임플란트로 시각장애인 시력회복 한다.
보는 것이 믿는 것이다. 세상에 대한 우리의 인식은 시력에 크게 의존한다.
우리가 보는 것은 눈 뒤에 있는 망막 세포에 달려 있다. 이 섬세한 세포는 빛을 전기 펄스로 변환하여 추가 처리를 위해 뇌로 보낸다.
하지만 나이, 질병 또는 유전적 요인으로 인해 망막 세포가 종종 파괴된다. 지리적 위축증(망막 세포를 점진적으로 파괴하는 질병)이 있는 사람들의 눈은 어둠 속에서 텍스트에 초점을 맞추고, 얼굴을 인식하고, 색상이나 질감을 해독하는 데 어려움을 겪는다. 이 질병은 특히 눈이 특정 사물에 초점을 맞출 수 있게 해주는 중앙 시력을 공격한다.
그 결과 흐릿한 렌즈를 통해 세상을 보게 된다. 희미한 빛 속에서 거리를 걷는 것은 악몽이 되고, 각 표면이 왜곡된 버전처럼 보인다. 책을 읽거나 영화를 보는 것은 휴식을 취하는 것보다 더 답답하다.
하지만 망막은 재생하기 어렵고 이식 기증자의 수는 수요를 충족시킬 수 없다. 소규모 임상 시험에서 해결책을 찾을 수 있다. 캘리포니아주 알라메다에 본사를 둔 뇌-기계 인터페이스 기업인 Science Corporation이 주도한 이 연구는 법적으로 시각 장애인인 38명의 참가자에게 망막을 대체하는 역할을 하는 작은 칩을 이식했다.
PRIMAvera 시험이라고 불리는 이 연구에서 자원봉사자들은 카메라가 "디지털 눈" 역할을 하는 맞춤형 안경을 착용했다. 그런 다음 캡처된 이미지가 이식된 인공 망막으로 전송되었고, 인공 망막은 정보를 뇌가 해독할 수 있는 전기 신호로 변환했다.
예비 결과에 따르면 참가자의 눈 검사 척도 읽기 능력이 향상되었다. 눈 검사 척도는 각 줄이 마지막 줄보다 작은 무작위 문자로 이루어진 일반적인 테스트이다. 일부는 카메라의 "확대 및 향상" 기능을 사용하여 집에서 어두운 환경에서도 긴 텍스트를 읽을 수 있었다.
이 시험은 진행 중이며, 최종 결과는 이식 후 3년 후인 2026년에 나올 것으로 예상된다. 하지만 이 연구의 과학 코디네이터인 독일 본 에른스트-아베-슈트라세 대학의 프랭크 홀츠에 따르면, 이 결과는 나이로 인한 지리적 위축에 대한 "이정표"이다.
그는 보도자료에서 "이전에는 이런 환자를 위한 실제 치료 옵션이 없었다."라고 말했다.
일론 머스크의 Neuralink 전 사장이자 Science Corp의 CEO인 맥스 호닥은 "내가 아는 한, 시각 장애인에게 유창하게 읽는 능력의 회복이 확실히 나타난 것은 이번이 처음이다."라고 말했다.
눈을 크게 뜨다.
눈은 생물학적 경이로움이다. 안구의 층은 빛을 망막, 즉 눈의 시각 "센서"에 초점을 맞추는 렌즈 역할을 한다. 망막에는 막대 세포와 원뿔 세포라는 두 가지 유형의 빛에 민감한 세포가 있다.
막대 세포는 대부분 망막의 바깥쪽 가장자리에 줄지어 있어 어둠 속이나 주변부에서 모양과 그림자를 볼 수 있게 한다. 하지만 이 세포들은 색상을 감지하거나 초점을 선명하게 할 수 없기 때문에 야간 시력이 흐릿하게 느껴진다. 하지만 막대 세포는 시야의 가장자리에서 일어나는 움직임을 쉽게 포착한다. 예를 들어 눈꼬리에서 빠르게 움직이는 물체를 보는 것과 같다.
원뿔 세포는 이러한 움직임을 포착한다. 이 세포들은 대부분 망막 중앙에 있으며 생생한 색상을 감지하고 현재 읽고 있는 단어와 같이 특정한 것에 선명하게 초점을 맞출 수 있다.
두 세포 유형 모두 번성하기 위해 다른 세포에 의존한다. 이 세포들은 망막을 덮고 있으며 정원의 흙처럼 막대 세포와 원뿔 세포가 자랄 수 있는 견고한 기초를 제공한다.
나이가 들면서 이 모든 세포는 점차 퇴화되어 때로는 연령 관련 황반 변성과 점진적인 중앙 시력 상실로 이어진다. 이는 40세 이상의 미국인 약 2천만 명에게 영향을 미치는 일반적인 질환이다. 세부 사항을 보기 어려워지고 직선이 비뚤어 보일 수 있으며 색상은 어둡게 보이며 특히 조명이 어두울 때 그렇다. 지리적 위축이라고 하는 후기 단계는 법적 실명으로 이어진다.
과학자들은 오랫동안 치료법을 찾아왔다. 한 가지 아이디어는 빛에 민감한 막대와 원뿔을 지지하는 기본 "정원 토양" 세포로 만든 3D 프린팅 줄기 세포 패치를 사용하는 것이다. 여기에서 의사는 환자의 혈액 세포를 건강한 망막 지지 세포로 변환하고 생분해성 지지대에 부착한 다음 눈에 이식한다.
초기 결과에 따르면 패치가 망막에 통합되어 질병을 늦추고 심지어 역전시켰다. 그러나 이 과정은 6개월이 걸릴 수 있으며 각 환자에 맞게 조정되므로 확장하기 어렵다.
새로운 비전
Prima 시스템은 망막의 일부를 대체하는 무선 마이크로칩을 위해 재생을 피한다. 소금 한 알 크기인 2mm 정사각형 임플란트는 망막 아래에 수술적으로 삽입된다. 이 시술은 어렵게 들릴 수 있지만 Wired에 따르면 평균 영화보다 짧은 80분만 걸린다. 각 칩에는 약 400개의 감광 픽셀이 들어 있어 빛 패턴을 뇌가 해석할 수 있는 전기 펄스로 변환한다. 이 시스템에는 또한 시각 정보를 포착하여 적외선을 사용하여 칩으로 전송하는 카메라가 달린 안경 한 쌍이 포함되어 있다.
이 구성 요소는 함께 우리 눈과 같이 작동한다. 카메라의 이미지는 인공 망막 "칩"으로 전송되고, 칩은 이를 뇌로 가는 전기 신호로 변환한다.
초기 결과는 유망했다. 회사에 따르면, 환자들은 이식 후 1년 만에 시력이 개선되었다. 연구 시작 시 대부분은 정상적인 20/20에 비해 평균 시력이 20/450으로 법적으로 실명한 것으로 간주되었다. 환자들은 눈 검사에 도전했을 때, 임플란트를 받기 전에 받은 검사와 비교했을 때 평균적으로 약 23개의 글자(또는 차트에서 5줄 더)를 더 읽을 수 있었다. 한 환자는 특히 뛰어난 성과를 보였으며, 59개의 글자(11줄 이상)만큼 성과를 향상시켰다.
Prima 임플란트는 또한 그들의 일상 생활에도 영향을 미쳤다. 참가자들은 중앙 시력이 필요한 모든 활동을 읽고, 카드 놀이를 하고, 크로스워드 퍼즐을 풀 수 있었다.
인상적이기는 하지만, 이 시스템은 모든 사람에게 효과가 있었던 것은 아니다. 이 임플란트는 일부 참가자들에게 심각한 부작용을 일으켰다. 예를 들어 망막에 작은 찢어짐이 생겼는데, 회사에 따르면 대부분 해결되었다고 한다. 일부 사람들은 망막 아래에 혈액 누출이 발생했지만, 즉시 치료했다. 그러나 부상이나 치료에 대한 자세한 내용은 거의 공개되지 않았다.
이 시험은 3년 동안 참가자들을 추적하여 개선 사항을 추적하고 부작용을 모니터링하는 것을 목표로 진행 중이다. 이 팀은 또한 그들의 삶의 질을 측정하고자 한다. 즉, 시스템이 시력과 정신 건강이 필요한 일상 활동에 어떤 영향을 미치는지 측정하고자 한다.
호닥은 "이 실험은 이 분야에서 엄청난 전환점을 나타내며, 우리는 앞으로 몇 년 안에 이 중요한 기술을 시장에 내놓을 수 있어 매우 기쁘다"라고 말했다.
이미지 출처: Unsplash의 Arteum.ro
