Er gloort hoop aan de horizon voor slechtzienden en blinden, en een paar van hen hebben dat licht al duidelijk gezien. Deze mensen zijn proefpersonen in het onderzoek van dr. William Dobelle, die al sinds 1968 werkt aan kunstmatige ogen. In de laatste paar jaar heeft hij een werkend en draagbaar systeem gebouwd voor mensen die niet meer in aanmerking komen voor netvlies-transplantatie. Dr. Dobelle is van plan het systeem binnen afzienbare tijd op de markt te brengen.
Een draadje in je hersenen
De kern van het Dobelle-oog is een directe lijn naar de ‘visuele cortex’, het deel van de hersenschors dat invoer van de ogen krijgt. Het apparaat van Dobelle bestaat uit een miniatuur-camera, een ultrasone afstandsmeter, een draagbare computer en een implantaat in de hersenen. De computer ‘vertaald’ beelden en afstanden naar elektrische signalen. Deze signalen worden via 68 elektrodes van platina naar de hersenen gestuurd.
Een schets van het Dobelle-oog. Een bril met daarop een miniatuur-camera en een afstandsmeter dient als ‘oog’. De informatie van de bril gaat eerst naar een computer, die het beeld bewerkt tot impulsen waar de hersenen iets mee kunnen. Die impulsen worden via het implantaat in de schedel naar de visuele cortex gestuurd. bron: Dobelle Institute
De drager van een Dobelle-oog ziet niet op de manier waarop u en ik waarnemen. De gewaarwording die het apparaat geeft is van witte flitsen op een zwarte achtergrond. Het blikveld is een gebiedje van 20,32 bij 7,62 centimeter op een armlengte afstand, met recht tunnelvisie dus. Naar schatting is het beeld twintig keer minder dan dat van een gezond oog, maar het is wel beter dan niets. Proefpersonen kunnen de weg vinden in onbekende omgevingen als de metro van New York, letters van 5 centimeter hoog op een afstand van anderhalve meter lezen en zelfs – zij het langzaam en niet op de openbare weg – auto rijden.
Een proefpersoon met het Dobelle-oog rijdt in een auto. Het beeld in de achteruitkijkspiegel is te klein om met het implantaat waar te nemen, dus kijkt de proefpersoon met zijn hoofd uit het raam. bron: Dobelle Institute
Star Trek fans zullen wel een ‘zie je wel!’ laten horen als ze voor het eerst van het Dobelle-oog horen. Niet verwonderlijk, want het idee lijkt wel een directe kopie uit de serie ‘The Next Generation’. In die serie is het hoofd van de Technische Dienst aan boord van de Enterprise een blinde. Met een speciaal implantaat kan hij echter beter zien dan de meesten! Dobelle heeft zijn idee niet van de ‘visor’ van deze Geordi LaForge afgekeken. De schrijvers van de serie riepen juist Dobelle’s hulp in om te brainstormen over zo’n prothese.
Dr. Dobelle werkt al sinds 1968 aan zijn apparaat. Een van de struikelblokken in het onderzoek waren de computer en de sensoren in het apparaat. Toen zijn eerste patiënt in 1978 de elektrodes kreeg ingebouwd, bestond er nog niet zoiets als de laptop. De toen gebruikte computer woog honderden kilo’s en was zo groot als een boekenkast. Nu, zes generaties van het systeem later, volstaat een computer zo groot als een woordenboek.
De plannen voor de toekomst zijn tweeledig: aan de ene kant willen Dobelle en zijn team meer elektroden in de hersenen in gaan brengen, om de kwaliteit van het geproduceerde beeld te verbeteren. Aan de andere kant willen ze de apparatuur verder miniaturiseren. Er is natuurlijk nog een lange weg te gaan tot de ‘visor’, met zijn ingebouwde radar, infraroodscanner en prachtige beelden van de omgeving. Toch is er alle reden voor tevredenheid en hoop voor de toekomst: als men in zo’n dertig jaar van nul tot het bestaande systeem is gekomen, wat zal de toekomst dan niet brengen?
Minder naalden, alstublieft?
Blinden die nog een beetje huiverig zijn om elektrode in hun hersenen te laten plaatsen hebben ook andere opties dan het Dobelle-oog. Op verschillende plaatsen in de wereld worden apparaten ontwikkeld die de werking van het oog ondersteunen in plaats van het compleet te omzeilen. Twee van die projecten zijn het ASR (Artificial Silicon Retina) en ARCC (Artificial Retina Component Chip). Beide projecten willen een stukje kunstmatig netvlies ontwerpen, al verschillen hun oplossingen wel iets.
Zowel ASR als ARCC zijn kleine stukjes silicium-chip die in het netvlies worden ingebouwd. De ASR vangt licht dat op het netvlies valt op en zet dat door middel van de 3500 ingebouwde zonnecelletjes om in elektrische impulsen. De ARCC heeft een energiebron van buitenaf nodig. Met een klein lasertje op een bijgeleverde bril wordt de chip van energie voorzien. Ook de ARCC produceert een elektrisch signaal. Die impulsen gaan daarna via de oogzenuw naar de hersenen. In de hersenen worden de elektrische signalen vertaald naar een beeld van de wereld. Voorlopig produceren zowel de ASR als de ARCC nog erg ruwe beelden. De onderzoekers die aan de twee projecten werken zijn van plan daar verbetering in te brengen: over een paar jaar willen ze de chips zo gevoelig hebben, dat iemand die voorheen blind was met de chips de krant kan lezen.
De zwarte stip rechts van het portret op deze munt is de ASR-chip van Optobionics. bron: Optobionics