Ärzte Zeitung online, 12.05.2015

Ophthalmologie

Mikrochips für Blinde erhalten mehr Kontrast

Anpassungen der elektrischen Impulse in Retina-Chips könnten die Wahrnehmung von Hell-Dunkel-Kontrasten steigern.

WIEN. Eine Verbesserung von Retina-Implantaten wird dadurch ermöglicht, dass zwei Sehzell-Typen unterschiedlich auf elektrische Signale reagieren, wie Forscher der Technischen Universität Wien gezeigt haben (Vision Research 2014, online 11. Dezember).

Die im Auge implantierten Mikrochips wandeln Lichtsignale in elektrische Impulse um, die Zellen der Netzhaut stimulieren, wird in einer Mitteilung der Uni erläutert.

Dabei werden aber Zelltypen, die eigentlich unterschiedlich auf Lichtreize reagieren, gleichmäßig stimuliert, was die Kontrastwahrnehmung vermindert.

Vermeiden ließe sich das durch Impulse, die eine Zellart verstärkt stimulieren. In einer Computersimulation zweier Zelltypen des Auges zeigte sich, dass bei speziellen Impulsen unterschiedliche biophysikalische Vorgänge aktiviert werden.

Eine monophasische Stimulation - ohne Wechsel der elektrischen Polarität des Signals vom Retina-Implantat - führte bei einem Zelltyp zu einer deutlichen Depolarisierung, einem kurzfristigen Übergang der negativen Ladung in eine positive.

In dem anderen Zelltyp war dieser Effekt deutlich schwächer. Zudem unterschied sich die Kalziumkonzentration in den beiden Zelltypen um das Vierfache.

Da Kalzium ein wichtiges Signalmolekül ist, berechneten die Forscher die Wirkung spezieller Membranproteine für den Kalziumtransport mit ein.

Dafür untersuchten sie Modelle zweier Zelltypen der Retina, die ON- und OFF-Zellen. ON-Zellen reagieren stärker, wenn es im Zentrum ihrer Platzierung heller ist - bei OFF-Zellen ist es umgekehrt.

Durch ihre Anordnung in der Retina wird die Kontrastwahrnehmung stark erhöht. Doch Implantate senden statt Lichtimpulsen bisher elektrische Impulse, so dass die beiden Zelltypen biochemisch gleich reagieren.

Die unterschiedliche Länge beider Zelltypen erlaubt es, die Leistung der Retina-Implantate durch die Modulation ihrer Signale zu verbessern. (eb)

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