Бионический глаз

В основе всех разработок, называемых бионическими глазами, лежит идея стимуляции тканей зрительной коры головного мозга или сетчатки при помощи электрических импульсов.

Принцип действия бионической системы напоминает работу слуховых аппаратов. На сегодняшний день бионический глаз позволяет человеку с полным отсутствием зрения получить возможность видеть силуэты объектов и ориентироваться в пространстве. Для абсолютного слепого человека, живущего в полной темноте, такая возможность является шансом улучшить жизнь и стать ближе к окружающему миру.

Цель курсовой работы – проанализировать бионический глаз как искусственную зрительную систему будущего.

Задачи:

1) раскрыть понятие бионического глаза и рассмотреть принцип его действия;

2) проанализировать биологические, технологические и медицинские аспекты протезирования сетчатки;

3) провести практическое исследование моделей протезов бионических глаз.

Структура курсовой работы состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованной литературы.

ГЛАВА 1. Теоретическое обоснование бионического глаза как искусственной зрительной системы будущего

1.1 Понятие бионического глаза и принцип его действия

Бионический глаз – это устройство, позволяющее слепым различать ряд визуальных объектов и компенсировать в определённом объёме отсутствие зрения. Хирурги имплантируют его в повреждённый глаз в качестве протеза сетчатки. Тем самым они дополняют искусственными фоторецепторами сохранившиеся в сетчатке неповреждённые нейроны.

Бионический глаз состоит из полимерной матрицы, снабжённой фотодиодами. Она фиксирует даже слабые электрические импульсы и транслирует их нервным клеткам. То есть сигналы преобразуются в электрическую форму и воздействуют на нейроны, которые сохранились в сетчатке. У полимерной матрицы есть альтернативы: инфракрасный датчик, видеокамера, особые очки. Перечисленные устройства могут восстановить функцию периферийного и центрального зрения.

Встроенная в очки видеокамера записывает картинку и отправляет её в процессор-конвертор. А тот, в свою очередь, преобразует сигнал и отсылает его ресиверу и фотосенсору, который вживлён в сетчатку глаза больного. И только потом электрические импульсы передаются в мозг пациента через оптический нерв.

Бионический глаз - это электронная система, призванная выполнять функцию глаза. Она позволяет установить связь с мозгом через электронику и воссоздать, таким образом, нарушенную заболеванием сетчатки естественную цепочку.

Внешняя часть конструкции - это очки с антенной и микрокамерой, которая захватывает изображение и передает его в преобразователь, который крепится у человека сбоку на ремне. Здесь картинка трансформируется в электрические микроимпульсы, которые дальше поступают уже на сетчатку и стимулируют ее оставшиеся функциональные нейроны, после чего изображение поступает в мозг.

Внутренняя часть - собственно сам бионический глаз - также состоит из нескольких элементов. Один из них - электронный чип с 60 электродами - имплантируется внутрь глаза, а другие - крепятся к глазному яблоку на его поверхности. Но и их мы тоже погрузили немного глубже, чтобы они не мешали и не было видны. Мы впервые работали с электроникой, приходилось проверять ее на каждом этапе операции, в ходе которой имплантат мог повредиться. Запускаться электроника будет спустя две недели после операции, где-то после 19 июля. К этому времени глазные ткани должны будут естественным образом восстановиться. И тогда уже будем смотреть, отвечает ли сетчатка на электрический стимул, и есть ли связь с мозгом.

1. Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И., Муратова Е.И., Ермаков А.А./ Компьютерное моделирование биотехнологических процессов и систем: Учебное пособие Тамбов: Изд-во Тамб. техн. ун-та, 2005. 80 с.
2. Жаботинская С. ченые создали бионический глаз, который работает почти как настоящий. Режим доступа: https://naked-science.ru/article/hi-tech/uchenye-sozdali-bionicheskij-glaz
3. Зинченко, Л. А. Бионические информационные системы и их практические применения / Л.А. Зинченко. - М.: Книга по Требованию, 2011. - 290 c.
4. Искусственный бионический глаз - зрительная система будущего. – Режим доступа: https://neman-crb.ru/linzy/iskusstvennyj-bionicheskij-glaz-zritelnaya-sistema-budushhego.html
5. Йесод А. Глаз-алмаз: как наука будущего изменит наши органы зрения. Режим доступа: https://360tv.ru/news/tekst/diamond-eye/
6. Карасев, В. А. Введение в конструирование бионических наносистем / В.А. Карасев, В.В. Лучинин. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2011. - 474 c.
7. Ноэль Я. Бионические глаза и нейропротезы: как технологии возвращают зрение слепым // Индустрия 4.0. – № 11. - 2020.
8. Персиянова А.В. Бионический глаз // Сборник научных статей 4-й Международной молодежной научной конференции: в 4-х томах. 2016. – С. 383-386.
9. Стаборн М. Бионический глаз – искусственная зрительная система. Режим доступа: https://www.syl.ru/article/344602/bionicheskiy-glaz-iskusstvennaya-zritelnaya-sistema
10. Шилова Т.Ю. Бионический глаз - мифы и реальность // Клиника офтальмологии доктора Шиловой. - №12. – 2017.