Restoring sight to the blind | John Pezaris | TEDxUniversityofPiraeus

chi è vivo, va bene, è facile
domanda che tutti dovrebbero suscitare
la tua mano o quasi tutti qui
ok grazie mani giù
chi è cieco che potrebbe essere uno o
due di voi e per voi mi scuso
saranno parte di questo
presentazione che non sarà
accessibile ma parlerò attraverso
in modo che tu possa capire cosa c’è
sta succedendo ora chi qui conosce qualcuno che
è cieco o sta perdendo la vista
un terzo di voi dovrebbe averlo avuto
le tue mani in alto perché circa un terzo di
in effetti conosci qualcuno che è cieco o
chi sta perdendo la vista se
te l’hanno detto o non chiedi il tuo
i genitori chiedono ai tuoi nonni di parlare
la loro cecità è diffusa e colpisce
milioni di persone in tutto il mondo l’esatto
il numero di milioni dipende esattamente
come definisci la cecità per il
scopi di questo discorso cecità volontà
significa che non puoi camminare senza rischiare
colpire qualcosa o qualcuno che non puoi
guarda il cibo su un piatto di fronte a te
non puoi dire il colore del tuo
abbigliamento o se la tua scarpa è stata slegata
tu se tuo figlio o tuo nipote
ti porto un pezzo di carta che non puoi
dì che cos’è il disegno che hanno
fatto per te
la cecità è una condizione devastante
che può lasciare individui isolati in
ritirato ha effetti sbalorditivi
economicamente negli Stati Uniti dove
attualmente abbiamo quasi pieno impiego
nella popolazione generale nei ciechi
la disoccupazione della popolazione è di circa
Il 75% di cecità ha un peso significativo
la famiglia sia dal punto di vista medico
i costi così come la cura di tutti i giorni costa il
costo totale della cecità alla società in
negli Stati Uniti incluse cose come
i salari persi sono tre miliardi di dollari
un anno interessante per la maggior parte delle cause
di cecità sono malattie degli occhi
Sono un ingegnere che è diventato un
neuroscienziato a causa di una passione per
visione e la trovo molto interessante
sono i sensori che sono andati male
forse possiamo risolvere quello più comune
le cause della cecità sono infatti il ​​glaucoma
retinite da degenerazione maculare
pigmentosa e questi tre sono i
il più grande ci sono molte altre malattie
includendo alcune forme di cancro ma queste
sono la più grande una quarta causa di
cecità sebbene non sia così comune
è un trauma specificamente traumatico dell’esplosione
lo troviamo nella moderna guerra lo troviamo dentro
sia il civile che il soldato in
aree dove c’è stata guerra e
i campi di mine antiuomo sono stati lasciati indietro
trauma Aumenta in frequenza e diventa a
principale causa di cecità tra
i bambini e il mondo in via di sviluppo
questa storia è leggermente diversa e noi
avere più infezioni e cataratta
cause frequenti di cecità ma quelli
avere soluzioni che sappiamo come trattare
quelli per cui non parleremo
trattando quelle persone
allo stesso modo per la cecità congenita
il cervello è lasciato senza la normale
esperienza della vista visiva e così via
non si sviluppa come normalmente
sarebbe e così nessuno nel campo è
parlando di trattare queste persone
non ancora così qual è la soluzione
sappiamo che gli Oh negli occhi non sono più
sensibile alla luce come neuroscienziati
abbiamo scoperto che il resto del
il cervello va bene e come ingegneri lo sappiamo
come costruire le telecamere per catturare lo spostamento
immagini e quindi possiamo semplicemente collegarlo
informazioni direttamente nel cervello e
visione di Steve Austin
Geordi LaForge Neil con cui abbiamo familiarità
l’idea di intrattenimento popolare
a causa della semplicità tecnologica
sembra avere l’ idea di base
come questo mettiamo una piccola macchina fotografica come la
uno nel tuo cellulare in un set di
goggles e invia il flusso video da
quello senza fili agli elettrodi che abbiamo
impiantato nel cervello e ciò fornisce
ripristino di funzione o artificiale
vista come li chiamiamo noi sappiamo
costruisci minuscole fotocamere che sappiamo come costruire
piccoli computer che sappiamo come costruire
collegamenti wireless e sappiamo anche come
costruire elettrodi cerebrali su entrambi
scienziato e un ingegnere quindi dovrebbe
basta lavorare sembra molto semplice ma
questa è l’idea la parte più difficile è in
traducendo le immagini della telecamera nella
linguaggio del cervello il codice neurale
e consegnando quella traduzione in a
modo sicuro per le parti giuste del cervello
in modo che possa essere usato per ricostruire
le immagini l’importanza è nei dettagli
e nei dettagli troviamo sfide in
tecnologia nell’ingegneria biomedica e
nella scienza la maggior parte di voi hanno familiarità con
tecnologia ma forse non così familiare
con le neuroscienze quindi ecco un modo molto veloce
introduzione questo disegno è il
vista inferiore di un cervello umano dove
Ho etichettato le diverse fasi di
quello che viene chiamato il primo percorso visivo
si chiama il primo percorso visivo
perché sono le prime fasi in a
catena molto lunga di elaborazione visiva
luce entra gli occhi e cade sulla
retina dove si trasforma in neurale
attività la maggior parte delle malattie che io
accennato che causa la cecità interferire
con quel processo e lascia gli occhi no
più sensibile alla luce quando gli occhi
funzionano normalmente però i segnali
cadere attraverso il nervo ottico verso il
nucleo genicolato laterale o LGN come
L’ho mostrato qui poi attraverso l’ottica
radiazione alla corteccia visiva primaria
nella parte posteriore della testa è lì
inizia la visione cosciente
da lì si passa ad altre parti di
il cervello dove accadono le cose
riconoscere i luoghi o le cose delle persone
circa il 40% del cervello è dedicato a
visione per ridare la vista ai ciechi
dove gli occhi non funzionano più
possiamo pensare a mettere segnali da
fotocamera elettronica in uno di questi
fasi del primo sistema visivo ciascuno
fasi ogni fase utilizza un po ‘
codifica diversa leggermente diversa
linguaggio neurale ma lo capiamo di più
di quelli grazie a decenni di lavoro noi
sono infatti in piedi sulle spalle di
giganti
ci sono prove che risalgono a cento
anni che possiamo generare visuale
esperienza stimolando il cervello
diverse parti del cervello forse il
primo importante tentativo di visualizzazione
la protesi era di Brindley e Lewin a
l’Università di Cambridge nel tardo
1960 hanno messo 80 elettrodi sul
superficie della corteccia visiva primaria in a
po ‘geniale di bioingegneria che era
in anticipo sui tempi erano in grado di farlo
utilizzare questi elettrodi per generare poco
punti di luce piccole stelle o piccole
cerchi sfocati e li chiamiamo
i fosfeni fosfano il nostro visivo
esperienze che vengono create senza
input visivo li vedi per esempio
quando vai a dormire la notte o prima
vai a dormire la notte quando chiudi
i tuoi occhi quelli viola e verdastri
le onde le vedi se ti colpisci la testa
troppo difficile chiamiamo le stelle che vedono ciascuna
di quelle stelle è una fosfina
vederli quando un raggio cosmico colpisce il tuo
retina come per gli astronauti che
spesso segnaliamo i fosfeni così pensiamo
possiamo creare piccoli fosfeni il
pixel di vista artificiale applicando
stimolazione elettrica a qualsiasi parte di
il primo sistema visivo in tutto il mondo lì
sono circa due dozzine di gruppi su cui lavorare
creando una protesi visiva e ciascuno di
loro adottano un approccio leggermente diverso
molti di loro mettono gli elettrodi negli occhi
alcuni come il mio gruppo li ha messi nel
e alcuni li mettono nel visual primario
corteccia ma tutti seguono più o meno
la stessa idea usano un uomo fatto a mano
sistema di imaging per applicare modelli di
stimolazione elettrica per ripristinare la vista
anche loro più o meno tutti affrontano lo stesso
grosso problema il sistema visivo è incredibile
e incredibilmente esperienza dettagliata
esperienza che non ti dà nessuno
parlando di ripristinare la visione normale no
uno di questi gruppi sta creando
dispositivi che forniscono solo molto grezzo
vista artificiale migliore della cecità
ma ancora molto molto semplice alcuni gloops
gruppi come i miei puntano a
visuale di qualità leggermente superiore
la protesi sperimenta la visione artificiale
e quindi stiamo prendendo un po ‘più a lungo
lo sviluppo che altri gruppi stanno cercando di
consegnare un dispositivo il più rapidamente possibile
e così ho preso una risoluzione più bassa
percorso la parte difficile non è il
design tecnologico dell’esterno
Apparecchiatura della telecamera dell’occhiale la
stimolatore ma in realtà gli elettrodi
se stessi e assicurandosi che tutto sia
biocompatibile da quando ha messo un elettrodo
in un umano è una cosa difficile da fare la maggior parte
questi gruppi si basano su computerizzati
simulazioni di visione artificiale in
per rispondere a domande su quanto bene
il loro dispositivo e il loro design funzioneranno
usano la tecnologia della realtà virtuale e
individui con vista normale al fine di
fai questo e queste simulazioni sono gentili
di divertimento quindi vi mostrerò due di
loro come esempio sul lato sinistro sono a
film di una giovane donna di un ordinario
la fotocamera sulla destra sarà una simulazione
di visione artificiale con 500 fosfine
nota prima un paio di cose
quei fosfeni non ne sono uno subito dopo
all’altro come i pixel nel tuo
monitor del computer sono divisi
questo perché quando mettiamo fili sottili
nel cervello per
elettrodi per protesi visive che abbiamo
per spaziarli ogni tanto al fine di
non danneggiare il cervello che dobbiamo essere
intelligente sulla biocompatibilità in ordine
per massimizzare il numero di elettrodi
che entrano perché ogni elettrodo
produce una fosfina dopo averlo notato
se ti avessi mostrato la mano destra
immagine probabilmente non lo riconosceresti
come il volto di una donna guarda ora come il
l’animazione inizia probabilmente puoi molto
rapidamente vedere che è in realtà l’immagine
della faccia di una donna la vedi che la osserva
sorridi potresti riconoscerla che puoi
dì che è una giornata di sole e lei
solleva le sue mani contro Lee contro il
accendi il cervello fa una meraviglia
meraviglioso lavoro di assemblaggio
informazioni fammi giocare di nuovo il
l’ immagine a sinistra ha circa un milione di pixel
l’immagine giusta solo 500 fosfine ora
500 fosfine non ti danno la normalità
visione non da un colpo lungo ma non lo è
male sarebbe sicuramente utile o a
almeno sembra essere così eccone un altro
esempio da un esperimento che abbiamo
corri in laboratorio per testare quanto bene
la visione artificiale può essere usata per leggere
ci sarà una frase semplice che
sarà che appariranno sullo schermo sopra
tre linee e sentirai il soggetto
leggere il testo a voce alta che il
il modello delle fosfine si muoverà come lei
guarda le diverse parti della frase
può crescere diversi tipi di fiori
il lato della strada che normalmente legge
ora scommetto che nessuno potrebbe realmente leggere
quel testo ma lei poteva ricordare con
la prima animazione che vi ho mostrato
il salto tra i fosfeni statici
e quando iniziarono ad essere animati
c’è un salto simile che succede
tra guardare qualcun altro eseguire un
simulazione e funzionamento di visione artificiale
da solo perché i fosfeni si muovono
con i tuoi occhi lascia che suoni di nuovo
può crescere diversi tipi di fiori
sul lato della strada lei lo legge
la donna era un soggetto medio tipico e
lei poteva leggere facilmente e senza intoppi
1.700 fosfine
questo significa che chiunque qui è normale
la visione sarebbe probabilmente anche in grado di
leggi allo stesso modo se ti mettiamo davanti
della simulazione ci sono due gruppi
uno in Germania, uno negli Stati Uniti
chi ha creato dispositivi che hanno
ricevuto l’ approvazione per l’impianto in
pazienti ciechi nonostante questi dispositivi
sono molto promettenti e forniscono solo
visione molto cruda non quasi come
le due simulazioni che ti ho mostrato
ora nessuno ha costruito dispositivi reali come
questo ancora ma tutti i gruppi lo sono
lavorando sodo nel mio laboratorio che siamo
attualmente testare un sistema che usa 128
elettrodi usando due dei pacchi che ho
mostrato qui e abbiamo una versione più recente
della stessa cosa che lo raddoppia
conta fino a 250 o circa la metà del numero
di fosfeni che hai visto nel primo
video allo stesso tempo stiamo progettando
il sistema di prossima generazione che lo farà
avere 1.000 fosfine
e inizieremo a testarlo in circa a
anno non siamo gli unici a fare del bene
progresso e mi aspetto di sentirne parlare di nuovo
risultati entusiasmanti dal campo dei gruppi
in tutto il mondo nel prossimo mentre il
messaggio che voglio lasciarvi con
quindi è pazzo come potrebbe sembrare
siamo in grado di mettere i segnali direttamente in
il cervello e va da 0 a infinito
restituire la vista ai non vedenti grazie
tu