Des chercheurs stimulent des rétines aveugles à l’aide de la technologie des ultrasons focalisés

rétine

Crédit : Pixabay/CC0 Domaine public

Le nombre d’Américains souffrant de déficience visuelle ou de cécité devrait passer à plus de 8 millions d’ici 2050, selon une étude menée par l’USC Gayle et Edward Roski Eye Institute en 2016.

Alors que les plus jeunes baby-boomers atteindront 65 ans d’ici 2029, les maladies et affections oculaires liées à l’âge devraient augmenter pendant ce qu’on appelle le “tsunami argenté”.

Selon les experts médicaux, il est sûr de dire que bon nombre de ces cas seront causés par des maladies dégénératives de la rétine, la dégénérescence progressive des photorécepteurs sensibles à la lumière dans votre rétine.

Sur la base de ces estimations, il existe un besoin non satisfait de nouvelles technologies qui traitent la perte de vision due aux maladies de dégénérescence des photorécepteurs.

Bien qu’il n’y ait pas de thérapies non invasives efficaces actuellement disponibles pour le traitement de la perte de vision, les chercheurs de l’USC ont proposé une nouvelle idée pour résoudre ce problème croissant.

Actuellement, les ophtalmologistes utilisent la technologie électronique pour stimuler directement les neurones rétiniens en implantant des électrodes à l’intérieur de l’œil, une technique qui nécessite une chirurgie coûteuse et invasive.

L’équipe de recherche du département de génie biomédical de l’USC Viterbi School of Engineering explore une solution non chirurgicale qui pourrait restaurer la vue en utilisant un autre des cinq sens.

Son.

Technologie des ultrasons

“Il s’agit d’une technologie innovante”, a déclaré Qifa Zhou, professeur de génie biomédical et d’ophtalmologie à l’USC. “En ce moment, nous menons des études sur des animaux en essayant d’utiliser la stimulation par ultrasons pour remplacer la stimulation électrique.”

Le groupe de recherche est dirigé par Zhou et Mark S. Humayun, professeur d’ophtalmologie et de génie biomédical à l’USC, et l’un des inventeurs d’Argus II, la première rétine artificielle au monde.

“La technologie est avantageuse car aucune intervention chirurgicale n’est requise et aucun dispositif ne sera implanté à l’intérieur du corps”, a déclaré Gengxi Lu, titulaire d’un doctorat. étudiant dans le laboratoire de Zhou. “Un appareil à ultrasons portable générera des ondes ultrasonores pour stimuler la rétine”.

Semblable à la façon dont les formes et les points lumineux apparaissent lorsque vous appuyez doucement sur votre globe oculaire avec les yeux fermés ; les chercheurs ont réalisé que l’application d’une pression sur l’œil pouvait activer les neurones et envoyer des signaux au cerveau.

Contrairement à un œil normal qui est activé par la lumière, les yeux aveugles ont été stimulés par des pressions mécaniques générées par des ondes ultrasonores dans cette étude.

“Les neurones présents dans la rétine de l’œil possèdent des canaux mécaniquement sensibles qui répondent à une stimulation mécanique”, a expliqué Lu. “Ces neurones sont activés lorsque nous utilisons des ultrasons pour générer une pression mécanique.”






Comment ça fonctionne

Pour tester cette approche par ultrasons, dans des études précliniques, l’équipe de l’USC a stimulé les yeux d’un rat aveugle à l’aide d’ondes ultrasonores à haute fréquence inaudibles pour l’homme.

La technologie utilisée dans cette recherche est comparable à la sonde à ultrasons utilisée pour l’imagerie du bébé qui envoie et reçoit des ondes sonores à travers l’estomac d’une femme enceinte.

Dans ce cas, pour la stimulation rétinienne, le groupe de recherche a créé un petit appareil à ultrasons qui peut être dirigé vers une région spécifique de l’œil pour envoyer des ondes sonores à la rétine, située à l’arrière de l’œil.

Utiliser ces sons à haute fréquence qui peuvent être manipulés et focalisés sur une zone spécifique de l’œil ; l’étude a démontré que lorsque les ondes ultrasonores sont projetées sous forme de motif – par exemple, la lettre «C» – le cerveau du rat était capable de capter un motif similaire.

Contrairement aux humains, les chercheurs sont incapables d’obtenir des réponses directes sur les expériences visuelles du rat pendant la stimulation par ultrasons.

Pour répondre à ces questions sur ce que le rat était exactement capable de visualiser à partir des ondes ultrasonores, l’équipe a mesuré l’activité visuelle directement à partir de la zone visuelle du cerveau du rat connue sous le nom de cortex visuel en attachant un réseau multi-électrodes.

Sur la base des activités visuelles enregistrées à partir du cerveau, les chercheurs ont découvert que le rat était capable de percevoir des visualisations comparables au schéma de stimulation par ultrasons projeté sur l’œil. Cet ouvrage vient d’être publié dans Frontières BME.

L’avenir

La recherche est actuellement financée par une subvention de 2,3 millions de dollars sur quatre ans du National Eye Institute (NEI). L’équipe a récemment demandé une autre bourse de traduction NEI pour faire passer ses études au niveau supérieur.

Les études actuelles sont menées principalement à l’aide de modèles de rongeurs. Cependant, l’équipe prévoit de tester cette approche en utilisant des modèles de primates non humains avant de mener des essais cliniques sur l’homme.

“En ce moment, nous utilisons un transducteur placé devant le globe oculaire du rat pour envoyer les signaux ultrasonores à la rétine, mais notre objectif final est de créer un transducteur à lentille sans fil”, a déclaré le Dr Zhou.

Alors que l’équipe analyse actuellement les capacités de la technologie des ultrasons pour l’étude de la vision, son objectif futur est de générer des images plus nettes et d’installer le transducteur à ultrasons sur une lentille de contact portable pour la prochaine génération.

Il existe également un brevet en instance pour cette nouvelle technologie à ultrasons qui espère changer la façon dont la déficience visuelle est traitée dans les années à venir.


Le son peut stimuler la rétine aveugle pour transmettre des signaux au cerveau via une prothèse rétinienne à ultrasons


Plus d’information:
Xuejun Qian et al, Stimulation rétinienne par ultrasons non invasive pour la restauration de la vision à haute résolution spatio-temporelle, BME Frontières (2022). DOI : 10.34133/2022/9829316

Fourni par l’Université de Californie du Sud

Citation: Des chercheurs stimulent des rétines aveugles à l’aide de la technologie des ultrasons focalisés (18 avril 2022) récupéré le 18 avril 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-04-retinas-focused-ultrasound-technology.html

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