การมองเห็นเทียมสำหรับต้อหินระยะสุดท้าย: อวัยวะเทียมที่จอประสาทตาเทียบกับอวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์สมอง

ต้อหินระยะรุนแรงทำลายเส้นประสาทตาและเซลล์ปมประสาทจอประสาทตา (RGCs) ทำให้ผู้ป่วยตาบอด การมองเห็นเทียม (อวัยวะเทียมทางสายตา) มีเป้าหมายเพื่อเลี่ยงความเสียหายดังกล่าว อวัยวะเทียมที่มีอยู่ส่วนใหญ่มีเป้าหมายที่จอประสาทตาหรือเส้นประสาทตา แต่ในผู้ป่วยต้อหินระยะสุดท้าย เส้นทางเหล่านี้ถูกทำลายไปแล้ว แทนที่จะเป็นเช่นนั้น นักวิจัยกำลังสำรวจการฝังอุปกรณ์ที่กระตุ้นเยื่อหุ้มสมองส่วนการมองเห็น (สมอง) โดยตรง บทความนี้เปรียบเทียบอวัยวะเทียม เรตินาชั้นใน (ที่ตา) กับอวัยวะเทียม คอร์เท็กซ์ (ที่สมอง) สำหรับผู้ป่วยต้อหินที่ตาบอด

ในภาวะต่างๆ เช่น จอประสาทตาเสื่อมจากกรรมพันธุ์ (retinitis pigmentosa) หรือจอประสาทตาเสื่อม (macular degeneration) เซลล์รับแสงจะตายไป แต่ RGCs และเส้นประสาทตายังคงไม่เสียหาย (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) การฝังอวัยวะเทียมที่จอประสาทตาสามารถใช้ได้ในกรณีเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น Argus II (อุปกรณ์ฝังที่ผิวนอกจอประสาทตา) ได้รับการอนุมัติจาก FDA สำหรับ retinitis pigmentosa ในปี 2013 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) อุปกรณ์เหล่านี้สามารถฟื้นฟูการรับรู้แสงและการตรวจจับการเคลื่อนไหวขั้นพื้นฐานได้ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) อย่างไรก็ตาม ต้อหินแตกต่างออกไป: RGCs และเส้นประสาทตาถูกทำลาย ดังนั้นสัญญาณจากอุปกรณ์ฝังที่จอประสาทตาจึงไม่มีที่ไป (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ในการทดลองใหม่ๆ เช่น การทดลองระยะแรกของ ORION เป้าหมายคือการ “เลี่ยงกายวิภาคของดวงตาที่เป็นโรค” โดยสิ้นเชิง โดยการส่งสัญญาณไฟฟ้าตรงไปยังเยื่อหุ้มสมองส่วนการมองเห็นของสมอง (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

กล่าวโดยสรุป อวัยวะเทียมที่จอประสาทตา ต้องการเซลล์ประสาทจอประสาทตาที่ยังคงเหลืออยู่และเส้นประสาทตาที่สมบูรณ์ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) อุปกรณ์เหล่านี้ออกแบบมาสำหรับโรคจอประสาทตาชั้น นอก (การสูญเสียเซลล์รับแสง) ที่ RGCs ยังคงอยู่ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ในทางกลับกัน อวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์ มีเป้าหมายที่ผู้ป่วยที่มีภาวะจอประสาทตาชั้นในเสื่อมรุนแรงหรือเส้นประสาทตาเสียหาย (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) สำหรับต้อหินระยะรุนแรง (ไม่มี RGCs) การฝังอวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์เป็นทางเลือกเดียวที่เป็นไปได้สำหรับอวัยวะเทียม (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

อวัยวะเทียมที่จอประสาทตาชั้นใน

อวัยวะเทียมที่จอประสาทตาชั้นใน (มักเรียกว่า “ดวงตาชีวภาพ”) ใช้กล้องภายนอก (มักติดอยู่กับแว่นตา) เพื่อจับภาพและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า สัญญาณเหล่านี้จะถูกส่งผ่านชุดไมโครอิเล็กโทรดที่วางอยู่บนหรือใต้จอประสาทตา (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) อวัยวะเทียมที่ผิวนอกจอประสาทตา (เช่น Argus II) จะวางอยู่บนพื้นผิวจอประสาทตาติดกับ RGCs ในขณะที่ อวัยวะเทียมใต้จอประสาทตา จะอยู่ใต้จอประสาทตาในหมู่เซลล์รับแสง นอกจากนี้ยังมีดีไซน์แบบ suprachoroidal (อิเล็กโทรดอยู่ระหว่างจอประสาทตาและเนื้อเยื่อตาขาว) ในทุกกรณี เป้าหมายคือการกระตุ้นเซลล์ประสาทจอประสาทตาที่เหลืออยู่ด้วยไฟฟ้า

ข้อกำหนดและผู้สมัคร

ผู้สมัครสำหรับอวัยวะเทียมที่จอประสาทตาต้องสูญเสียการมองเห็นจากเซลล์รับแสง แต่ยังคงมีจอประสาทตาชั้นใน (เซลล์ปมประสาทและเซลล์ไบโพลาร์) ที่สมบูรณ์ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ผู้สมัครทั่วไปคือผู้ป่วย retinitis pigmentosa ระยะสุดท้ายหรือจอประสาทตาเสื่อมแบบ geographic atrophy (macular degeneration ขั้นรุนแรง) ไม่ใช่ผู้ป่วยต้อหิน ผู้ป่วยต้อหินไม่มี RGCs ที่ใช้งานได้ ดังนั้นอวัยวะเทียมที่จอประสาทตาโดยทั่วไปจึง ไม่สามารถ ใช้ได้กับพวกเขา (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

ขั้นตอนการผ่าตัดและความเสี่ยง

การฝังอุปกรณ์ที่จอประสาทตาต้องใช้ศัลยแพทย์จอประสาทตาและน้ำวุ้นตา ต้องมีขั้นตอนต่างๆ เช่น การผ่าตัดน้ำวุ้นตา (pars plana vitrectomy) (การนำเจลน้ำวุ้นตาออก) และการติดชุดอิเล็กโทรด (www.sciencedirect.com) เมื่อเทียบกับการผ่าตัดสมอง การผ่าตัดจอประสาทตามีความซับซ้อนน้อยกว่า อวัยวะเทียมที่ผิวนอกจอประสาทตามี “ความซับซ้อนน้อยกว่าและ [มีความเสี่ยง] ต่ำกว่าระหว่างการฝัง” เมื่อเทียบกับอุปกรณ์คอร์เท็กซ์ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) อย่างไรก็ตาม ภาวะแทรกซ้อนร้ายแรงเกี่ยวกับดวงตาอาจเกิดขึ้นได้ ตัวอย่างเช่น ในการทดลอง Argus II กับผู้ป่วย 30 ราย ครึ่งหนึ่งของผู้เข้าร่วมประสบเหตุการณ์ไม่พึงประสงค์ที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์หรือการผ่าตัดภายใน 5 ปี (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ปัญหาที่พบบ่อยที่สุดคือการกร่อนของเยื่อบุตา (ตาแดง) และภาวะความดันลูกตาต่ำกว่าปกติ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) โดยรวมแล้ว ประมาณ 40% ของผู้ป่วยมีเหตุการณ์ไม่พึงประสงค์ร้ายแรง (ครึ่งหนึ่งสามารถแก้ไขได้) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) การทบทวนอย่างเป็นระบบยืนยันว่า อวัยวะเทียมที่ผิวนอกจอประสาทตา มักมีภาวะแทรกซ้อนมากกว่าดีไซน์แบบ sub- หรือ suprachoroidal (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

ความละเอียดเชิงพื้นที่และประสิทธิภาพการมองเห็น

อวัยวะเทียมที่จอประสาทตาในปัจจุบันให้การมองเห็นที่มีความละเอียดต่ำมาก ตัวอย่างเช่น แถวอิเล็กโทรด 6×10 (60 อิเล็กโทรด) ของ Argus II เทียบเท่ากับกล้องที่มีความละเอียด 6×10 พิกเซล ในทางปฏิบัติ ผู้ป่วยส่วนใหญ่สามารถรับรู้ได้เพียงรูปแบบพื้นฐานของแสงและความมืดเท่านั้น การศึกษาพบว่าผู้ใช้อวัยวะเทียมที่ผิวนอกจอประสาทตาสามารถระบุตำแหน่งของรูปร่างที่มีความคมชัดสูงและตรวจจับการเคลื่อนไหวได้ดีขึ้นเมื่อเปิดใช้งานอุปกรณ์ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ในการทบทวนอย่างเป็นระบบหนึ่งชิ้น ประสิทธิภาพในการทำงาน “การระบุตำแหน่งสี่เหลี่ยม” ที่มีความคมชัดสูงดีขึ้นถึง 89% เมื่อเปิดใช้งานอุปกรณ์ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการมองเห็นด้วยอุปกรณ์เหล่านี้ยังคงแย่มาก – แม้แต่กรณีที่ดีที่สุดที่บันทึกไว้ก็ยังอยู่ในช่วง 20/460 ถึง 20/550 ในการวัดแบบ Snellen (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (ต่ำกว่าเกณฑ์ 20/200 สำหรับการตาบอดทางกฎหมายมาก)

อวัยวะเทียมใต้จอประสาทตา (เช่น ระบบ Alpha IMS/AMS) มีความหนาแน่นสูงขึ้นเล็กน้อย (หลายร้อยพิกเซลของโฟโตไดโอด แทนที่จะเป็นหลายสิบอิเล็กโทรด) บทสรุปเมื่อเร็วๆ นี้รายงานว่าสามารถมองเห็นเส้นลายตารางได้ถึง 3.33 รอบต่อองศา (เทียบเท่ากับการมองเห็นประมาณ 20/460) และมีความสามารถบางอย่างในการรับรู้การเคลื่อนไหวแบบง่ายและตัวอักษรขนาดใหญ่ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้ยังคงเป็นการมองเห็นในระดับพื้นฐานเท่านั้น

การฝึกอบรมและการปรับตัว

ผู้ใช้อวัยวะเทียมที่จอประสาทตาต้องการการฝึกอบรมและฟื้นฟูอย่างกว้างขวางเพื่อตีความสัญญาณการมองเห็นที่ผิดปกติ ผู้ป่วยในการทดลองทางคลินิกมักจะได้รับการฝึกอบรมหลายเดือนกับนักบำบัดการมองเห็น ตัวอย่างเช่น ผู้เข้าร่วมการทดลอง Argus II ได้รับการ “คัดเลือกอย่างละเอียด” และได้รับการ ฝึกอบรมอย่างเข้มข้น เกี่ยวกับการใช้อุปกรณ์ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) พวกเขาเรียนรู้งานต่างๆ เช่น การระบุตำแหน่งสี่เหลี่ยมสว่าง การตรวจจับการเคลื่อนไหว และการจดจำรูปร่างพื้นฐาน อย่างไรก็ตาม สภาพแวดล้อมในห้องปฏิบัติการที่เอื้อต่อการเรียนรู้นี้อาจไม่สะท้อนถึงการใช้งานจริงทั้งหมด การศึกษาหนึ่งพบว่าผู้ใช้เชิงพาณิชย์มักจะพึ่งพาอุปกรณ์ฝังน้อยลงในแต่ละวัน เนื่องจากปัญหาด้านความสะดวกในการใช้งาน (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

ผลลัพธ์การทำงานและคุณภาพชีวิต

แม้จะใช้เทคโนโลยีมูลค่าหลายพันดอลลาร์ การมองเห็นที่ฟื้นฟูได้นั้น จำกัดอย่างมาก เป้าหมายที่เป็นไปได้สำหรับอวัยวะเทียมที่จอประสาทตาคือ การนำทางและการปรับทิศทาง และ การระบุตำแหน่งวัตถุ อย่างหยาบๆ มากกว่าการอ่านหรือการจดจำใบหน้า ในการทดลอง Argus II ผู้ป่วยมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในงานการปรับทิศทางและการเคลื่อนที่เมื่อเปิดใช้งานอุปกรณ์ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) หลายคนสามารถตรวจจับประตูหรือหน้าต่าง ติดตามเส้นสว่างบนพื้น และระบุตำแหน่งวัตถุขนาดใหญ่ได้ ในชีวิตประจำวัน ผู้ใช้รายงานว่ามีการปรับปรุงในด้านการเคลื่อนที่และความเป็นอิสระ การทบทวนอย่างเป็นระบบพบว่าผู้ที่ได้รับการฝังอวัยวะเทียมที่จอประสาทตารายงานว่ามีการปรับทิศทางและการเคลื่อนที่ที่ดีขึ้น ช่วยให้พวกเขาทำภารกิจในชีวิตประจำวันได้ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) อย่างไรก็ตาม การมองเห็นยังห่างไกลจากปกติมาก: ผู้เขียนการศึกษากล่าวเตือนว่าแม้จะมีอุปกรณ์ ความสามารถในการมองเห็นก็ยังคงต่ำกว่า 20/200 (ตาบอดตามกฎหมาย) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

อวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์

อวัยวะเทียมที่เยื่อหุ้มสมองส่วนการมองเห็นมีแนวทางที่แตกต่างกันมาก: พวกมันจะเลี่ยงดวงตาและกระตุ้น สมอง โดยตรง อิเล็กโทรดถูกวางอยู่บนหรือในเยื่อหุ้มสมองส่วนการมองเห็น (บริเวณสมองส่วนหลังของศีรษะที่ประมวลผลการมองเห็น) กล้องภายนอกและตัวประมวลผลจะแปลงภาพเป็นรูปแบบการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าที่ส่งแบบไร้สายไปยังอิเล็กโทรดที่คอร์เท็กซ์เหล่านี้ เนื่องจากสัญญาณข้ามจอประสาทตาและเส้นประสาทตา วิธีนี้จึงยังคงใช้งานได้แม้โครงสร้างเหล่านั้นจะถูกทำลายไปแล้ว

หลักการทำงาน

ตัวอย่างเช่น ระบบ ORION ของ Second Sight ใช้ตารางอิเล็กโทรดที่วางอยู่บนเยื่อหุ้มสมองส่วนท้ายทอย (สร้าง phosphenes—จุดแสง—ในลานสายตาของผู้ป่วย) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ดีไซน์อื่น (Illinois ICVP) ใช้ชุดอิเล็กโทรดแบบสอดเข้าในคอร์เท็กซ์ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ในการทดลองหนึ่ง มีการฝังชุดอิเล็กโทรด Utah 96 ตัวในเยื่อหุ้มสมองส่วนการมองเห็นของอาสาสมัครตาบอด การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าในบริเวณนั้นทำให้เกิดจุดแสงสีน้ำเงิน-ขาวกะพริบง่ายๆ ที่เคลื่อนไหวตามลานสายตา ที่น่าประทับใจคือ ผู้ป่วยสามารถแยกแยะขอบเขตของวัตถุและแม้กระทั่งระบุตัวอักษรต่างๆ จากโครงร่างของพวกมันได้ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ผลลัพธ์เบื้องต้นเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการฝังอวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์สามารถสร้างการมองเห็นที่มีรูปแบบในสมองของมนุษย์ได้จริง

เกณฑ์ผู้สมัคร

อวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์มีวัตถุประสงค์สำหรับผู้ที่มี อาการตาบอดสนิทที่รักษาไม่ได้ และไม่มีการมองเห็นที่เป็นประโยชน์ ในทางปฏิบัติ โปรโตคอลการทดลองกำหนดให้ ไม่รับรู้แสง ในดวงตาทั้งสองข้าง (www.ninds.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ตัวอย่างเช่น การทดลองทางคลินิกของ Orion ยอมรับผู้ป่วยที่ตาบอดทั้งสองข้าง (รับรู้แสงได้เพียงเล็กน้อยหรือแย่กว่านั้น) เนื่องจากการเสียหายที่ใดก็ได้ตามเส้นทางภาพ (โรคจอประสาทตา การบาดเจ็บของเส้นประสาทตา ต้อหิน เป็นต้น) (www.ninds.nih.gov) การมองเห็นที่ยังเหลืออยู่จะทำให้บุคคลนั้นไม่มีสิทธิ์เข้าร่วม เนื่องจากการผ่าตัดสมองแบบรุกล้ำอาจมีความเสี่ยงต่อการมองเห็นที่เหลืออยู่นั้น (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) อันที่จริง การศึกษาเน้นว่าผู้ที่มีคุณสมบัติสำหรับการฝังอวัยวะเทียมที่จอประสาทตา (ผู้ที่มีจอประสาทตาชั้นในไม่เสียหาย) โดยทั่วไปแล้วไม่เหมาะสำหรับการฝังอวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ดังนั้น อุปกรณ์คอร์เท็กซ์จึงเป็นทางเลือกสุดท้ายสำหรับการฟื้นฟูการมองเห็นในบุคคลที่ตาบอดสนิท

ความเสี่ยงจากการผ่าตัด

อวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์ต้องมีการผ่าตัดทางระบบประสาท (craniotomy) เพื่อฝังอิเล็กโทรดบนสมอง สิ่งนี้เห็นได้ชัดว่าเป็นการผ่าตัดที่รุกล้ำมากกว่าการผ่าตัดตา ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น ได้แก่ โรคหลอดเลือดสมอง การติดเชื้อ หรือความเสียหายทางระบบประสาท ในทางปฏิบัติ การทดลองความเป็นไปได้ขนาดเล็กได้แสดงให้เห็นถึงความปลอดภัยในการผ่าตัดจนถึงตอนนี้ แต่ขนาดกลุ่มตัวอย่างมีน้อยมาก ตัวอย่างเช่น การทดลอง ORION เริ่มต้นได้ฝังชุดอิเล็กโทรด 60 ตัวในผู้ป่วยตาบอดหกรายโดยไม่มีเหตุการณ์ไม่พึงประสงค์ร้ายแรงที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ฝัง (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (ทั้งหกรายรายงานว่าเห็น phosphenes เมื่อเปิดใช้งานอุปกรณ์) อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญเตือนว่าการผ่าตัดสมองต้องดำเนินการด้วยความระมัดระวังอย่างยิ่ง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงพิจารณาเฉพาะผู้สมัครที่ตาบอดสนิทเท่านั้น (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

ความละเอียดเชิงพื้นที่และประสิทธิภาพการมองเห็น

ความละเอียดเชิงพื้นที่สำหรับอวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์ก็ยังต่ำมากในปัจจุบัน อุปกรณ์ที่มีอยู่มีอิเล็กโทรดไม่เกินสองสามสิบตัว ตัวอย่างเช่น ORION ใช้อิเล็กโทรด 60 ตัวบนคอร์เท็กซ์ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) แม้จะมีอิเล็กโทรดหลายสิบตัว “ภาพ” ที่ผู้ป่วยรับรู้ก็ยังคงหยาบมาก ในการทดลองที่กล่าวมาข้างต้นซึ่งมีอิเล็กโทรด 96 ตัว ผู้ป่วยสามารถรับรู้ได้เพียงรูปแบบที่เรียบง่ายมาก (เส้น, ตัวอักษรพื้นฐาน) การบรรลุรายละเอียดที่ละเอียดยิ่งขึ้นจะต้องใช้อิเล็กโทรดหลายร้อยหรือหลายพันตัวที่กระจายอยู่ทั่วหลายส่วนของคอร์เท็กซ์ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ยังไม่มีสำหรับมนุษย์ในขณะนี้

การฝึกอบรมมีความเข้มข้นไม่แพ้กัน เช่นเดียวกับระบบจอประสาทตา ผู้ป่วยคอร์เท็กซ์ต้องเรียนรู้การตีความข้อมูลการมองเห็นที่ผิดปกติ รายงานเบื้องต้นชี้ให้เห็นว่าผู้ป่วยสามารถเรียนรู้ที่จะจดจำรูปร่างและตัวอักษรขนาดใหญ่ได้เมื่อเวลาผ่านไป แต่สิ่งนี้ต้องใช้การฟื้นฟูที่ยาวนาน ยังไม่มีข้อมูลที่ตีพิมพ์เกี่ยวกับรูปแบบการฝึกอบรมอย่างเป็นทางการสำหรับอวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์ แต่เมื่อเทียบกับการทดลองจอประสาทตา เราคาดว่าจำเป็นต้องมีการฝึกอบรมเฉพาะทางหลายปีเพื่อเข้าถึงประโยชน์ในทางปฏิบัติ

ผลลัพธ์เชิงฟังก์ชัน

ยังไม่มีอวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์ใดที่ให้ระดับการมองเห็นใกล้เคียงปกติ จนถึงขณะนี้ เป้าหมายยังคงจำกัดอยู่ที่: การนำทางและการระบุตำแหน่งวัตถุ การทดลองมุ่งเน้นไปที่งานต่างๆ เช่น การระบุวัตถุขนาดใหญ่ที่สว่าง การตรวจจับการเคลื่อนไหว และการหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง ดังที่การทบทวนหนึ่งระบุไว้ อวัยวะเทียมทางสายตาอาจช่วยได้ดีที่สุดในการปรับทิศทางและการนำทาง ซึ่งเป็นงานที่เทคโนโลยีสำหรับผู้พิการทางสายตาในปัจจุบัน (เช่น แอปพลิเคชันสมาร์ทโฟน) ยังคงทำได้ไม่ดีพอ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ในการตั้งค่าการทดลอง สัตว์ตาบอดที่มีอวัยวะเทียมกระตุ้นสมองสามารถนำทางในเขาวงกตได้สำเร็จโดยใช้สัญญาณเทียม ในการทดลองในมนุษย์ ผู้ป่วยคนเดียวที่ระบุตัวอักษรผ่าน ORION สามารถจดจำได้เพียงตัวอักษรขนาดใหญ่และแยกเดี่ยวเท่านั้น (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

โดยสรุป การศึกษาเบื้องต้นเกี่ยวกับการฝังอวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์แสดงให้เห็นว่าผู้ป่วยสามารถรับรู้รูปแบบแสงที่เรียบง่ายและใช้เพื่อเดารูปร่างหรือตัวอักษรได้ สิ่งนี้บ่งชี้ถึงประโยชน์ที่เป็นไปได้สำหรับงานต่างๆ เช่น การระบุตำแหน่งประตูหรือการหาขอบ อย่างไรก็ตาม การจดจำวัตถุที่ละเอียดอ่อน (เช่น ใบหน้าหรือข้อความ) ยังคงเกินขีดความสามารถในปัจจุบัน การวัดคุณภาพชีวิตสำหรับการฝังอวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์ยังไม่มีการรายงาน การทดลองที่กำลังดำเนินอยู่มีแผนที่จะรวมผลลัพธ์ที่รายงานโดยผู้ป่วยและการทดสอบการทำงาน (www.ninds.nih.gov) เพื่อดูว่าจะมีการปรับปรุงชีวิตประจำวันหรือไม่

สรุปเชิงเปรียบเทียบ

• ความซับซ้อนของการผ่าตัด: อวัยวะเทียมที่จอประสาทตาเกี่ยวข้องกับการผ่าตัดตา (การผ่าตัดน้ำวุ้นตาและการวางอิเล็กโทรดที่จอประสาทตา) อวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์ต้องมีการผ่าตัดสมอง (การเปิดกะโหลกและการฝังชุดอิเล็กโทรดที่คอร์เท็กซ์) การผ่าตัดผิวนอกจอประสาทตาเป็นเรื่องปกติสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านจอประสาทตา ในขณะที่การฝังอวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์มีความเสี่ยงทางระบบประสาทสูงกว่าโดยเนื้อแท้ การทบทวนล่าสุดระบุว่าแม้การมองเห็นที่ยังเหลืออยู่เล็กน้อยก็จะหายไปหากมีการผ่าตัดสมอง (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ซึ่งเน้นย้ำถึงความเสี่ยงของการผ่าตัดคอร์เท็กซ์

• ความละเอียดเชิงพื้นที่: ทั้งสองวิธีในปัจจุบันให้การมองเห็นที่มีความละเอียดต่ำมาก อุปกรณ์ที่จอประสาทตาใช้ประมาณ 60–150 อิเล็กโทรดหรือพิกเซล ซึ่งให้เพียงรูปแบบแสงที่หยาบ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ชุดอิเล็กโทรดที่คอร์เท็กซ์ก็มีจำนวนตั้งแต่หลักสิบถึงหลักร้อยต้นๆ ทั้งสองวิธีไม่สามารถสร้างรูปร่างที่ละเอียดได้ ความสามารถในการมองเห็นที่รายงานในอุปกรณ์จอประสาทตาไม่ค่อยเกิน ~20/500 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ความสามารถในการมองเห็นของคอร์เท็กซ์ยิ่งกำหนดได้ยาก แต่คาดว่าจะต่ำใกล้เคียงกันเนื่องจากจำนวนอิเล็กโทรดที่น้อย

• การฝึกอบรม/การปรับตัว: ผู้ป่วยที่ได้รับการฝังอุปกรณ์ทุกคนต้องการการฟื้นฟูอย่างกว้างขวาง ผู้เข้าร่วมการทดลองทางคลินิกได้รับการฝึกอบรมอย่างเข้มข้นและมีผู้แนะนำเพื่อเรียนรู้ว่า phosphenes สอดคล้องกับสภาพแวดล้อมของพวกเขาอย่างไร (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) สิ่งนี้เป็นจริงสำหรับทั้งอวัยวะเทียมที่จอประสาทตาและคอร์เท็กซ์ ในทางปฏิบัติ ผู้ใช้หลายคนพบว่าการฝึกอบรมอย่างต่อเนื่องเป็นภาระ ซึ่งอาจจำกัดความถี่ในการใช้งานอุปกรณ์จริง (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

• คุณภาพชีวิต: อวัยวะเทียมที่จอประสาทตาได้แสดงให้เห็นถึงประโยชน์เล็กน้อยต่อคุณภาพชีวิต ผู้ใช้มักรายงานว่ามีการปรับทิศทางที่ดีขึ้น การนำทางในพื้นที่ที่คุ้นเคยง่ายขึ้น และช่วยในงานประจำวันที่ต้องอาศัยการตรวจจับแสงกับความมืดหรือรูปร่างขนาดใหญ่ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ยังไม่มีอวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์ใดที่พิสูจน์ได้ว่ามีการปรับปรุงคุณภาพชีวิตที่ชัดเจน แต่ผู้วิจัยกำลังรวมการวัดคุณภาพชีวิตและการทำงานประจำวันเข้ากับการทดลองที่กำลังดำเนินอยู่ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.ninds.nih.gov)

• ผลลัพธ์ที่เป็นจริง: ทั้งสองวิธีจะไม่ฟื้นฟูการมองเห็นให้เป็นปกติ ผู้ป่วยควรคาดหวังเพียงความรู้สึกคล้ายการมองเห็นขั้นพื้นฐานเท่านั้น เป้าหมายที่ใช้งานได้จริง ได้แก่ การตรวจจับประตูหรือหน้าต่าง การแยกแยะห้องที่มีแสงจากห้องมืด การระบุตำแหน่งสิ่งกีดขวางขนาดใหญ่ หรือการจดจำตัวอักษรหรือรูปร่างขนาดใหญ่มาก การนำทาง (เดินในห้องโดยไม่ชนวัตถุ) เป็นกรณีการใช้งานที่เป็นไปได้ในระยะใกล้ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) การอ่านหรือการจดจำใบหน้ายังคงเกินขีดความสามารถในปัจจุบัน

• การคัดเลือกผู้สมัคร: ในทางปฏิบัติ ผู้ป่วยที่ยังคงมีศักยภาพเป็นผู้สมัครอวัยวะเทียมที่จอประสาทตา (มีจอประสาทตาชั้นในบางส่วนที่สมบูรณ์) จะไม่ถูกส่งไปเข้าร่วมการทดลองคอร์เท็กซ์ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ในทางกลับกัน การทดลองคอร์เท็กซ์ต้องการผู้ป่วยที่ตาบอดสนิท (ไม่มีการมองเห็นที่เหลืออยู่) ไม่ว่าจะเกิดจากสาเหตุใด (รวมถึงต้อหิน) (www.ninds.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) สำหรับตอนนี้ ผู้สมัครอวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์โดยทั่วไปคือผู้ที่ไม่ได้รับประโยชน์จากอุปกรณ์ที่จอประสาทตาเลย (เช่น ชั้น RGC ถูกทำลายหรือเส้นประสาทตาถูกตัดขาด)

ไทม์ไลน์และสถานะการกำกับดูแล

การพัฒนาอวัยวะเทียมที่จอประสาทตาเริ่มต้นเมื่อ 20 กว่าปีที่แล้ว Argus II (Second Sight) เป็นหมุดหมายสำคัญ: ได้รับการอนุมัติจาก FDA ในปี 2013 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (หลังจากได้รับเครื่องหมาย CE ในยุโรปก่อนหน้านั้น) Argus II ยังคงเป็นระบบเดียวที่ได้รับการอนุมัติเชิงพาณิชย์ทั่วโลกจนกระทั่งบริษัทหยุดการผลิตในปี 2019 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ในเวลาใกล้เคียงกัน อุปกรณ์ใต้จอประสาทตาบางชนิดได้รับการอนุมัติ CE ในยุโรป – ตัวอย่างเช่น ระบบ Alpha IMS (2013) และ AMS (2016) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) – แต่ยังไม่มีระบบใดได้รับการอนุมัติจาก FDA อุปกรณ์ที่จอประสาทตาหลายชนิดถูกยกเลิกการผลิตหรืออยู่ในช่วงเปลี่ยนผ่าน โดยมีเพียงไม่กี่ชนิด (เช่น PRIMA ของ Pixium และอุปกรณ์ฝัง suprachoroidal ของ Bionic Vision) ที่อยู่ระหว่างการทดลองในปัจจุบัน (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

อวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์อยู่ในขั้นตอนการพัฒนาที่เร็วกว่ามาก การฝังอวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์ในมนุษย์ครั้งแรก (Brindley-Dobelle ในปี 1970) เป็นเพียงการทดลองเท่านั้น ปัจจุบัน Second Sight (ปัจจุบันเรียกว่า Cortigent/Vivani) ได้ริเริ่มความพยายามใหม่: ระบบ ORION ของพวกเขาเริ่มการทดลองความเป็นไปได้เบื้องต้นในปี 2017 (www.cortigent.com) และ ณ ปี 2022 พวกเขาได้รวมกิจการเข้ากับ Vivani Medical เพื่อพัฒนา ORION II (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ยังไม่มีอุปกรณ์คอร์เท็กซ์ใดที่ได้รับการอนุมัติจากหน่วยงานกำกับดูแล การศึกษาปัจจุบัน (เช่น การศึกษาของ Orion และ Illinois ICVP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)) ถูกจัดประเภทเป็นการทดลองความเป็นไปได้เบื้องต้น (เช่น NCT03344848) โดยมีเป้าหมายเพื่อประเมินความปลอดภัยและฟังก์ชันพื้นฐาน

เหตุการณ์สำคัญจนถึงปัจจุบัน: การทดลอง Argus II (จอประสาทตา) ปี 2007–2009, ได้รับการอนุมัติจาก FDA ปี 2013, หยุดการผลิตปี 2019 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) Alpha IMS ใต้จอประสาทตา ได้รับ CE ปี 2013, AMS ที่อัปเกรดแล้ว ได้รับ CE ปี 2016 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) การทดลองระยะแรกของ Orion (คอร์เท็กซ์) เริ่มต้นประมาณปี 2017 โดยมีการศึกษาติดตามผลอย่างต่อเนื่อง (ยังไม่มีการอนุมัติ) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ที่กำลังจะมาถึง: การทดลอง Phase I ของระบบคอร์เท็กซ์อื่นๆ (CORTIVIS ในสเปน, ICVP ในสหรัฐอเมริกา) กำลังเปิดรับสมัคร (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.ninds.nih.gov) ในทศวรรษหน้า ผู้พัฒนาหวังที่จะเพิ่มจำนวนอิเล็กโทรดและการเชื่อมต่อกับสมองเพื่อปรับปรุงผลลัพธ์ แต่สำหรับตอนนี้ทั้งอวัยวะเทียมที่จอประสาทตาและคอร์เท็กซ์ยังคงเป็นการทดลองอย่างสูง

สรุป

สำหรับผู้ป่วยต้อหินส่วนใหญ่ที่มีภาวะเส้นประสาทตาเสียหายระยะสุดท้าย อวัยวะเทียมที่จอประสาทตาไม่ใช่ทางเลือก เนื่องจากเส้นทางประสาทถูกตัดขาด ดังนั้น อวัยวะเทียมที่เยื่อหุ้มสมองส่วนการมองเห็นจึงเป็นกลยุทธ์เดียวที่เป็นไปได้สำหรับการมองเห็นเทียม การศึกษาเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์คอร์เท็กซ์สามารถสร้างรูปแบบแสงที่เรียบง่ายได้แม้ในขณะที่ตาบอดสนิท (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) อย่างไรก็ตาม ทั้งวิธีที่จอประสาทตาและคอร์เท็กซ์ในปัจจุบันให้การมองเห็นในระดับพื้นฐานเท่านั้น อวัยวะเทียมที่จอประสาทตามีประวัติทางคลินิกมากกว่าเล็กน้อย (ได้รับการอนุมัติจาก FDA/CE ในโรคอื่นบางชนิด) และมีการปรับปรุงที่แสดงให้เห็นได้ แม้จะจำกัด ในด้านการเคลื่อนที่และการปรับทิศทาง (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) อวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์อยู่ในขั้นตอนการศึกษาความเป็นไปได้: พวกมันหลีกเลี่ยงเส้นประสาทตาได้ แต่ต้องเอาชนะความท้าทายของการผ่าตัดสมอง การทำแผนที่สัญญาณ และการฝึกอบรมผู้ป่วย เป้าหมายที่เป็นไปได้สำหรับทั้งสองวิธีคือการนำทางขั้นพื้นฐานและการระบุตำแหน่งวัตถุ ไม่ใช่การมองเห็นรายละเอียดสูง กรอบเวลา: อุปกรณ์ที่จอประสาทตาได้อยู่ในการทดลองมา 15–20 ปีแล้ว (โดยมีผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์บางส่วนที่เกิดขึ้นแล้วก็เลือนหายไป) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) ในขณะที่ระบบคอร์เท็กซ์เพิ่งจะเริ่มการทดสอบในมนุษย์ การอนุมัติจากหน่วยงานกำกับดูแลในสหรัฐอเมริกา/สหภาพยุโรปสำหรับอวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์ยังคงต้องใช้เวลาอีกหลายปี

โดยสรุป สำหรับต้อหินระยะรุนแรงที่ไม่มีเส้นประสาทตา อวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์ มอบความหวัง แต่ผู้ป่วยและแพทย์ควรเข้าใจข้อจำกัดในปัจจุบัน: แม้แต่อุปกรณ์ “การมองเห็นชีวภาพ” ที่ทันสมัยที่สุดก็ฟื้นฟูได้เพียงการรับรู้แสงแบบเปิด/ปิดและรูปร่างที่เรียบง่าย การวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่มีเป้าหมายที่จะเพิ่มจำนวนอิเล็กโทรด ปรับปรุงความเข้ากันได้ทางชีวภาพ และปรับแต่งการประมวลผลสัญญาณ แต่ในปัจจุบันการมองเห็นเชิงฟังก์ชันจากอวัยวะเทียมใดๆ จะเป็นเพียงขั้นพื้นฐานอย่างยิ่ง ผู้ป่วยต้องมีความคาดหวังที่เป็นจริง (เช่น การแยกแยะประตูจากผนัง ไม่ใช่การอ่านข้อความ) และเตรียมพร้อมสำหรับการฟื้นฟูอย่างกว้างขวาง เหตุการณ์สำคัญในอนาคตที่ต้องจับตาดู ได้แก่ การเสร็จสิ้นการทดลองฝังอวัยวะเทียมที่คอร์เท็กซ์ที่กำลังดำเนินอยู่ และการอนุมัติอุปกรณ์รุ่นใหม่