Retina-Implantate: aktueller Stand des „Artificial Vision“

Zusammenfassung  Seit der ersten elektrischen Stimulationen der Netzhaut von erblindeten Patienten vor ca. 10 Jahren, wurde weltweit die Erforschung und Entwicklung von retinalen Implantaten rasch vorangetrieben. Es entstanden viele Arbeitsgruppen, die verschiedene Ansätze der retinalen Implantate verfolgen. Beim epiretinalen Ansatz wird das Implantat auf der Netzhaut fixiert, um so die Ganglienzellen elektrisch zu stimulieren. Um einem physiologischen Stimulus so nahe wie möglich zu kommen, wird die digitale Bildinformation bearbeitet und reduziert. Diese wird dann in elektrische Informationen übersetzt und so in das Auge gesendet. Beim subretinalen Ansatz hingegen, werden Mikrophotodioden unter der Netzhaut positioniert. Dort transformieren die Mikrophotodioden das Licht direkt in elektrische Energie und stimulieren so die Netzhaut. Erste Implantationen an blinden Patienten mit Retinopathia pigmentosa sind schon erfolgt. Es konnten mit epiretinalen Implantaten bereits Lichtempfindungen hervorgerufen werden. Nach einem speziellen Training konnte der Patient die Lichtpunkte lokalisieren. Subretinale Implantate wurden ebenfalls beim Menschen eingesetzt, aber die Mikrophotodioden konnten nicht genug Energie generieren, um die Netzhaut zu stimulieren. Aus diesem Grund wurden in Folge Stromverstärker in das Implantat integriert. Ergebnisse nach diesen Implantationen werden noch erwartet. Auch von unserer epiretinalen Arbeitsgruppe um IIP-Technologies wurden erste Patienten schon implantiert, die Implantate wurden in den meisten Fällen gut vertragen und es wurde ein Fortschritt der blinden Patienten dokumentiert. Es ist anzunehmen, dass mit den Implantaten eine orientierende Sehschärfe erlangt werden kann. Das Ausmaß der Sehverbesserung wird auch von der Lernfähigkeit des Gehirns abhängen, das lernen muss, diese neuen Reize in eine sinnvolle Information umzusetzen. Summary  Since the first electrical stimulation of the retina in humans approximately 10 years ago, worldwide intensive research for the development of such retinal implants has been performed. Many research groups formed and developed different approaches. The epiretinal implant is fixed onto the retina and stimulates the ganglial cells electrically. In order to create a stimulus, which is as close as possible to physiological stimuli, the digital image-information is transformed and reduced. This information is then translated in electrical information and sent into the eye. In subretinal implants, however, microphotodiodes are positioned under the retina. These microphotodiodes transform the light into electrical energy and stimulate the retina. First implantations with epiretinal implants have already been performed in blind patients due to retinopathia pigmentosa. Light perception was achieved. After several sessions of an adequate training, the patients were able to localize light spots. Subretinal implants were also implanted in humans but microphotodiodes could not generate enough energy to stimulate the retina. For that reason an amplifier was integrated into the implant. However results after these implantations are not available up to now. Our working group around IIP-Technologies implanted patients with the first wireless epiretinal implants. The implants were tolerated well and point to point discrimination and pattern recognition could be achieved. It can be assumed that retinal implants will provide the patient with enough information to perform more complex tasks like orientation. Further levels of visual perception will also depend on the learning capabilities of the brain, which has to learn to transform these new stimuli into meaningful information.