Une prothèse rétinienne alimentée par la lumière

Les implants rétiniens alimentés par la lumière pourraient inverser une certaine perte de vision par une simple intervention chirurgicale.

Yeux lumineux : Cette prothèse rétinienne photovoltaïque est une feuille flexible de pixels de silicium qui convertissent la lumière en signaux électriques pouvant être captés par les neurones de l'œil. Une micrographie électronique à balayage montre l'implant dans un œil de porc.

Le nouvel implant, qui fonctionne comme une combinaison de puces d'imagerie numérique et de matrice photovoltaïque, nécessite un matériel beaucoup moins encombrant que les conceptions précédentes. Les dispositifs n'ont pas encore été testés sur des animaux vivants ou des patients humains, mais les implants suscitent l'enthousiasme des chercheurs car ils ont une plus grande densité de pixels et peuvent restaurer plus de vision que les autres prothèses rétiniennes sur lesquelles on travaille.

Les personnes souffrant de dégénérescence maculaire (la cause la plus fréquente de cécité chez les personnes âgées) et d'autres formes de cécité ont perdu les cellules photosensibles de la rétine, mais ont toujours les cellules nerveuses sous-jacentes qui transmettent les informations visuelles au cerveau. Les implants rétiniens utilisent des électrodes pour stimuler ces nerfs. En règle générale, les prothèses nécessitent des composants électroniques encombrants qui reposent sur l'œil pour fournir de l'énergie, des données d'image ou les deux à une puce à l'intérieur de la rétine. Plus il y a de matériel installé dans le corps, plus le risque pour le patient est grand. Et les complexités de l'électronique ont généralement limité le nombre de pixels de ces systèmes.

Le nouveau design, décrit aujourd'hui dans la revue Photonique de la nature , contourne ces problèmes en utilisant la lumière à la fois comme image et comme source d'alimentation. L'appareil, conçu par des chercheurs de l'Université de Stanford à Palo Alto, en Californie, combine des lunettes de vidéoprojection infrarouge avec une petite puce sans fil implantée à l'intérieur de la rétine.

Une caméra sur les lunettes transmet la vidéo à un processeur d'image, qui renvoie un signal aux écrans de projection infrarouge à l'intérieur des lunettes. D'autres chercheurs ont essayé de développer des implants rétiniens photovoltaïques dans le passé, mais cela n'a pas fonctionné. La lumière que vous obtenez à l'arrière de la rétine à l'équateur par une journée ensoleillée n'est pas suffisante pour alimenter un implant rétinien, dit Jacques Loudin , chercheur à Stanford. Ainsi, le système de Stanford ne repose pas sur la lumière qui pénètre dans l'œil ; il utilise un système de projection pour produire des signaux beaucoup plus intenses. Les chercheurs ont sélectionné la lumière infrarouge car elle n'endommagera ni ne réchauffera aucun des tissus oculaires et ne sera pas captée par les cellules photosensibles restantes et ne confondra pas l'image, explique Loudin.

L'image infrarouge est captée par un réseau compact de pixels photovoltaïques implantés là où se trouvent les cellules photosensibles dans un œil sain. Chaque pixel contient trois diodes sensibles à l'infrarouge tournées vers l'intérieur de l'œil. Les diodes convertissent la lumière en électricité qui est pulsée vers les cellules nerveuses par des électrodes faisant face à l'arrière de l'œil.

Les scientifiques de Stanford ont cartographié l'activité nerveuse résultante chez la souris. Maintenant, ils expérimentent différentes conceptions, y compris un réseau de silicium flexible qui peut se plier à la courbure de l'œil. Le plus dense en pixels à ce jour a 178 pixels par millimètre carré. A titre de comparaison, la première prothèse rétinienne mise sur le marché (en Europe en mars dernier), fabriquée par Seconde vue de Sylmar, en Californie, a 60 pixels au total et nécessite un matériel plus volumineux.

La prochaine étape pour le dispositif de Stanford est quelques années supplémentaires de tests de sécurité avant les essais cliniques.

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