Когда мы моргаем, мы естественным образом увлажняем глаза, хотя на самом деле мы делаем это гораздо чаще, чем нужно. Американские учёные из Рочестерского университета решили выяснить, почему так происходит, и обнаружили, что эти непроизвольные действия играют гораздо большую роль, чем мы думали раньше.

Долгое время считалось, что единственной причиной моргания является удаление сора и пыли из глаза. Безусловно, это одна из причин, однако в среднем люди моргают до 20 раз в минуту или почти 20 000 раз в день, что составляет около 8% всего периода бодрствования. Мозгу также приходится усерднее работать, чтобы обработать эти перерывы в визуальной обработке, поэтому у мигания оказались весомые эволюционные причины.

Когда исследователи отслеживали движения глаз у добровольцев, они обнаружили, что быстрое движение века меняет световые узоры у наблюдателей. Этот механизм был подтверждён при помощи спектрального анализа и, как выяснилось, моргание стимулирует сетчатку, посылая в мозг другой тип зрительного сигнала, чем когда мы фокусируемся на объекте. В итоге мигание помогает людям увидеть общую картину всей сцены и заметить медленно меняющиеся закономерности.

Таким образом, головной мозг получает прямую выгоду от кратковременных перерывов: моргание не ухудшает, а улучшает зрительную обработку, компенсируя потерю сигнала. Именно поэтому люди так много мигают в течение всего дня — особенно, когда они наблюдают за динамичной и быстро изменяющейся картинкой.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Имплантация крошечных солнечных панелей в глазные яблоки людей может показаться научной фантастикой, однако именно над этим работает команда австралийских учёных из Университета Южного Уэльса. Технология следующего поколения может существенно повысить качество жизни людей с неизлечимыми заболеваниями, наподобие кохлеарных имплантатов, которые стимулируют слуховой нерв тугослышащих людей.

Кохлеарные имплантаты работают за счёт электричества, и команда задалась вопросом, можно ли при помощи подобной технологии восстановить зрение у людей с повреждёнными фоторецепторами — клетками сетчатки, которые поглощают свет и преобразовывают его в электрические сигналы. Чипы способны обеспечить высокое разрешение и чрезвычайную глубину цвета, однако им необходимо питание.

Чтобы стимулировать нейроны в головном мозге, нужно получить высокое напряжение, и в этом оказались полезны три солнечных элемента, которые создают достаточное напряжение для передачи в мозг. А если использовать пиксели меньшего размера в камере, можно получить более высокое разрешение. После некоторых расчётов в качестве полупроводника был выбран кремний, который часто используется в производстве солнечных батарей.

Самым сложным в этой конструкции остаётся то, что нужны провода, идущие прямо в глаз, и это сложная процедура. Альтернативная идея — использовать крошечную солнечную панель, прикрепленную к глазному яблоку, которая будет полностью автономной и портативной, что позволит избежать необходимости в проводах. Следующий шаг — превратить крошечные солнечные элементы в пиксели, необходимые для точного зрения.

Сейчас концепция находится на стадии тестирования в лаборатории, однако исследователи надеются вскоре начать испытания на животных. Если всё пройдёт успешно, устройство площадью около 2 мм² с размером пикселей 50 микрометров будет готово к испытаниям на людях. Следует отметить, что пациенты всё же видят только чёрно-белые изображения с довольно низким разрешением, поэтому команда считает, что им придётся носить умные очки, которые работают в тандеме с солнечными элементами и усиливают солнечный сигнал до необходимой интенсивности.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Учёные из Института Фраунгофера в Германии создали совершенно новый метод, который автоматически проектирует и печатает на 3D-принтере глазные протезы. При этом сами имплантаты моделирует искусственный интеллект, учитывающий параметры глазницы пользователя и другие факторы.

Сейчас у многих людей с глазными протезами есть орбитальный имплантат, который заменяет утраченный объём глаз и обеспечивает естественное движение мышц. Однако для снятия слепков требуются высококвалифицированные окуляры, а изготовление протеза занимает не меньше 8 часов. Кроме того, заливка слепка из альгината в глазницу, особенно детям, — очень неприятная процедура.

Новая методика использует томографический сканер для создания 3D-модели отсутствующего глаза, а цветное изображение оставшегося глаза гарантирует эстетическое соответствие. После сканирования данные передаются в ИИ, который создаёт дизайн и распечатывает протез на 3D-принтере с разрешением 18 миллиардов капель на кубический сантиметр.

Вся работа при этом занимает около двух часов, а по её завершении окулист регулирует имплантат, чтобы он идеально сел в глазницу. В исследовании с участием десяти человек лишь двум пациентам не подошли такие протезы. Тем не менее, разработчики методики указывают на то, что живые люди при таком производстве всё равно нужны, поскольку ИИ призван помочь окулистам, а не заменить их полностью.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Впервые в истории хирурги успешно провели пересадку глазного яблока. Хотя пока неясно, сможет ли пациент видеть своим новым глазом, эта процедура всё равно приблизила человечество к тому, чтобы лечить самые серьёзные травмы. Операцию по частичной трансплантации лица провёл доктор Эдуардо Родригес из Клиники Лангон Хелс (США), при этом ему помогала команда из 140 человек.

Пациентом стал 46-летний Аарон Джеймс, который получил серьёзную травму лица в июне 2021 года после того, как коснулся провода под напряжением. В результате несчастного случая через тело пострадавшего прошёл электрический разряд силой 7200 вольт, и Джеймс потерял большую часть левой стороны лица, включая глаз.

Родригес перенёс пациенту нос, губы, сегменты костей и глаз, полученные от умершего донора, при этом операция длилась в течение 21 часа. Самым сложным было извлечь сеть кровеносных сосудов, окружающих глазное яблоко, из донорского тела, поскольку кровь к глазу поступает непосредственно из мозга. Чтобы получить доступ к сосудам, хирургам пришлось частично удалить череп донора, а затем они соединили сосуды донорского глаза с кровотоком в шее Джеймса.

До сих пор врачам не удавалось пересадить зрительный нерв донора, поэтому команда постаралась сохранить как можно больше нервных волокон при пересадке. Кроме того, у донора взяли стволовые клетки, которые могут развиться в разные типы других клеток, и пересадили их в точку, где встречаются зрительный нерв пересаженного глаза и зрительный нерв Джеймса. По задумке врачей, это должно стимулировать образование новых нервных клеток.

Спустя пять месяцев после операции глазное яблоко выглядит здоровым и даже может выделять слёзы. Хотя некоторые из нервных клеток остались живы, пациент не может видеть пересаженным глазом. Тем не менее, хирурги считают эту операцию величайшим достижением, поскольку им удалось сохранить глазное яблоко жизнеспособным, а пациент благополучно перенёс сложнейшую процедуру.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Новосибирский госуниверситет открыл уникальные свойства клеток глаза, которые привели к созданию совершенно новой методики лечения роговицы. Необычное открытие учёные сделали, когда изучили клетки из стромальной части роговицы, полученные во время операции по лазерной коррекции ReLEx SMILE.

Выяснилось, что эти группы клеток можно нарастить, чтобы использовать при заболеваниях роговицы глаза. В случае с тяжёлыми формами болезней необходима трансплантация, однако донорского материала вечно не хватает, и многие люди вынуждены месяцами находиться в листе ожидания. В этом случае клеточные технологии могут спасти зрение многим пациентам, поскольку наработать такой материал можно и без доноров.

«Удалось нарастить две популяции клеток — фибробластов и кератоцитов — и оценить инвитро их потенциальный терапевтический эффект. Следующим этапом была создана модель помутнения роговицы на животном глазу. Подопытные организмы мы разделили на четыре группы — одной вводили кератоциты, второй — фибробласты, две были контрольными. Выяснилось, что в моделях с введением клеточной суспензии как кератоцитов, так и фибробластов отчётливо прослеживается тенденция к наиболее быстрому восстановлению прозрачности и толщины роговицы», — пояснила врач-офтальмолог Медицинского научного центра НГУ и МНТК „Микрохирургия глаза“ Кристина Краснер.

Впрочем, пока что эти результаты справедливы только в отношении животных, поскольку на людях тесты ещё не проводились. Тем не менее, Краснер подчеркнула, что подобный эффект ожидается и у человека. Сейчас команда ждёт результаты гистологического исследования, чтобы завершить эксперименты и описать глубинные механизмы, которые протекают в межклеточном веществе.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах