Handelsblatt

MenüZurück
Wird geladen.

08.01.2003

10:50 Uhr

Elektronische Muskeln gleichen Sehschwäche aus

Chip überträgt Bilder ins Gehirn

VonEDGAR LANGE

Weltweit entwickeln Forscher Techniken, mit denen Sehschwächen ausgeglichen werden können. So sollen elektronische Muskeln dazu beitragen, dass Menschen eines Tages auf eine Brille verzichten können. Sogar erblindete Menschen könnten mit Hilfe von Kamera und im Gehirn implaniertem Chip ihre Umgebung wieder wahrnehmen.

DÜSSELDORF. Wenn es nach Mohsen Shahinpoor von der University of New Mexico geht, könnten Alterssichtige bald auf ihre Lesebrille verzichten. Das von dem Direktor des Artificial Muscle Research Institute entwickelte "Smart Eye Band" justiert die Form des Augapfels nach und fokussiert die Lichtstrahlen, die auf die Sinneszellen der Retina treffen, so dass immer ein scharfes Bild erzeugt wird. Der Fokussierungsprozess könnte so eines Tages mit künstlichen Muskeln vom Auge selbst erledigt werden. Diese werden so ausgelegt sein, dass sie Kurzsichtigkeit, Alterssichtigkeit sowie Zerr- oder Stabsichtigkeit (Astigmatismus) korrigieren können.

Das "Smart Eye Band" mit Nitinol-Drähten besteht aus einer Nickel-Titan-Edelmetall-Legierung sowie ionisierten Polymeren, die ein Formengedächtnis haben. Diese Werkstoffkombination sei biokompatibel, so Shahinpoor, und könne ohne Abstoßungsreaktionen in den menschlichen Körper implantiert werden. Das Material wird dazu zu hauchdünnen, ringförmigen künstlichen Muskeln geformt, die in die Lederhaut um den Augapfel eingepflanzt werden - nach derselben chirurgischen Methode, die auch zur Reparatur abgelöster Netzhaut (Retina) verwandt wird.

Das Metall-Polymer ist von einer Spule hauchdünner, Strom leitender Golddrähte ummantelt, an deren Enden zwei Elektroden sitzen. Ein schwaches magnetisches Feld, das von außen aufgebaut wird, sorgt dafür, dass sich das Polymer-Band rund um den Augapfel zusammenzieht. So kann die Form des Augapfels millimetergenau reguliert werden, um den Brennpunkt wieder auf die Netzhaut zu lenken.

Das Auge wird zur elektromagnetisch gesteuerten Lupe. Der Träger eines solchen bionischen Auges kann künftig per Knopfdruck zwischen zuvor individuell bestimmten Einstellungen wechseln, etwa um mit dem Auto zu fahren, zu lesen oder nachts besser zu sehen. Die Smart-Eye-Band-Technik ist noch im Teststadium. Gemeinsam mit dem amerikanischen Spezialisten Ophthalmotronics Corp. entwickeln die mexikanischen Forscher die Technologie weiter. Sie soll in drei bis fünf Jahren auf den Markt kommen.

Elektronische Sehhilfen sollen künftig aber nicht nur Sehschwächen ausgleichen, sondern blinde Menschen wieder sehen lassen: So könnte ein Chip im Auge die Aufgabe degenerierter optischer Rezeptorzellen übernehmen und künstlich Nervenimpulsmuster für die 100 Millionen visuellen Rezeptoren (Stäbchen und Zäpfchen) generieren.

Das Dobelle-Institut in New York hat solch ein "bionisches Auge" entwickelt. Noch fängt eine Kamerabrille die Bilder ein - und nicht ein Chip. Die Bilder werden von einem Computer in einzelne Pixel zerlegt und über Kabel an ein Feld aus 68 Platinelektroden weiter geleitet, das im Gehirn implantiert ist. Die Elektroden wandeln die Informationen durch elektrische Nervenstimulation in bildhafte Ersatzsignale um. Mit dieser Methode, die inzwischen mit acht Patienten ausprobiert wird, können Blinde fünf Zentimeter große Buchstaben lesen, fernsehen und sogar wieder alleine U-Bahn fahren. "Für die Patienten ist es, als wenn jemand an einem hellen Morgen die Vorhänge zurückzieht", beschreibt der Arzt Sanjay Gupta den Behandlungserfolg. Allerdings müssen die Patienten noch eine mehrere Kilo schwere Elektronik mit sich herumschleppen.

Eine ähnliche Technik hat ein australisches Forscherteam von der Universität New South Wales entwickelt: Ihr "bionisches Auge" kommt allerdings ohne die lästige Verkabelung zum Gehirn aus. Eine Kamerabrille überträgt die Signale per Funkwellen an einen hinter die Netzhaut implantierten Silizium-Chip, der sie dort über winzige Drähte in die retinalen Ganglienzellen einspeist.

Bisher sei eine Auflösung des Kamerabildes von 10x10 Pixeln möglich, so die Wissenschaftler. Das reicht, um beispielsweise eine offene Tür in einem dunklen Zimmer zu erkennen. Die Australier sind zuversichtlich, dass die Sehleistung im Laufe der Zeit verbessert werden kann und so erblindete Menschen ihre Sehfähigkeit wieder erlangen.

Speziell um beschädigte Retinazellen zu stimulieren hat das US-Unternehmen Optobionics einen ASR-Mikrochip (Artificial Silicon Retina) entwickelt. Der haardünne Silizium-Chip enthält 5 000 mikroskopisch kleine Fotodioden, die Licht in elektrochemische Impulse umwandeln, mit denen die restlichen gesunden Retinazellen stimuliert werden. Bislang konnte mit diesem Chip, der unter die Retina implantiert wird, sechs fast blinden Patienten geholfen werden. Auch wenn diese kein 100%iges Sehvermögen zurückerlangten, können sie doch immerhin wieder lesen. Das Unternehmen optimiert zurzeit zusammen mit amerikanischen Forschern die Verträglichkeit des Chipmaterials und hofft, die elektronische Retina in fünf Jahren auf dem Markt zu haben.

Direkt vom Startbildschirm zu Handelsblatt.com

Auf tippen, dann auf „Zum Home-Bildschirm“ hinzufügen.

Auf tippen, dann „Zum Startbildschirm“ hinzufügen.

×