Ερευνητές ετοιμάζουν ηλιακά panels που θα τοποθετούνται απευθείας στα μάτια μας

Αν μιλάμε για νευροπροσθετικά, είναι εύκολο το πρώτο πράγμα που μας έρχεται στο μυαλό να είναι τα εμφυτεύματα εγκεφάλου, όπως αυτά που αναπτύσσει η Neuralink, ή αυτά που επιδιώκουν να διευκολύνουν την καθημερινή ζωή των ατόμων με νόσο του Πάρκινσον και παρόμοιες παθήσεις. Ωστόσο, οι συσκευές αυτές μπορούν να προχωρήσουν και πέρα από τον εγκέφαλο μας, σε άλλα μέρη του σώματος.

Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας (UNSW) εργάζεται πάνω σε ένα οφθαλμικό εμφύτευμα με στόχο την αποκατάσταση της όρασης σε άτομα με βλάβη στα φωτοϋποδοχικά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς. Το εμφύτευμα θα μπορούσε να βοηθήσει άτομα με ασθένειες όπως η μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια ή η ηλικιακή εκφύλιση της ωχράς κηλίδας. Η συσκευή λειτουργεί όπως περίπου ένα ηλιακό πάνελ και, κατά κάποιο τρόπο, βασίζεται σε αυτά.

Η συσκευή θα λειτουργεί όπως ένα νευροπροσθετικό σύστημα. Οι εν λόγω προσθετικές συσκευές είναι, όπως εξηγούν οι υπεύθυνοι, τεχνουργήματα σχεδιασμένα να αλληλεπιδρούν με το νευρικό σύστημα προκειμένου να επαναφέρουν τη λειτουργία του.

Σε αυτόν τον τομέα, ο οποίος βρίσκεται ακόμη σε εμβρυϊκό στάδιο, ίσως η πιο γνωστή εξέλιξη είναι αυτή των κοχλιακών εμφυτευμάτων. Οι συσκευές αυτές μετατρέπουν τον ήχο σε ηλεκτρικά σήματα με τα οποία διεγείρουν το ακουστικό νεύρο. Η ιδέα πίσω από το οφθαλμικό εμφύτευμα δεν διαφέρει πολύ από εκείνη του ακουστικού εμφυτεύματος. Αν κάποιος μετατρέπει τα ηχητικά κύματα σε ηλεκτρικά ερεθίσματα, η νέα εξέλιξη αφορά τη μετατροπή του φωτός σε ηλεκτρικό ρεύμα.

Επομένως, οι συσκευές αυτές ξεκινούν από τη χρήση ηλεκτροδίων που δημιουργούν μια τάση την οποία στέλνουν στο νεύρο, δημιουργώντας ένα παλμό που μοιάζει με pixel. Όπως εξηγεί ο Udo Roemer, ένας ερευνητής του UNSW που έχει αφιερωθεί στην ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας, οι πρώτες προσπάθειες για την εφαρμογή της στην πράξη είχαν το μειονέκτημα ότι απαιτούνταν καλώδια που θα έπρεπε να μπουν στην οφθαλμική κοιλότητα, κάτι που ήταν πολύ δύσχρηστο.

Η εναλλακτική της λύση περιλαμβάνει αυτούς τους μικρούς ηλιακούς συλλέκτες, οι οποίοι θα προσαρμόζονταν στον βολβό του ματιού, μετατρέποντας το φως που περνά από μέσα τους σε ελαφρούς ηλεκτρικούς παλμούς. Καθώς πρόκειται για ηλιακούς συλλέκτες, δεν θα απαιτούνταν εξωτερική πηγή ενέργειας και επομένως θα αφαιρούνταν τα καλώδια από την εξίσωση.

Ένα άλλο σημαντικό στοιχείο της δουλειάς του Roemer είναι τα υλικά. Οι τρέχουσες υλοποιήσεις βασίζονται γενικά στο πυρίτιο ως ημιαγωγό. Οι εργασίες που διεξάγονται στο UNSW βασίζονται σε άλλα υλικά με παρόμοιες ιδιότητες αλλά ευκολότερα “ρυθμιζόμενα”, όπως το αρσενιούχο γάλλιο ή το φωσφίδιο του ινδίου και του γαλλίου. Μία από τις κύριες τεχνολογικές προκλήσεις που έχει να αντιμετωπίσει η ομάδα είναι η στοίβαξη αυτών των δεκτών. Από μόνες τους, αυτές οι ηλιακές κυψέλες δεν μπορούν να παράγουν αρκετή τάση για να στείλουν τον απαραίτητο ηλεκτρικό παλμό. Η ιδέα της ομάδας για την επίλυση αυτού του προβλήματος είναι η “στοίβαξη” δεκτών. Αυτό είναι ένα από τα πλεονεκτήματα του αρσενικούχου γαλλίου έναντι του συμβατικού πυριτίου.

Ο Roemer εξηγεί ότι το project βρίσκεται σε στάδιο proof of concept. Μέχρι στιγμής η ομάδα έχει καταφέρει να δημιουργήσει πάνελ με δύο στοιβαγμένα στρώματα, αλλά για να προχωρήσει η ανάπτυξη θα χρειαστεί τουλάχιστον ένα τρίτο στρώμα. Θα πρέπει επίσης να περάσουν από μια φάση σμίκρυνσης. Προς το παρόν τα πάνελ αυτά έχουν μέγεθος περίπου 1 cm². Ο στόχος είναι να δημιουργηθούν πλάκες περίπου 2 mm² αποτελούμενες από μεμονωμένα κύτταρα που λειτουργούν ως pixels μεγέθους περίπου 50 μικρομέτρων.

[via]