آینده مراقبت از چشم و بینایی پر از نوآوری‌های علمی تخیلی است از لنزهای تماسی چاپ سه بعدی و ایمپلنت‌های بیونیک چشم تا واقعیت افزوده. در این مقاله سعی داریم چند فناوری نوین برای آینده مراقبت از چشم و کاهش درد و رنج‌های فراوانی که از عدم توانایی دیدن جهان به وجود می‌آید، معرفی کنیم.

بیش از 80 درصد ادراک از طریق بینایی حاصل میشود

پژوهشگران تخمین می‌زنند که 80 تا 85 درصد از ادراک، یادگیری، شناخت و فعالیت‌های ما تحت تأثیر بینایی است. در مقایسه با بینایی، شنوایی تنها 11 درصد اطلاعات را پردازش می‌کند. در حالی که حس بویایی 3.5 درصد، حس لامسه 1.5 درصد و چشایی 1 درصد. فکر نمی‌کنید که این امکان وجود داشته باشد؟ پژوهشگران مشهور، L.D. Rosenblum، Harold Stolovitch و Erica Keeps این اعداد را با داستانی که در ادامه آمده توضیح دادند.

تصور کنید شما در یک فضای باز هستید، خورشید بر شما می‌تابد و زنبورها به آرامی در هوا فعالیت می‌کنند. چقدر می‌توانید ببینید و بشنوید؟ در مورد بینایی حدود 50 مایل و در مورد شنیدن تنها 1 تا 2 مایل در بهترین حالت! در مورد بوی گل‌ها چطور؟ بدون وزیدن باد تنها 10 تا 20 متر. در مورد لمس کردن یا مزه کردن چطور؟ خوب، این به طول دست شما بستگی دارد، اما بدیهی است که بیشتر از آن نیست. و همین امر برای زبان و حس چشایی نیز برقرار است.

این تقریباً یک امر عادی است که بر اهمیت چشم‌ها و بینایی تأکید می‌کند، اما یک نمونه درخشان است که نشان می‌دهد چشم‌ها مهم‌ترین ارگان احساسی هستند. بنابراین اگر شما در معرض بیماری چشم هستید یا با یک وضعیت جدی بینایی مواجه شدید باید انگیزه بیشتری برای درمان فوری داشته باشید.

بسیاری از افراد سراسر جهان تحت تأثیر بیماری‌های چشم هستند

آژانس بین المللی پیشگیری از نابینایی در سال 2015 تخمین زده است که 36 میلیون نفر نابینا هستند و 217 میلیون نفر از اختلال بینایی متوسط ​​یا شدید رنج می‌برند. این آمار امیدوار کننده است چرا که میزان شیوع نابینایی و اختلال بینایی از 4/45 درصد در سال 1990 به 3/37 درصد در سال 2015 کاهش یافته است. این کاهش می‌تواند به پیشرفت فناوری برای نمونه در روش‌های جراحی و درمان عفونت‌های چشم مربوط باشد.

با این وجود، سلامت دیجیتال برای کاهش درد و رنج‌های فراوانی که از عدم توانایی دیدن جهان به وجود می‌آید، هنوز راه بسیاری پیش رو دارد. در طول دو سال گذشته، در واقع آغاز تغییر زمینه چشم پزشکی، راهکارهای نوآورانه بسیاری برای طیف وسیعی از بیماری‌های چشم ارائه شد. درمان بیماری‌های کمتر جدی سریع‌تر، هدفمندتر و کارآمدتر می‌شود. در حالی که ابزار درمان بیماری‌های جدی‌تر و تغییر دهنده زندگی بهبود می‌یابد. در اینجا، چند فناوری برای آینده مراقبت از چشم و بینایی را معرفی می‌کنیم.

با چشم مصنوعی نابینایی را دور بزنید!

نوآوری‌ها کمک‌های بسیاری به ذهن خلاق چشم پزشکان کرده است. انواع شرایطی که موجب نابینایی می‌شوند همچون AMD یا رتینیت پیگمنتوزا، یک بیماری ارثی که به تدریج سبب از بین رفتن چشم و نابینایی حدود 1.5 میلیون نفر در سراسر جهان می‌شود، با موفقیت با نوآوری‌های ذهنی درمان شده است.

شرکت Second Sight مستقر در کالیفرنیا، شرکت آلمانی Retina Implant AG و شرکت فرانسوی Pixium Vision پروتزهای چشم برای بهبود بینایی بیمارانی که به علت بیماری نادر رتینیت پیگمنتوزا نابینا هستند توسعه می‌دهند. در سال 2016، گاردین گزارش داد که یک خانم نابینا با ایمپلنت «چشم بیونیک» در انگلستان به عنوان بخشی از یک آزمایش در بیمارستان چشم آکسفورد، توانست دوباره ببیند. وی پس از حدود شش سال توانست دوباره ببیند. این باید واقعاً شگفت انگیز باشد!

در سال 2015، جراحان در منچستر انگلستان نخستین ایمپلنت بیونیک چشم را برای یک بیمار AMD با استفاده از نوآوری شرکت Second Sight انجام دادند. Ray Flynn، 80 ساله، به طور کامل دید مرکزی خود را از دست داده بود. اما او با کمک ایمپلنت شبکیه می‌تواند اشکال روی صفحه نمایش رایانه را درک کند. پژوهشگران می‌گویند که این ایمپلنت نمی‌تواند دید بسیار دقیقی ارائه دهد اما می‌تواند به بیماران برای تشخیص الگوهای متمایزی همچون قاب‌های در و اشکال کمک کند.

ایمپلنت مغزی و شبکیه مصنوعی جایگزین چشم‌های بیونیک؟

با وجود اینکه دستگاه Argus II فعلی شرکت Second Sight برای کمک به افراد مبتلا به رتینیت پیگمنتوزا تنها اندکی از بینایی را باز می‌گرداند و 150،000 دلار هزینه دارد، تا کنون 250 مورد از آن به فروش‌ رسیده است. این شرکت چندی پیش شروع به توسعه یک نسخه اصلاح شده از نوآوری خود کرد که به طور کامل چشم را از مدار خارج می‌کند و به جای آن بخشی از مغز که مسئول پردازش اطلاعات بصری است را درگیر می‌کند. در این روش پالس‌های الکتریکی الگوهای نوری را به مغز تحویل می‌دهند. این شرکت امیدوار است که این نوآوری جدید بتواند به حدود 6 میلیون نفر در آینده که به علل مختلف همچون سرطان، رتینوپاتی دیابتی، گلوکوما یا تروما نابینا شده‌اند کمک کند. این شرکت امیدوار است تا در ماه اکتبر ثبت نام بیماران برای آزمایش‌ها را آغاز کند و نخستین ایمپلنت را تا پایان سال آزمایش کند.

به جای چشم‌های بیونیک که سلول‌های مغزی را با نور یک دوربین فیلمبرداری کوچک یا به طور مستقیم از طریق الکترودها، قشر بینایی را تحریک می‌کنند، مؤسسه فناوری ایتالیا یک رویکرد جدید برای درمان تخریب شبکیه ایجاد کرده است. در این روش پروتز داخل چشم قرار می‌گیرد که به عنوان جایگزینی برای شبکیه آسیب دیده است. در اصل یک شبکیه مصنوعی است. پژوهش‌های آنها نتایج بسیار مؤثری برای موش‌های آزمایشگاهی نشان داد. آنها قصد دارند نخستین آزمایش‌های انسانی را در نیمه دوم سال 2017 انجام دهند و نتایج اولیه را در سال 2018 جمع‌آوری کنند.

روش معجزه آسای CRISPR و دیگر درمان‌های ژنی برای بازیابی بینایی

CRISPR-Cas9 و یا به زبان ساده‌تر CRISPR یک روش پیشرفته ویرایش ژن است. این روش در حال حاضر پتانسیل بالقوه‌ای برای مراقبت از چشم نشان داده است. کارشناسان اعتقاد دارند چشم یک مکان ایده‌آل برای شروع نخستین استفاده بالینی از CRISPR است. در مقایسه با دیگر نقاط بدن، دسترسی جراحان به چشم آسان است، به راحتی بافت جدید را می‌پذیرد و می‌تواند بدون هیچ تهاجمی تحت نظارت قرار گیرد.

دانشمندان در مرکز پزشکی دانشگاه کلمبیا و دانشگاه Iowa از CRISPR برای ترمیم جهش ژنتیکی مسئول بیماری رتینیت پیگمنتوزا در سلول‌های بنیادی پلورپوفتون القا شده که از بیمار مبتلا گرفته شده، استفاده کردند. این گروه در تبدیل ژن جهش یافته به حالت طبیعی 13 درصد موفقیت کسب کرد که بهتر از پژوهش‌های پیشین است. در فوریه 2017، کارشناسان مرکز مهندسی ژنوم در مؤسسه علوم پایه (IBS) گزارش دادند که از CRISPR برای انجام جراحی ژنی در لایه‌ای از بافت که از شبکیه موش‌های زنده پشتیبانی می‌کند، استفاده کردند. پس از مداخله، موش مبتلا به AMD از خود علائم بهبودی نشان داد. این یک آزمایش موفق است که نشان می‌دهد CRISPR نه تنها می‌تواند برای اصلاح جهش‌هایی که موجب بیماری‌های ارثی می‌شود، بلکه در موارد بیماری‌های تخریبی غیر ارثی نیز مورد استفاده قرار گیرد.

افزون بر CRISPR دیگر درمان‌های ژنی نیز فرصتی عالی برای تبدیل شدن به یک روش درمانی برای شرایط ویژه چشم در آینده دارند. در اوایل اکتبر سال 2017، گروه مشاوره FDA یک ژن درمانی به نام Luxturna را تأیید کرد که هدف آن یک بیماری نادر به نام Leber است.

بیماران و مراقبت از چشم

با پیشرفت سریع گوشی‌ها و دیگر ابزارهای هوشمند، شاهد گسترش دستگاه‌های قابل حمل در چشم پزشکی نیز خواهیم بود. ابزارهای کوچکی که به خوبی طراحی شده و برنامه‌های همراه آن امکان انجام معاینه چشم در هر نقطه از جهان را فراهم می‌کند.

برای نمونه، Peek Retina یک محصول پیشگام از Peek Vision، یک شرکت مستقر در انگلستان است. Peek Retina یک افتالموسکوپ (ابزاری برای معاینه چشم) قابل حمل است که شما را قادر میسازد تصاویر شبکیه را مشاهده و بر روی گوشی‌های هوشمند خود ضبط کنید. این وسیله همچنین آزمایش‌های چشم مبتنی بر گوشی هوشمند ارائه می‌دهد. برای نمونه اندازه‌گیری شدت بینایی. این تا حد زیادی به پزشکان در مناطق دور افتاده همچون کشورهای جنوب صحرای آفریقا کمک می‌کند تا بیماری‌ها را تشخیص و درمان کنند.

شرکت Eye-Netra، یک اسپین‌آف از MIT، وسیله‌ای برای تشخیص سریع و با دقت عیوب انکساری ایجاد کرد. این وسیله که Netra نامیده می‌شود یک هدست پلاستیکی و شبیه دوربین دو چشمی است که با یک برنامه کاربردی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این وسیله هر عیب انکساری همچون نزدیک بینی، دوربینی و آستیگماتیسم را نشان می‌دهد. سپس برنامه قدرت انعکاسی، محور آستیگماتیسم و فاصله مردمک‌ها که برای عینک مورد نیاز است را نشان می‌دهد. در آینده EyeNetra معاینه چشم در محل کار و مدرسه را بسیار ساده‌تر از امروز خواهد کرد/

لنزهای چاپ سه بعدی و لنزهای تماسی دیجیتال

لنزهای تماسی دیجیتال که روی چشم قرار گرفته و اطلاعات خاصی را در مورد بدن به یک دستگاه بیرونی می‌فرستد هنوز هم رؤیاست. با این حال ممکن است روزی به واقعیت تبدیل شود. برای نمونه، گوگل با همکاری Novartis لنزهای تماسی دیجیتال با چند حسگر طراحی کردند تا بتواند میزان قند خون را اندازه‌گیری کند.

گوگل و Novartis گفتند که این لنز حاوی یک میکروتراشه کوچک و فوق العاده باریک است که می‌تواند در یک لایه نازک و مقعر قرار گیرد. این میکروتراشه از طریق یک آنتن کوچک اطلاعات مربوط به اندازه‌گیری گلوکز از اشک کاربر را به یک گوشی هوشمند ارسال می‌کند. شرکت‌ها وعده دادند که لنزهای ارتباطی دیجیتال را حدود سال 2020 روانه بازار کنند.

در همین حال، پژوهشگران دانشگاه واشنگتن یک لنز تماسی با یک نمایشگر LED به کمک یک چاپگر سه بعدی ایجاد کردند. این واقعاً دشوار است که یک لنز تماسی با قطر یک سوم میلیمتر ایجاد کرد. اما استفاده از یک چاپگر سه بعدی که لایه‌های مختلف مواد را روی هم قرار می‌دهد، موجب می‌شود که قطعات کوچکتری به آسانی جایگزین شوند. چه کسی می‌داند شاید گوگل نسل دوم لنزهای تماسی دیجیتال خود را به صورت سه بعدی چاپ کند؟

بهبود سریع‌تر چشم

نوآوری در پزشکی احیا کننده در حال شکوفایی است. دندانپزشکی، پوست و چشم پزشکی چند تخصصی هستند که می‌تواند در بهبود بخش‌های زخمی یا آسیب دیده بدن انسان سریع‌تر و با روش کارآمدتری عمل کنند.

برای نمونه، پژوهشگران در ترکیه یک داروی احیا کننده تولید کردند که می‌تواند روی چشم را تنها دو روز پس از عمل جراحی التیام بخشد. این دارو به نام Cacicol مرمت بافت را سریع‌تر می‌کند و موجب کاهش درد چشم، سوزش و حساسیت به نور پس از مداخله تهاجمی می‌شود. دانشمندان با داروی Cacicol بیمارانی که مبتلا به یک بیماری نادر به نام کراتوکونوس (یا قوز قرنیه) بودند و تحت عمل جراحی پیوند قرنیه قرار گرفتند را درمان کردند.

هوش مصنوعی برای تشخیص سریع بیماری‌های چشم

الگوریتم‌های پردازش تصویر، ظرفیت تبدیل شدن به یک امکان تشخیص عیب را دارند. در سال 2016، گوگل یک روش اسکن چشم برای جستجوی تصاویر شبکیه و تشخیص رتینوپاتی دیابتی و همچنین آموزش متخصصین چشم توسعه داد. رتینوپاتی دیابتی در بین بیماران دیابتی بسیار رایج است و اگر فرد تحت درمان قرار نگیرد، ممکن است موجب نابینایی شود. الگوریتم یادگیری ماشین از روش گوگل برای برچسب گذاری میلیون‌ها تصاویر وب استفاده می‌کند. همچنین تصاویر شبکیه بیمار را بررسی می‌کند تا آنوریسم‌های کوچک که نشان دهنده مراحل اولیه رتینوپاتی دیابتی است را تشخیص دهد. یک سال بعد، غول جستجو اعلام کرد آنها در حال تلاش برای ادغام این فناوری در زنجیره‌ای از بیمارستان‌های چشم در هند هستند.

گوگل تنها کسی نیست که بر روی هوش مصنوعی و راهکاری برای مراقبت از چشم کار می‌کند. یک دختر نوجوان هندی، که پدربزرگش مبتلا به رتینوپاتی دیابتی است، یک برنامه گوشی هوشمند توسعه داد که می‌تواند با کمک یک هوش مصنوعی آموزش دیده و اتصال یک لنز ساده چاپ سه بعدی این بیماری را تشخیص دهد. یک نوآوری واقعاً شگفت‌انگیز، هوشمند، ارزان و به طور بالقوه تغییر دهنده در زندگی!

واقعیت افزوده

آموزش بیمار کلید پیشگیری است و همچنین بهترین فرصت را به پزشک می‌دهد تا بر اساس توضیح علائم توسط بیمار تشخیصی دقیق داشته باشد. استفاده از EyeDecide  شرکت Health Orca می‌تواند دقیقاً این نتیجه را به ارمغان آورد. این برنامه نوآورانه با استفاده از یک نمایشگر واقعیت افزوده تأثیر شرایط خاص بر روی دید فرد را شبیه‌سازی می‌کند. EyeDecide می‌تواند به طور کامل اثرات آب مروارید و یا AMD را نشان دهد و در نتیجه به بیماران برای درک وضعیت پزشکی خود کمک کند.

سایبورگ شدن

امیدواریم که بیماری‌های چشم، اختلال بینایی و نابینایی در آینده به طور کامل درمان شود، حتی اگر این بدان معنا باشد که چشم کاملاً با فناوری‌های کاربردی جایگزین شود. بزرگترین چالش اخلاقی که ایمپلنت‌های چشم یا دستگاه‌های جایگزین توابع بصری به همراه دارد این است که سایبورگ شدن را آسان‌تر می‌کند.

چه می‌شود اگر فرد سالمی بخواهد همچون نیل هاربینسون (Neil Harbisson) زندگی کند؟ یا فردی بخواهد دید خود را از طریق فناوری گسترش دهد؟ چه می‌شود اگر یک کاربر معمولی چشم‌هایی بیونیک بخواهد که با آن بزرگنمایی و جستجو کند یا حتی عکس‌هایی بگیرد که هیچ کس دیگر قادر به دیدن آنها نیست؟

نیل هاربینسون در واقع یک هنرمند متولد شده با آکروماتوپسی یا دید یک رنگی است به این معنی که همه چیز را سیاه و سفید می‌بیند. هاربینسون یک چشم الکترونیکی تخصصی، eyeborg دریافت کرد که می‌تواند رنگ‌های مشاهده شده را با موسیقی انتقال دهد. وی قادر است رنگ‌ها را فراتر از حوزه‌ی ادراک عادی انسانی با امواج صوتی تجربه کند. به نظر وی، سایبورگ شدن ممکن است با یک چشم سوم در پشت سر و یا یک حسگر ایمپلنت آغاز شود که نشان میدهد پشت سر شما چه چیزی وجود دارد.