانی زیست‌پزشکی روءیت کرد دوم ( Second Sight ) که درین پژوهش مشارکتی نداشته است , میگوید : «این دیده تصنعی و مصنوعی حقیقتا دقیق است . این عمل تعجب‌آور به‌نظر میرسد , البته نویسندگان مطالعه درمورد نحوه‌ی اتصال آن به سیستم بصیرت آدم سخن نمی کنند . »

دورن روی دستگاه‌های معالجه نابینایی از جمله نوعی پروتز شبیکه باعنوان آرگوس۲ عمل می نماید و خاطرنشان می کند که توسعه‌ی رابط الکترونیکی تنها قدم نخستین است . چنین دستگاهی برای ساخت تصاویر نیاز به تعامل با مغز آدم داراست . به‌گفته‌ی وی , این عمل دو بحران پیش رو دارااست : اولیه این‌که چه گونه می‌توان هرنوع رابط دارنده وضوح بالا را با اطمینان و بی‌خطر باطن بافت مدنظر کاشت و دوم این‌که نحوه‌ی تعامل آن با سیستم بصیرت آدم به چه صورتی است .

علاوه‌بر‌این , اشکال متمایز از نابینایی موجود است و چشمان بی‌عیب هم ممکن است مدام مشاهده کرد جامعی تولید نکنند . مثلا , توسعه‌ی مغز در دوران نوزادی و کودکی ازنظر پردازش ورودی‌های بصیرت با اهمیت است , به این ترتیب شخصی که روشن دل متولد شده‌است , در فرایند بعدی معاش , ممکن است هیچ زمان ارتباطات مایحتاج برای دیدن به‌وسیله‌ی چشمان پروتزی را نداشته باشد .

دورن به‌این این داستان اشاره می نماید که دریافت‌کنندگان ایمپلنت آرگوس۲ کلیه اشخاص بزرگسالی بودند که بصیرت خویش را در فرآیند بعدی معاش از دست داده بودند . چه بسا این اشخاص هم دارنده سطح های گوناگون موفقیت می باشند ; بعضا فقط توان تمایز در میان روشنایی و سایه را به دست میاورند درحالی‌که بعضا دیگر میتوانند انواع را پردازش نمایند . با‌این‌حال , وی می گوید هرگونه رابطه دیداری با محیط میتواند سبب ساز به استقلال و آزادی تکان بیشتر شود . علاوه‌بر‌این , پروتزها فقط کاربرد ارزشمند چشمان تصنعی و مصنوعی نیستند : چنین دستگاه‌هایی می توانند کاربردهای فوری در بصیرت رباتیک داشته باشند .