Tinklainė, plonas audinio sluoksnis akies dugne, sudaryta iš fotoreceptorių ląstelių, kurios matomą šviesą paverčia elektriniais signalais, kurie yra būtini žmogaus regėjimui. Kai kurios ligos, tokios kaip tinklainės degeneracija, sukelia šių fotoreceptorių ląstelių veikimo sutrikimą, dėl kurio atsiranda aklumas. Jonsei universiteto, Fundamentinių mokslų instituto (Institute for Basic Science, IBS) ir kitų Korėjos Respublikos institutų tyrėjai neseniai sukūrė naują dirbtinę tinklainę, kuri galėtų iš dalies atkurti regėjimą žmonėms su pažeista tinklaine.
Scheminė eksperimento, skirto ex vivo eksperimentui su WT ir rd1 pelių tinklainėmis, iliustracija. Šaltinis: „Nature Electronics“ (2026). DOI: 10.1038/s41928-026-01601-8
Naujasis prietaisas, pristatytas žurnale „Nature Electronics“ paskelbtame straipsnyje, veikia aptikdamas artimojo infraraudonojo spektro šviesą ir paversdamas ją elektriniais signalais, kurie stimuliuoja kito tipo nepažeistas tinklainės ląsteles.
„Daugelis žmonių kenčia nuo aklumo dėl tinklainės ligų, kurios sukelia fotoreceptorių degeneraciją“, – savo straipsnyje rašė Won Gi Chung, Inhea Jeong ir jų kolegos. „Elektrinė tinklainės neuronų stimuliacija gali atkurti su regėjimu susijusius veikimo potencialus, kuriuos sukuria šios ląstelės. Mes aprašome ploną dirbtinę tinklainę, kurią galima priklijuoti prie epiretinalinio paviršiaus ir kuri gali artimojo infraraudonojo spektro (near-infrared light, NIR) šviesą paversti elektriniais dirgikliais, kurie selektyviai stimuliuoja ganglijų ląsteles.“
Kaip veikia dirbtinė tinklainė
Šios tyrėjų komandos sukurta dirbtinė tinklainė turi du pagrindinius komponentus: fototranzistorių matricą ir skystų metalinių mikrostulpelių elektrodų rinkinį. Fototranzistorių matrica yra mažyčių, šviesai jautrių prietaisų tinklelis, galintis aptikti artimojo infraraudonojo spektro šviesą (t. y. šviesą, kuri yra šiek tiek už matomų bangų ilgių ribų) ir paversti ją elektriniais signalais.
NIR jautrios dirbtinės tinklainės schema su NIR perdavimo filtru ir fototranzistorių matricomis. Šaltinis: „Nature Electronics“ (2026). DOI: 10.1038/s41928-026-01601-8
Kita vertus, skysto metalo mikrostulpelių elektrodai yra stulpelio formos struktūros, pagamintos iš minkšto skysto metalo, kuris laidus elektrai. Šios struktūros perduoda fototranzistorių generuojamus elektrinius signalus tiesiai į tinklainės ląsteles, kurios siunčia vaizdinę informaciją į smegenis, vadinamas tinklainės ganglijų ląstelėmis. Daugeliu tinklainės degeneracijos atvejų šios ląstelės yra mažiau paveiktos nei fotoreceptorių ląstelės, todėl jos vis tiek gali perduoti informaciją į smegenis.
„Dirbtinę tinklainę sudaro NIR jautri fototranzistorių matrica ir trimačiai skysto metalo mikrostulpelių elektrodai“, – rašė autoriai. „Skysto metalo elektrodai padidina artumą prie tinklainės ganglijų ląstelių, užtikrindami efektyvią krūvio injekciją ir sumažindami audinių pažeidimus dėl mažo Youngo modulio.“
Tyrėjai išbandė savo dirbtinę tinklainę, pritvirtindami ją prie audinių, išgautų iš tinklainės, ir prie gyvų aklų pelių tinklainių. Jų išvados buvo labai daug žadančios, nes prietaisas, regis, neturėjo jokio akivaizdaus žalingo poveikio audiniams ar pelėms. Be to, aklų pelių elgesys ir smegenų veikla leido manyti, kad prietaisas iš dalies atkūrė jų gebėjimą suvokti šviesą aplinkoje.
„Ex vivo tyrimai rodo jo biologinį suderinamumą, o in vivo tyrimai su sveikomis ir aklomis pelėmis rodo tiek matomos, tiek artimosios infraraudonosios šviesos suvokimą, kaip rodo žievės įrašai ir elgesio testai“, – rašė komanda. „Ateityje tinklainė galėtų būti naudojama artimosios infraraudonosios šviesos regos kanalui sukurti pacientams, sergantiems degeneraciniu fotoreceptorių aklumu, netrukdant jų likusiam natūraliam regėjimui.“
Pradiniai rezultatai ir ateities potencialas
Komandos išvados vis dar yra preliminarios, ir prieš tai, kai jų prietaisas bus išbandytas su žmonėmis arba naudojamas klinikinėje aplinkoje, reikės atlikti tolesnius tyrimus. Jei bus nustatyta, kad jis yra saugus ir veiksmingas žmonėms, naujoji dirbtinė tinklainė gali būti išties novatoriška, nes ji gali atverti naujų galimybių kai kuriems akliesiems.
Žmogaus tinklainė natūraliai remiasi fotoreceptorių ląstelėmis, kurios matomą šviesą paverčia elektriniais signalais. Vizualiniai suvokimai, atsirandantys dirbtinai stimuliuojant ganglijų ląsteles signalais, gautais iš infraraudonųjų spindulių, vis dar nežinomi.
Taigi tyrėjų dirbtinė tinklainė galėtų ne tik atkurti prarastą regėjimą, bet ir išplėsti žmonių jutimo galimybes, atrakindama naują „regėjimo kanalą“, skirtą signalams gauti iš infraraudonųjų spindulių.
Won Gi Chung et al, An implantable epiretinal device for near-infrared light perception, Nature Electronics (2026). DOI: 10.1038/s41928-026-01601-8
Journal information:Nature Electronics
Akių mikrochirurgų įgūdžiams lavinti – pirmasis Lietuvoje modernus simuliatorius
Išeivijos lietuvių fondo dovana LSMU Akių ligų klinikai – pažangus biomikroskopas
VU alumnas prisideda prie globalios problemos – aklumo mažinimo
Vieni akiniai viskam: kaip veikia autofokusiniai akiniai