MEDICINA

BIOSENSORIAI - VILTIS REGĖTI

Kas vaikystėje nėra skaitęs fantastinių romanų, kuriuose prireikus žmogui pakeičiamos tam tikros kūno dalys. Su pakeistais dirbtiniais organais žmogus toliau gyvena visavertį gyvenimą. Kartais nutinka taip, jog fantazijos tampa realybe. Tuo jau galėjo įsitikinti veik šimtas laimingų neregių, kuriems implantavus specialų biosensorių buvo sugrąžinta dalinė rega. Tiesa, kol kas tai dar tik pirmieji sėkmingi žingsneliai. Vėl išvysti dienos šviesą kol kas gali tikėtis tik neregiai, apakę dėl retų paveldimų tinklainės ligų, - jiems čia padės tinklainių implantai. Iki šiol implantai įdedami tik kruopščiai atrinktiems pacientams specializuotuose akių ligų centruose. Į "Mūsų žodžio" žurnalisto Henriko Stuko klausimus sutiko atsakyti technologijos mokslų daktarė, oftalmologė Ieva Sliesoraitytė trumpai sugrįžusi į Lietuvą dalyvauti tarptautinėje "TEDxVilnius 2014" konferencijoje. 

- Kaip susidomėjote medicinos ir technikos mokslų sinergija ir retomis paveldimomis ligomis? 

- Regėjimas - tai viena pagrindinių sensorių funkcijų, kuri leidžia žmogui priimti informaciją apie pasaulį. Regintis žmogus gali tik įsivaizduoti, kiek informacijos apie aplinką netenka asmuo dėl įgimtų ar įgytų priežasčių prarandęs regėjimą, o ką jau kalbėti apie itin apribotas integracijos ir darbo galimybes reginčioje visuomenėje. Technologijos ir medicinos mokslų sinergija leido pažinti ne tik akies sandarą fiziologijos ir patologijos atvejais, bet ir pažvelgti į fizikinius šviesos lūžio dėsnius spinduliams keliaujant per optines terpes, elektrinio potencialo generavimą gyvuosiuose audiniuose ir grandinines ląstelių reakcijas, atsirandančias dėl energijos praradimo. Manau, jog šiandien be medicinos ir technikos mokslų pagrindų mano kasdienė veikla būtų sunkiai įsivaizduojama, esu grupės vadovė, analizuoju retas paveldimas ligas, dėl kurių asmuo kenčia ne tik dėl progresuojančio regėjimo praradimo, bet drauge jį lydi ir kurtumas - dažniausiai pasitaikantis Usher sindromas. 

- Kas tai yra regos biosensorius, kaip jis veikia ir koks matymas, kai naudojamos pakaitinės regos technologijos? 

- Regos biosensorius - tai dirbtinis regos stimuliatorius, pasižymintis unikalia ir labai intuityvia vaizdo priėmimo ir elektrinio signalo perdavimo sistema, leidžiančia iki tol nereginčiai akiai matyti. Biosensorius chirurginės intervencijos metu įterpiamas į akies obuolio dugną, vadinamą tinklaine, sritį, kurioje yra daugiausia šviesai jautrių ląstelių - fotoreceptorių. Nuo elektrodų plokštelės driekiasi plonas laidelis iki ausies viršutinės dalies, jungiantis sensorinę plokštelę su vidiniu davikliu, kuris operuojant įsodinamas į temporalinio kaulo guolį. Vidinis daviklis turi bevielį kontaktą su telpančiu į kišenę išoriniu maitinimo ir valdymo bloku. Aktyvavus išorinę valdymo sistemą, signalai siunčiami į daviklį, esantį už ausies, iš jo impulsai keliauja į elektrodų plokštelę tinklainėje, elektrodų skaičius - tai priklauso nuo implanto tipo - gali svyruoti nuo keliasdešimties iki tūkstančių. Priimtas signalas sustiprinamas ir išlikusiu neuroniniu tinklu perduodamas į specializuotus smegenų žievės centrus. 

Naudojant pakaitines regos technologijas iki tol visiškai aklas žmogus geba ne tik matyti dienos šviesą, pilkos spalvos atspalvius, bet ir atskirti daiktų formas, judančius objektus, o itin sėkmingais atvejais - ir kito žmogaus veido kontūrus. Tiesa, regimas vaizdas kiek kitoks, nei įpratusi matyti sveika žmogaus akis, - tai užuomazginis matymas, kai žvelgiama į aplinką lyg pro delno dydžio langelį, o matomas vaizdas primena iš mažų juodai baltų kvadratėlių sudėtas nespalvotas fotografijas, tačiau visiškai aklam žmogui tai leidžia orientuotis aplinkoje ir būti savarankiškam. 

- Smulkiau papasakokite, kuriais aklumo atvejais šios pakaitinės regos technologijos tinkamos ir kokios pasirinkimo galimybės šiandien. 

- Tiesa, jog šios pakaitinės regos technologijos kol kas gali būti naudingos tik tam tikriems aklumo atvejams - tai yra retų paveldimų tinklainės ligų, kurios pamažu progresuodamos pažeidžia akies tinklainę. Svarbu, jog būtų išlikęs funkcionalus tinklainės neuroninis tinklas, optinis nervas ir išsivysčiusi bei nepažeista specializuota smegenų žievė, atsakinga už regėjimo suvokimą. Metodas pirmiausia tinkamas pacientams, sergantiems pigmentiniu retinitu, tai viena iš dažniausiai pasitaikančių genetiškai nulemtų ligų, sąlygojančių progresuojantį fotoreceptorių - lazdelių, vėliau kolbelių - degeneravimą. Ši liga susijusi su orientacijos tamsoje sutrikimais, siaurėjančiu regėjimo lauku, vėliau - padidėjusiu jautrumu šviesai, pamažu blėstančiais objektų kontūrais, spalvų išskyrimo problemomis. Ligos progresavimas dažniausiai lemia visišką aklumą, asmens nedarbingumą, žmogaus savarankiško judėjimo aplinkoje apribojimą ir izoliaciją. 

Šiandien asmenys, praradę regėjimą dėl retų paveldimų ligų, gali rinktis tarp dviejų alternatyvų - tai epiretinalinis ir subretinalinis tinklainės implantas. Chirurginės intervencijos metu implantas įterpiamas į iš anksto parinktą akies užpakalinio segmento sritį, stimuliuojamos specializuotos ląstelės ir išlikusiu neuroniniu tinklu elektriniai impulsai perduodami į regos centrus smegenų žievėje. Vokietijos Tubingeno akių ligų institute dirbau su regos biosensoriaus elektroninių charakteristikų sinchronizavimu šviesos bangai gyvuose audiniuose, tyriau ligonius, sergančius retomis paveldimomis ligomis, sukūriau protokolus, prognozuojančius pooperacinį regos potencialą, susietą su tinklainės funkciniais ir morfologiniais pakitimais. Džiaugiuosi, jog šiuo metu vilties netekusiems ligoniams galiu padėti. 

- Pakalbėkime apie laimingųjų atranką. Kiek laiko prireikia ištirti asmenį ir patvirtinti, jog dirbtinis tinklainės implantas gali padėti dalinai susigrąžinti regėjimą? 

- Ligonių atranka iš tiesų yra labai detali. Pirmiausiai patiksliname diagnozę ir ligą sąlygojusį genetinį defektą. Analizuojame tinklainės funkcinį potencialą, morfologinius pakitimus, implantuojamos srities galimybes priimti implantą. Išsiaiškiname paciento subjektyvų požiūrį į savo regėjimo likutį bei pooperacinius lūkesčius, ištiriame objektyvius esamus šviesos pojūčius. Įvertiname fizinę ir psichinę būklę bei galimybes atlikti penkių ar net septynių valandų trukmės chirurginę intervenciją. Atliekame nemažai matavimų, kad nustatytume optimaliai tinklainės implanto biosensorinės dalies padėtį, nustatome reikalingus astumus iki vidinio maitinimo bloko. Operacijos atliekamos tik suaugusiems neregiams. Ištyrimas gali užtrukti keletą dienų ar net savaitę, ne vienam pacientui prireikia laiko pasitarti su artimaisiais, draugais ar pažįstamais, galbūt net išgirsti nuomonę iš regos implantą turinčių asmenų. 

- Aptarkime, kokiai daliai aklųjų šiuo metu implantuoti biosensoriai, kiek trunka pooperacinis laikotarpis, ar visiems atrinktiesiems implantai padeda išvysti dienos šviesą, o gal pasitaiko kokių komplikacijų? 

- Šiuo metu aklieji, kuriems buvo įsodinti tinklainės implantai, skaičiuojami iki šimtų. Teoriškai tinklainės implantas gali būti implantuojamas visam gyvenimui, o tobulėjant technologijoms galėtų būti keičiama tik jautrioji sensorinė plokštelė. Pirmasis įjungimas vyksta gana individualiai, tai priklauso nuo to, kaip rezorbuojasi pooperaciniai audinių pabrinkimai. Naudojant pakaitines regos technologijas reikalingas asmens susitelkimas bei pastangos, o tai iki tol buvusią neregę akį gana vargina. Todėl žmogus šviesa ir jos privalumais kol kas džiaugiasi gana ribotai. 

Gyvybei grėsmingų šalutinių ir atmetimo reakcijų nepastebėta, ankstyvuoju pooperaciniu laikotarpiu pasitaikė pooperacinių kraujosruvų tinklainėje, registruojame padidėjusio akispūdžio atvejus, kuriuos sureguliuojame medikamentais. Registruojame ir nesėkmės atvejus, kai nesulaukta prognozuoto pooperacinio regos pagerėjimo. Priežastys gali būti susijusios su komplikuota operacine eiga, neuroninio tinklo funkciniais ir struktūriniais pakitimais, paties implanto techninėmis problemomis. 

- Mūsų skaitytojams aktuali ir operacijos kaina. 

- Šiuo metu žengiami pirmieji žingsneliai, todėl operacijos kaina gali svyruoti nuo 30 tūkst. iki 85 tūkst. eurų, papildomai nereikėtų pamiršti implantavimo, hospitalizacijos, kelionės išlaidų. 

- Pakalbėkime apie netolimą ateitį. Pokalbyje jūs minėjote, kad kuriami naujo tipo regos biosensoriai. Kokios jų galimybės? 

- Manau, jog biosensoriai bus taikomi ne tik pigmentinio retinito, bet ir kitų akių ligų atvejais, susijusiais su amžiumi, tokių kaip amžinė geltonosios dėmės degeneracija, o galbūt ir kai kuriais įgyto aklumo atvejais. Naujos kartos regos technologijos leis imituoti fotoreceptorių funkciją - tai vadinčiau fotosensorine mimikrija, primenančia sveikų fotopigmentų funkciją. Netolimoje ateityje turėtų būti išspręstas gebėjimas justi spalvas, o regimo vaizdo kokybė priartinama prie vaizdo, matomo sveika akimi. Manyčiau, kad dėl medžiagų inžinerijos naujos kartos regos biosensorių diametras gali būti skaičiuojamas nanodalimis ir operacijos trukmė sutrumpinta iki keliasdešimt minučių.