Dégénérescence maculaire liée à l'âge, une maladie qui dégrade lentement les cellules photosensibles de la rétine, est la principale cause de perte de vision et de cécité chez les personnes de 65 ans et plus, selon les Centers for Disease Control and Prevention. Les médecins ne peuvent pas empêcher une telle perte de vue - mais un système qui remplace les cellules photosensibles conçu par Daniel Palanker, professeur d'ophtalmologie, peut alléger le fardeau.

L'appareil – une combinaison de lunettes de traitement d'images et de minuscules puces de silicium implantées dans la rétine – est en cours de fabrication depuis plus d'une décennie. Bien que la résolution de l'appareil ne soit pas encore là où ses concepteurs espèrent l'obtenir - actuellement la technologie ne peut atteindre qu'une vision de 20/200, ce qui ne suffit pas pour lire clairement ou conduire prudemment – ​​une étude de faisabilité sur cinq patients a débuté à Paris, avec un deuxième prévu plus tard dans l'année dans l'est des États-Unis.

« Nous avons publié le premier document conceptuel sur la façon dont nous aborderions cela il y a 12 ans, et maintenant nous avons validé chez les patients humains essentiellement toutes les hypothèses clés que nous avons faites en chemin, " dit Palanker, qui est également directeur du Hansen Experimental Physics Laboratory et membre de Stanford Bio-X et du Stanford Neurosciences Institute.

Trop de fils

Palanker s'était intéressé au fonctionnement des yeux depuis ses études supérieures en physique appliquée. Jusqu'au début des années 2000, la plupart des recherches de Palanker se sont concentrées sur l'utilisation des lasers en chirurgie oculaire.

Puis il s'est renseigné sur les rétines artificielles, dispositifs d'assistance destinés à traiter les patients qui ont perdu certaines des cellules photosensibles de leur rétine à cause de maladies telles que la dégénérescence maculaire liée à l'âge ou la rétinite pigmentaire.

Mais les rétines artificielles qui étaient alors en développement présentaient un certain nombre d'inconvénients. Pour une chose, aucun d'entre eux n'a atteint une résolution décente. À l'époque, la meilleure rétine artificielle correspondait à une vision d'environ 20/1200.

En outre, la plupart des appareils du début des années 2000 nécessitaient de nombreux fils. Certains systèmes implantaient une caméra directement dans l'œil, qui nécessitait un câblage élaboré juste pour l'alimenter. D'autres appareils montaient la caméra sur des lunettes et transmettaient les images via un câble à un réseau d'électrodes placé sur la rétine. Toutes les options demandées invasives, Chirurgie complexe et problèmes de maintenance à long terme, y compris la gestion des câbles problématiques qui ont traversé la paroi oculaire, affectant parfois les bâtonnets et les cônes sains restants.

Fournir de la lumière

Palanker pensait qu'il pouvait faire mieux en utilisant une approche purement optique. Comme il l'imaginait, les patients porteraient des lunettes spéciales qui convertiraient la lumière ambiante en images infrarouges normalement invisibles et projetteraient ces images dans l'œil d'une manière similaire aux lunettes de réalité augmentée. Des cellules photovoltaïques – essentiellement de minuscules panneaux solaires – implantées sous les parties endommagées de la rétine capteraient les images infrarouges et les convertiraient en signaux électriques, remplacer la fonction des tiges et des cônes endommagés.

"Je pensais que l'œil est un beau système optique, où l'information et la puissance peuvent être délivrées par la lumière, et cela éliminerait le besoin de fils et rendrait la chirurgie beaucoup moins invasive, " a déclaré Palanker. De plus, il serait plus simple de miniaturiser les capteurs photovoltaïques, améliorant ainsi la résolution. Le dispositif de Palanker offre également un avantage supplémentaire :parce que les capteurs implantés ne remplaceraient que les tiges et les cônes endommagés, les patients pouvaient encore voir normalement avec les parties de leur rétine qui n'avaient pas été endommagées.

En 2005, Palanker et ses collègues avaient publié un plan sur le fonctionnement de leur appareil, et en 2008, ils ont remporté une subvention de semences Bio-X pour commencer à construire un appareil et à tester cette idée sur des rongeurs.

La prochaine étape

Pixium Vision, la société qui a licencié la prothèse rétinienne photovoltaïque, ou PRIMA, technologie en 2013, a fabriqué un appareil pour les humains et a obtenu l'approbation pour les tests cliniques à la fin de 2017. Les essais cliniques ont commencé le mois dernier, et jusqu'à présent, trois patients ont été implantés avec le dispositif. Ces chirurgies se sont bien passées, Palanker a dit, et les patients rapportent voir des motifs blancs brillants dans leurs zones anciennement endommagées, dans les limites de résolution attendues par les chercheurs. Des tests approfondis sont actuellement menés pour évaluer la qualité de cette vision prothétique, y compris à quel point les patients peuvent distinguer diverses formes et lettres.

Les chercheurs sont toujours confrontés à des défis importants - le plus important, améliorer encore la résolution. À l'heure actuelle, les pixels dans les implants humains ont une taille de 100 micromètres, et les tests ont démontré que les pixels de 50 micromètres fonctionnent également bien, fournissant une résolution spatiale équivalente à environ 20/200 vision. Finalement, Palanker aimerait l'amener à 20/40 - ce que l'État exige pour un permis de conduire - et le laboratoire prévoit de publier un nouveau design pour atteindre cette résolution plus tard cette année, il a dit. Les chercheurs développent également de meilleures méthodes de traitement des images, afin que les patients puissent distinguer plus facilement les objets.

"Nous répondons à l'un des plus grands besoins non satisfaits dans des conditions de cécité incurables, " Palanker a déclaré. "C'est très excitant."