Шинэ бүтээл нь анагаах ухаан, тухайлбал хүний хиймэл нүд бүтээхтэй холбоотой юм оптик ойлголтгэмтлийн улмаас хараагаа алдсан ч харааны мэдрэлээ бүрэн бүтэн байлгасан хүмүүсийн зураг. Хиймэл нүд нь герметик битүүмжилсэн хиймэл эвэрлэг, линз, торлог бүрхэвчийг агуулдаг. Нүдний торлог бүрхэвч нь линзний фокусын хавтгайд байрладаг гэрэл мэдрэмтгий элементүүдийн матриц бөгөөд жишээлбэл, MIS бүтцэд суурилсан цэнэгийн холболттой төхөөрөмжүүдээс (CCDs) бүрддэг. Гэрэл мэдрэмтгий элементүүдийн матриц нь цахилгаан эх үүсвэрт холбогдсон уншигч ба хөрвүүлэгчтэй цахилгаанаар холбогддог бөгөөд хөрвүүлэгчээс мэдээлэл өгдөг хүлээн авагчийн зангилаа юм. 2 цалин f-ly, 1 өвчтэй.
Энэхүү шинэ бүтээл нь анагаах ухааны салбарт, тухайлбал, гэмтлийн улмаас хараагаа алдсан ч харааны мэдрэлээ бүрэн хадгалж үлдсэн хүмүүсийн оптик дүрсийг мэдрэх хиймэл хүний нүдийг бүтээхтэй холбоотой юм. Хараагүй хүний дүрсийг мэдрэх төхөөрөмж нь мэдэгдэж байгаа бөгөөд энэ нь хөрвүүлэгч төхөөрөмжөөр дамжуулан цахилгаан соронзон ороомогтой чичиргээтэй холбогдсон рецепторын нэгжийг агуулдаг бөгөөд энэ нь оптик хувиргах төхөөрөмжтэй бөгөөд хүлээн авагчийн нэгж нь фотосенсор хэлбэрээр хийгдсэн байдаг. чичиргээнд холбогдсон бол фото мэдрэгч нь оптик хувиргах нэгжийн хувиргалтуудтай оптик холболттой бөгөөд түүний фокусын хавтгайд /1/ байрлана. Энэ төхөөрөмжийн сул тал нь хараагүй хүн оптик дүрсийг хардаггүй, харин чичиргээний хэлбэлзэлтэй гадаргуу дээр хуруугаараа хүрч түүнийг хүлээн авдаг бөгөөд энэ нь үргэлж хангалттай байдаггүй, учир нь Хурууны хүрэлцэх мэдрэмж нь физиологийн онцлогоос хамааран цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөж болно сэтгэл зүйн байдалхүн. Үүнээс гадна чичиргээний гадаргуутай харьцуулахад хурууны байрлал тодорхойлогдоогүй байна. Чичиргээний гадаргууд хүрэх хурууны хүч ч мөн өөрчлөгдөж болно. Оптик дүрсийг дуу авиа болгон хувиргах үндсэн дээр бүрэн хараагүй хүмүүст зориулсан нийтлэг харааны протезийг мэддэг бөгөөд энэ нь оптик дүрс нь фотоэлел дээр үйлчилж, янз бүрийн өндөр, нарийн төвөгтэй утсан дахь дуу чимээг өдөөдөг; дүрс сканнердсаны дараа. Толин тусгал, линз ба фотоэлементийн хооронд цахилгаан мотороор жигд эргэлддэг тунгалаг диск байдаг - өөр өөр давтамжийн синусоид аялгууны төвлөрсөн зам хэлбэрээр гэрэл зургийн эмульс дээр хийсэн оптик фонограмм бүхий модулятор ба өргөн нь дискэн дээрх синусоид тонусуудын уртаас хамааран дискний төвөөс ирмэг хүртэл янз бүр байх ба газар тус бүр дэх харгалзах синусоидуудын үеийн урттай тэнцүү байдаг үүртэй тогтмол баар /2 /. Энэ төхөөрөмжийн сул тал нь хүн оптик дүрсийг хардаггүй, харин төхөөрөмжөөр олж авсан дуу авиа болгон хувиргасан оптик дүрсийг зөвхөн сонсголын эрхтнүүдээр хүлээн авдаг явдал юм. Прототип нь хараагүй хүний харааны дүрсийг хүлээн авах, таних төхөөрөмж бөгөөд үүнд телевизийн хүлээн авагч систем, электрон нэгж, цахилгаан хангамж, тод, тодосгогч хяналтын хэсэг, кинескопийн дэлгэцэн дээрх дүрсийг ажиглах систем, холболтыг багтаасан болно. холбогч ба кабель, үүнээс гадна төхөөрөмж нь торон маск, мэдрэгч, өсгөгч, рецепторын зангилаа, давтамж үүсгэгчээр тоноглогдсон бөгөөд мэдрэгчийн систем бүхий үүрэн маскыг кинескопын дэлгэц дээр байрлуулж, цахилгаанаар холбодог. өсгөгчийн нэгжээр дамжуулан хүний биед суурилуулсан рецепторын зангилаа руу уян хатан орон сууцанд хийж, давтамж үүсгэгчтэй холбосноор дурын дүрсийг хуулбарлана. өнгөний хүрээНэмж дурдахад рецепторын зангилаа нь диэлектрик зүү, бэхэлгээ, бэхэлгээний элементүүдээр тоноглогдсон, рецепторын зангилааны диэлектрик зүү нь соронзон дамжуулагч, цахилгаан соронзон ороомогтой харилцан үйлчлэх аягатай, рецепторын зангилааны нэг суурийг үзүүртэй, нөгөө нь мохоо, рецепторын зангилаа нь зохицуулах жийргэвчээр дамжуулан хараагүй хүний биетэй харилцан үйлчилдэг /3/. Энэ төхөөрөмжийн сул тал нь хараагүй хүний харааны дүрсийг таних, таних үр ашиг бага, харааны дүрсийг таних үйл явцын үргэлжлэх хугацаа, дизайны нарийн төвөгтэй байдал, бэхэлгээний элементүүд байвал рецепторын зангилаа алдагдах магадлал юм. гэмтсэн байна. Нэмж дурдахад, хүн сайн экстроцептив мэдрэмжтэй байх ёстой бөгөөд бие биенээсээ нэг миллиметр хүртэлх зайд арьсан дээр цоолох объектын хүрэлцэх байдлыг ялгах ёстой. Бүтээлийн зорилго нь гэмтлийн улмаас хараагаа алдсан, гэхдээ харааны мэдрэлээ бүрэн хадгалж үлдсэн хүмүүсийн оптик дүрсийг мэдрэх хиймэл нүдийг бий болгох явдал юм. Шинэ бүтээлийн техникийн үр дүнд харааны протез болох хиймэл нүд нь гэрлийн импульсийг нүдний мэдрэлд орж буй цахилгаан дохио болгон хувиргадагтай холбоотой юм. Телевизийн хүлээн авагчийн систем, хүлээн авагчийн зангилаа, электрон нэгж, цахилгаан хангамжийг агуулсан хиймэл нүдэнд хүлээн авах систем нь энэ зорилгод хүрдэг. хиймэл нүдлинзний фокусын хавтгайд байрладаг гэрэл мэдрэмтгий элементүүдийн матриц болох хиймэл эвэрлэг бүрхэвч, линз ба торлог бүрхэвчийг агуулсан, жишээлбэл, MIS бүтцэд суурилсан цэнэгийн холболттой төхөөрөмжүүдээс (CCDs) бүрдэх ба цахилгаан холболттой. цахилгаан эх үүсвэрт холбогдсон унших төхөөрөмж, хувиргалт болох электрон нэгж ба хүлээн авагчийн зангилаа нь CCD матриц юм. Нэмж дурдахад эрчим хүчний эх үүсвэрийг гэрэл мэдрэмтгий элементүүдийн массив эсвэл чихний дэлбэн дор байрлуулж, арьсан доорх дамжуулагчийг ашиглан уншигч болон хувиргагчтай холбож болно. Зураг нь хүний хиймэл нүдний бүдүүвч загварыг харуулж байна. Хиймэл нүдний оптик хэсэг нь эвэрлэг бүрхэвч 1 ба линз 2-оос бүрдэнэ. Линз 2-ын фокусын хавтгайд хиймэл торлог бүрхэвч 3 байдаг бөгөөд энэ нь гэрэл мэдрэмтгий элементүүдийн матриц, тухайлбал, цэнэгтэй холбоотой байдаг. MIS бүтцэд суурилсан төхөөрөмжүүд (CCDs). Цэнэг зөөгчийг шилжүүлэхэд үндэслэсэн эдгээр төхөөрөмжүүдийн ажиллах зарчим нь мэдэгдэж буй аргуудыг ашиглан цэнэгийн нягтаар илэрхийлэгдсэн мэдээллийг хөрвүүлэх, хадгалах, боловсруулах боломжийг олгодог /4, 5/. Цахим нэгж 4 нь унших төхөөрөмж 5 болон хувиргагч 6. MIS бүтэц хиймэл торлог бүрхэвчийн гэрэл мэдрэмтгий давхарга дээр хүлээн авсан мэдээллийг унших төхөөрөмж 5 бичил дамжуулагч холбогдсон байна 3. Дараа нь, энэ мэдээлэл хувиргагч 6, зорилго орно. Үүний нэг нь амьд торлог бүрхэвчээс харааны мэдрэлд орж буй байгалийн дохионд хамгийн ойрхон мэдээллийг дохио болгон хувиргах явдал юм. Эрчим хүчний эх үүсвэр 7 нь унших төхөөрөмж 4 болон хувиргагч 6-ийн ажиллагааг хангадаг. Эрчим хүчний эх үүсвэр нь бие даасан байдлаар, жишээлбэл, чихний дэлбээний доор байрладаг бөгөөд арьсан дор байрлах дамжуулагчийг ашиглан унших төхөөрөмж болон хувиргагчтай холбогдож болно. үүсгэх хэлбэрээр торлог бүрхэвчийн матриц өөрөө цахилгаанфотоэлелүүд Нүд бол хүний мэдрэхүйн гол эрхтнүүдийн нэг бөгөөд нөхцөл байдлын талаарх мэдээллийг хүлээн авах, боловсруулах үүргийг гүйцэтгэдэг. гадаад орчин. Үндсэндээ нүд нь гадны бие махбодийн өдөөлтийг шинжлэх, мөн бие махбодийн үйл ажиллагааны үр нөлөөг үнэлэх хэмжих хэрэгсэл, өөрөөр хэлбэл бие ба хүрээлэн буй орчны хоорондох мэдээллийн мэдээллийн холболтын үүрэг гүйцэтгэдэг. Доторх рецепторууд энэ тохиолдолдмэдрэлийн төгсгөлүүд нь өдөөгч энергийг мэдрэлийн хариу урвалын энерги болгон хувиргах үүрэг гүйцэтгэдэг. Мэдрэлийн утас нь үйл ажиллагааны потенциал (AP) байгаа үед өдөөгдсөн төлөвт, AP байхгүй үед өдөөгддөггүй төлөвт байж болно. Тиймээс, in мэдрэлийн системсалангид хоёртын мэдээллийн кодлох систем байдаг. Туршилтаас харахад мэдрэлийн систем дэх мэдээлэл нь дижитал машинууд шиг PD-ийн дарааллаар бус, харин идэвхтэй өдөөлтийн хэмжээний логарифмтай пропорциональ PD-ийн давтамжаар кодлогддог. Дээр дурдсан зүйлийг харгалзан үзэхэд санал болгож буй төхөөрөмжид хиймэл нүд, гаднаас ирж буй мэдээллийг уншиж, хөрвүүлэх ажлыг салангид дохио боловсруулах зарчмаар гүйцэтгэдэг. Төхөөрөмж нь дараах байдлаар ажилладаг. Гэрлийн туяа нь хиймэл эвэрлэг бүрхэвч 1 ба линз 2-оор дамжин өнгөрч, хиймэл торлог бүрхэвч дээр дүрсийг үүсгэдэг 3. Гэрлийн квантууд нь MIS бүтцэд суурилсан CCD-ээс бүрдэх гэрэл мэдрэмтгий матриц-торлог бүрхэвч дээр цахилгаан цэнэгийн харагдах байдлыг үүсгэдэг бөгөөд тэдгээрийн хэмжээ нь гэрэлтүүлгээс хамаарна. Эдгээр цахилгаан цэнэгунших төхөөрөмж 5-д цахилгаан импульс болгон хувиргаж, дараа нь хувиргагч 6 руу орж, мэдээлэл нь байгалийн шинжтэй хамгийн ойр дохио болж хувирдаг. Оптик мэдрэлтэй харилцах нь электродоор төгссөн дамжуулагчаар, жишээлбэл, оптик мэдрэлд холбогдсон цагираг хэлбэртэй хавчаараар хийгддэг. Дэлгэрэнгүй мэдээллийг хаяг руу шилжүүлэв харааны хэлтэстархи. Микроэлектроник, нейрофизиологи, биотехнологийн орчин үеийн ололт амжилт, түүнчлэн тархины дасан зохицох чадвар нь санал болгож буй хиймэл нүд нь хиймэл нүд рүү орж буй мэдээллийн дагуу харааны дүрсийг зохих ёсоор бүрдүүлэхэд тусална гэдгийг баталж байна. торлог бүрхэвч - гэрэл мэдрэмтгий матриц. Мэдээллийн эх сурвалж 1. Auth. St. ЗХУ 955920, MKI A 61 F 9/08 - аналог. 2. Автомат. St. ЗХУ 151060, G 09 B 21/00, A 61 F 9/08 - аналог. 3. Пат. RF 2057504, MPK A 61 F 9/08 - прототип. 4. Ефремов И.Е., Козыр И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроник. Дизайн, микро схемийн төрөл, функциональ микроэлектроник. Их дээд сургуулийн сурах бичиг.//М., Дээд сургууль, 1987, 141-147-р тал. 5. Шинжлэх ухаан ба амьдрал, 1980, 7, 30-32 тал. 6. Губанов Н.И., Утепбергенов А.А. Анагаах ухааны биофизик.// М., Анагаах ухаан, 1978, хуудас 283-286.
Нэхэмжлэл
1. Хүлээн авах систем, хүлээн авагчийн нэгж, электрон нэгж, цахилгаан хангамж бүхий хиймэл нүд, хүлээн авагч систем нь гэрэл мэдрэмтгий элементүүдийн матриц болох хиймэл эвэрлэг, линз, торлог бүрхэвчийг агуулсан хиймэл нүд юм. линзний фокусын хавтгайд байрладаг, тухайлбал, МИС-ийн бүтцэд суурилсан цэнэгтэй хосолсон төхөөрөмж (CCD) ба цахилгааны эх үүсвэрт холбогдсон унших, хувиргах төхөөрөмж болох электрон нэгж, хүлээн авагчид цахилгаанаар холбогдсон. нэгж нь CCD матриц юм. 2. Цахилгааны эх үүсвэр нь гэрэл мэдрэмтгий элементүүдийн матрицад байрладаг гэдгээрээ онцлогтой, 1-р зүйлийн дагуу хиймэл нүд. 3. 1-р зүйлийн дагуу хиймэл нүд, цахилгаан эх үүсвэр нь чихний дэлбээний доор байрлах ба арьсан доорх дамжуулагчийг ашиглан унших, хувиргах төхөөрөмжид холбогдсон гэдгээрээ онцлог.
10-р зуунд хятадуудын зохион бүтээсэн нүдний шилийг эс тооцвол хүний харааг сэргээдэг хиймэл төхөөрөмж манайд байгаагүй. Харин одоо бионик нь харааны нөхөн сэргээлтийг урьд өмнө нь бүрэн найдваргүй гэж үздэг олон тохиолдолд бодитой болгосон.
Үүний үр дүнд эвэрлэг бүрхэвч ихэвчлэн үүсдэг механик гэмтэлэсвэл нүдний химийн найрлагад бүрэн тодорхой бус өөрчлөлт орно. Гэвч эдгээр өөрчлөлтүүд нь нүдний гаднах тунгалаг давхарга буюу нүдэнд харагдах гэрлийг дамжуулдаг эвэрлэг бүрхэвч нь үүлэрхэг болж, аажмаар хүн харалган болоход хүргэдэг. Хөгшрөлтөнд ихэвчлэн тохиолддог энэ өвчнийг өмнө нь зөвхөн нэг аргаар эмчилдэг байсан - цогцосноос эвэрлэгийг шилжүүлэн суулгах.
Ихэвчлэн эвэрлэг бүрхэвчийн зөвхөн хэсгийг шилжүүлэн суулгахад хангалттай байдаг ч заримдаа гэмтэл нь маш хүнд байдаг тул бүрэн солих шаардлагатай болдог. Гэсэн хэдий ч эвэрлэгийг бүрэн шилжүүлэн суулгах дөрвөн хагалгааны нэг нь л амжилттай болдог: энэ нь нүдний доторх шингэн нь даралттай байдаг тул шилжүүлэн суулгахад шаардлагатай нэг сарын хугацаанд, суулгахад маш хэцүү байдагтай холбон тайлбарладаг. сийлбэр. Түүнчлэн өвчтөн найтаах, ханиалгах тохиолдолд шилжүүлэн суулгасан эвэрлэг бүрхэвч мултарч болно.
Энэ асуудал нь Бостон дахь Массачусетсийн дүлий, хараагүй хүмүүсийн асрамжийн төвийн нүдний мэс засалч Уильям Стоуныг бионик орлуулагч бүтээхэд хүргэсэн. эвэрлэг гэмтсэнтунгалаг акрилаар хийсэн - сөнөөгч онгоцны бүхээгт хиймэл шүд, салхины шил хийхэд ашигладаг яг ийм төрлийн.
Хуванцар эвэрлэгийг жижигхэн товчлууртай төстэй залгуурт шургуулж, товчлуурыг хүүхэн харааны эсрэг талын нүдний гадаргуу дээр оёдолоор бэхлэнэ. Эмчийн зааврын дагуу тайлж эсвэл өөр эвэрлэгээр сольж болох шурагтай хуванцар эвэрлэгийг аль хэдийн 400 өвчтөнд суулгасан байна!
Анагаах ухааны технологи нь бидэнд бионик линзтэй болсон. Цахилдагны ард шууд байрлах нүдний линз нь ихэвчлэн үүлэрхэг болдог. Үүнээс болж нүд рүү унах гэрлийг харанхуйлж, тарааж эсвэл дамжуулдаггүй. Катарактыг ихэвчлэн эмчилдэг мэс заслын оролцоо. Мэс засалч нүдний салст бүрхэвчийг (цагаан гэж нэрлэдэг) жижиг нүх гаргаж, түүнд жижиг сорох төхөөрөмжийг хэрэглэж, линзийг нүднээс нь авдаг. Ийм хагалгааны дараа оёдлын утас тавьж, гэрэл дахин нүд рүү чөлөөтэй нэвтэрдэг.
Харамсалтай нь линзгүй нүд нь гэрлийн туяаг өөрөө төвлөрүүлэх чадваргүй байдаг - өвчтөнд зузаан шил эсвэл контакт линз хэрэгтэй.
Нүдний шил хэрэглэх нь маш их таагүй байдал үүсгэдэг тул ойрын объектоос алслагдсан объект руу харцаа шилжүүлэх шаардлагатай бол шилээ солих шаардлагатай болно; Үүний зэрэгцээ, жишээлбэл, машин жолоодох нь маш хэцүү байдаг. Дунд зайн контакт линзийг бифокалтай хослуулан хэрэглэх нь нөхцөл байдлаас гарах гарцыг амлаж байгаа ч хүн бүр тав тухтай зүүж чаддаггүй. контакт линз.
Майамигийн их сургуулийн доктор Норман Жаффе энэ асуудлыг шийдэж чадсан: тэрээр хиймэл суулгацтай линз зохион бүтээжээ. Хиймэл эвэрлэгийг бий болгоход ашигладаг нийлэгтэй төстэй полиметакрилат бодисыг нарийн, тогтмол фокус бүхий жижиг бионик линз болгон боловсруулдаг: линзийг Дакрон утаснуудын зөөлөн цагирагт байрлуулсан. Цахилдагны ард оёсон энэ бөгж нь линзийг хүүхэн харааны эсрэг барьдаг зангууны үүрэг гүйцэтгэдэг. Хуванцар линз нь фокусыг өөрчлөх чадваргүй, гэхдээ нүдний шилтэй хослуулан бараг зуун хувь алсын хараатай болно. Одоо АНУ-д дор хаяж зуун мэс засалчид катарактаар бүрхэгдсэн линзийг ийм хиймэл линзээр сольж байна.
Гэхдээ линз эсвэл эвэрлэгийн гэмтэл нь харалган байдлын цорын ганц шалтгаан биш юм. АНУ-д бүрэн хараагүй болсон 110,000 хүний дийлэнх нь нүд нь илүү ноцтой гэмтлийн улмаас хараагаа алдсан байна. Линзний ард байгаа шингэнийг усан хошигнол гэж нэрлэдэг, одоогоор эмчлэх боломжгүй харалган хэлбэр; Үүний зэрэгцээ түүний даралт маш их нэмэгдэж, гэрэл мэдрэмтгий нарийн торлог бүрхэвчийг хагардаг. Мөн доройтолд хүргэдэг өвчний улмаас хараагүй болох тохиолдол одоогоор эдгэршгүй байна оптик мэдрэл, мөн торлог бүрхэвч буюу түүнийг тархитай холбодог мэдрэл гэмтсэн төрөлхийн өвчин. Гэсэн хэдий ч эдгээр тохиолдолд телевизийн технологи бидэнд амлаж байна гэсэн итгэл найдвар бий.
Телевизийн камер нь нүдтэй ижил зарчмаар ажилладаг: гэрэл нь фокусын төхөөрөмжөөр дамжсаны дараа цахилгаан импульс болж хувирдаг. Телевизийн камераар дамжуулж буй импульсийн шинж чанар, хэлбэр нь нүдээр тархи руу илгээгдэж буй импульсийн шинж чанараас эрс ялгаатай боловч онолын хувьд телевизийн камерын цахилгаан импульсийг ашиглан тархинд харааны мэдрэмжийг бий болгох боломжтой юм.
Ютагийн их сургуулийн биоанагаахын инженерийн хүрээлэнгийн мэдрэлийн протезийн захирал, нүдний эмч Уильям Добелл ердийн нүд гэрлээр өдөөгдсөн үед тархи руу илгээдэг импульсийг судалж, телевизийн камерын импульсийг импульс болгон хувиргах тусгай компьютер зохион бүтээжээ. нүдний торлог бүрхэвчээс ялгардагтай төстэй. Дараа нь Добелл тефлон, цагаан алтнаас дөрвөлжин хэлбэртэй болгож, нүдээр хүлээн авсан мэдээллийг харагдахуйц дүрс болгон хувиргадаг тархины хэсгүүдийн ойролцоо хараагүй сайн дурын хоёр хүний гавлын ясанд суулгажээ. Сайн дурынхны толгой дээрх жижиг цахилгаан мэдрэгчийг хамгийн энгийн хэлбэрийн хэд хэдэн объект руу чиглүүлсэн телевизийн камерт холбосон байна. Цахилгаан өдөөлт нь мэдрэгчүүдэд хүрмэгц хоёулаа гэрлийн гялбааг (фосфен гэж нэрлэдэг) "хардаг" гэж мэдэгджээ. Добеллийн хэлснээр, 28 жилийн өмнө хараагүй болсон өвчтөнүүдийн нэг нь зоосны хэмжээтэй ойролцоо өнгөгүй, анивчих фосфенийг гарны зайд харагдахуйц илрүүлсэн гэж мэдэгджээ.
Эрдэмтэн өөрийн шинэ бүтээл дээр үргэлжлүүлэн ажиллаж, 10 жилийн турш хараагүй байсан 33 настай эрэгтэйг компьютерт холбох боломжийг олгодог хиймэл харааны системийг бий болгосон бөгөөд энэ нь хүний биед электрон дохиог "харах" боломжийг олгодог. тархи. Субъектийн тархины харааны хэсгүүдэд 64 электрод суулгасан бөгөөд электрод бүрээс нимгэн утас гавлын ясны нүхээр дамжин арьсанд оёсон бал чулуун залгуурт хүрсэн байна. Телевизийн камерт холбогдсон компьютерт залгуурыг залгаснаар хараагүй хүн брайл үсгийг гэрлийн цэг болгон уншиж, босоо болон хэвтээ шугамыг ялгах чадвартай болдог. Добелл хэлэхдээ, түүний туршилт нь урт хугацааны суулгацыг боломжтой болгодог. Цаг хугацаа өнгөрөхөд хараагүй хүний нүдний нүхэнд телевизийн камер байрлуулж, бяцхан компьютерээр тархинд суулгасан электродуудтай холбоно гэж тэр үзэж байна. Хэдийгээр энгийн бүдүүвч зургаас илүү нарийн төвөгтэй хар цагаан зураг руу шилжихийн тулд илүү их туршилт хийх шаардлагатай боловч бионик судалгааны анхдагч Биллем Колфф эцэст нь ийм төрлийн хиймэл хараа нь хараагүй хүмүүст үүнийг санагдуулам дүрсийг харах боломжийг олгоно гэдэгт итгэлтэй байна. "Хьюстоны гэрлийн самбар дээрх зургууд." сансрын талбай."
Добелл бидэнд ямар ч хөгжлийг сануулж байна хиймэл эрхтэнаажмаар тохиолддог: "Эхлээд таамаглал гарч ирдэг, дараа нь найдвар гарч ирдэг бөгөөд зөвхөн дараа нь хэтийн төлөв нээгддэг. Мэдрэхүйн протез нь санааны үе шатнаас итгэл найдвар төрүүлэх шатанд аль хэдийн шилжсэн гэдэгт эргэлзэхгүй байна." Ойрын ирээдүйд хэтийн төлөв нээгдэнэ гэж найдаж байна.
Энэ нь харааны анализаторын захын хэсэг юм; Энэ нь спектрийн үзэгдэх хэсгийн цахилгаан соронзон цацрагийг хүлээн авах, цахилгаан импульс болгон хувиргах, мөн тэдгээрийн анхан шатны боловсруулалтыг хангадаг фоторецептор эсүүдийг агуулдаг. Анатомийн хувьд нүдний торлог бүрхэвч байдаг нимгэн бүрхүүл, дотор талаас нь бүхэлд нь уртын дагуу залгаа шилэн бие, гаднаас нь - хүртэл choroidнүдний алим. Энэ нь тэгш бус хэмжээтэй хоёр хэсгийг агуулдаг: харааны хэсэг - хамгийн том, цөмрөгт бие хүртэл үргэлжилдэг, урд хэсэгт - гэрэл мэдрэмтгий эсүүд агуулаагүй - сохор хэсэг нь эргээд цилиар болон цахилдаг хэсгүүдийг агуулдаг. торлог бүрхэвч, тус тус choroid-ийн хэсгүүд. Нүдний торлог бүрхэвчийн харааны хэсэг нь зөвхөн микроскопийн түвшинд судлах боломжтой, нэг төрлийн бус давхаргат бүтэцтэй бөгөөд нүдний алимны гүн дэх 10 давхаргаас бүрддэг: пигмент, нейроэпителийн, гадаад хязгаарлагдмал мембран, гадаад мөхлөгт давхарга, гадаад plexus давхарга, дотоод мөхлөгт давхарга, дотоод plexus давхарга , олон туйлт мэдрэлийн эсүүд, оптик мэдрэлийн утас давхарга, дотоод хязгаарлах мембран.
Насанд хүрсэн хүний нүдний торлог бүрхэвч нь 22 мм хэмжээтэй бөгөөд нийт талбайн 72 орчим хувийг эзэлдэг дотоод гадаргуунүдний алим. Нүдний торлог бүрхэвчийн гэрэл зургийг Зураг 1-д үзүүлэв. Торлог бүрхэвчийн пигмент давхарга (хамгийн гаднах) нь торлог бүрхэвчийн бусад хэсгүүдээс илүү choroid-тэй илүү нягт холбоотой байдаг. Нүдний торлог бүрхэвчийн төвд арын гадаргууОптик диск нь байрладаг бөгөөд энэ хэсэгт фоторецептор байхгүй тул заримдаа "сохор толбо" гэж нэрлэдэг. Энэ нь 3 мм² орчим өндөр, цайвар, зууван хэлбэртэй талбай шиг харагдаж байна. Энд нүдний мэдрэл нь торлог бүрхэвчийн мэдрэлийн эсүүдийн аксонуудаас үүсдэг. Мөгөөрсөн жийргэвчийн төв хэсэгт нүдний торлог бүрхэвчийг цусны хангамжид оролцдог судаснууд дамждаг хотгор байдаг.
Нүдний харааны дискний хажуу талд ойролцоогоор 3 мм-ийн зайд толбо (шар толбо) байдаг бөгөөд түүний төв хэсэгт хонхор, төв фовеа (fovea) байдаг бөгөөд энэ нь нүдний торлог бүрхэвчийн гэрэлд хамгийн мэдрэмтгий хэсэг юм. төвийн алсын харааг тодорхой хариуцдаг. Нүдний торлог бүрхэвчийн энэ хэсэгт (fovea) зөвхөн боргоцой байдаг. Хүмүүс болон бусад приматууд нүд бүрдээ нэг хонхорхойтой байдаг нь зарим төрлийн шувууд, тухайлбал шонхор шувууд хоёр, нохой, муурны оронд торлог бүрхэвчийн төв хэсэгт судалтай байдаг. оптик тууз. төв хэсэгНүдний торлог бүрхэвч нь фовеа ба түүнээс 6 мм-ийн радиус доторх хэсэг, дараа нь захын хэсэгээр төлөөлдөг бөгөөд урагшлах тусам саваа, боргоцойны тоо буурдаг. Төгсгөл дотоод бүрхүүлгэрэл мэдрэмтгий элементүүд байхгүй, хурц ирмэгтэй. Бүхэл бүтэн уртын туршид торлог бүрхэвчийн зузаан нь тэгш бус, хамгийн зузаан хэсэгт нь харааны мэдрэлийн толгойн ирмэг дээр 0.5 мм-ээс ихгүй байна; хамгийн бага зузаан нь толбоны хөндийн хэсэгт ажиглагддаг.
2) Нүдний торлог бүрхэвчийн микроскопийн бүтэц
Нүдний торлог бүрхэвч нь мэдрэлийн эсийн гурван давхарга, синапсын хоёр давхаргатай. Хэрхэн дайвар бүтээгдэхүүнхувьсал, зангилааны мэдрэлийн эсүүд нь торлог бүрхэвчийн хамгийн гүнд байрладаг бол гэрэл мэдрэмтгий эсүүд (саваа ба конус эсүүд) төвөөс хамгийн алслагдсан байдаг, өөрөөр хэлбэл нүдний торлог бүрхэвч нь урвуу эрхтэн гэж нэрлэгддэг. Энэ байрлалаас шалтгаалан гэрэл, гэрэлд мэдрэмтгий элементүүд дээр унаж, үүсэхээс өмнө физиологийн үйл явцФототрансдукци нь торлог бүрхэвчийн бүх давхаргад нэвтрэх ёстой. Гэсэн хэдий ч энэ нь тунгалаг бус хучуур эд эсвэл choroid дамжин өнгөрч чадахгүй. Харах үед фоторецепторуудын урд байрлах хялгасан судсаар дамждаг лейкоцитууд цэнхэр гэрэлжижиг гэрлийн хөдөлгөөнт цэгүүд гэж ойлгож болно. Энэ үзэгдэлцэнхэр талбайн энтопик үзэгдэл (эсвэл Ширерийн үзэгдэл) гэж нэрлэдэг. Нүдний торлог бүрхэвч нь фоторецептор ба зангилааны мэдрэлийн эсүүдээс гадна хоёр туйлт мэдрэлийн эсүүдийг агуулдаг бөгөөд тэдгээр нь эхний ба хоёрдугаар хооронд байрладаг бөгөөд тэдгээрийн хооронд холбоо тогтоодог, мөн торлог бүрхэвчинд хэвтээ холболт үүсгэдэг хэвтээ ба амакрин эсүүд байдаг. Зангилааны эсийн давхарга ба саваа ба боргоцойн давхаргын хооронд олон синаптик холбоо бүхий мэдрэлийн утаснуудын хоёр давхарга байдаг. Эдгээр нь гадна талын plexiform (plexiform) давхарга ба дотоод plexiform давхарга юм. Эхнийх нь босоо чиглэлтэй хоёр туйлт эсүүдээр дамжин саваа ба боргоцой хооронд контактууд хийгддэг, хоёрдугаарт дохио нь хоёр туйлтаас зангилааны мэдрэлийн эсүүд, мөн босоо болон хэвтээ чиглэлд амакрин эсүүд рүү шилждэг.
Ийнхүү нүдний торлог бүрхэвчийн гадна талын цөмийн давхаргад гэрэл мэдрэхүйн эсийн бие, дотоод цөмийн давхаргад хоёр туйлт, хэвтээ, акрин эсүүдийн бие, зангилааны давхаргад зангилааны эсүүд, түүнчлэн цөөн тооны шилжсэн акрин эсүүд байдаг. Нүдний торлог бүрхэвчийн бүх давхаргад радиаль глиал Мюллер эсүүд нэвтэрдэг.
Гаднах хязгаарлагдмал мембран нь фоторецептор ба гадна зангилааны давхаргын хооронд байрлах синаптик цогцолборуудаас үүсдэг. Мэдрэлийн утаснуудын давхарга нь зангилааны эсийн аксонуудаас үүсдэг. Дотоод хязгаарлах мембран нь Мюллер эсийн суурийн мембран, түүнчлэн тэдгээрийн үйл явцын төгсгөлөөс үүсдэг. Schwann бүрээсгүй зангилааны эсийн аксонууд нь нүдний торлог бүрхэвчийн дотоод хил дээр хүрч, зөв өнцгөөр эргэж, харааны мэдрэл үүсэх газар руу явдаг. Хүний торлог бүрхэвч бүр ойролцоогоор 6-7 сая боргоцой, 110-125 сая саваа агуулдаг. Эдгээр гэрэлд мэдрэмтгий эсүүд жигд бус тархсан байдаг. Нүдний торлог бүрхэвчийн төв хэсэг нь илүү их боргоцой, захын хэсэг нь илүү олон саваа агуулдаг. Fovea-ийн бүс дэх толбоны төв хэсэгт боргоцой нь хамгийн бага хэмжээтэй бөгөөд авсаархан зургаан өнцөгт бүтэц хэлбэрээр мозайкаар эрэмблэгдсэн байдаг.
Нүдний торлог бүрхэвчийн бүтцийг илүү нарийвчлан авч үзье. Бүхэл бүтэн дотоод гадаргуугийн дагуу choroid-ийн зэргэлдээ нь эпителийн эсийн пигмент давхарга юм. Пигментийн давхаргын урд, түүнтэй зэргэлдээх нь нүдний мембраны хамгийн дотоод хэсэг - торлог бүрхэвч буюу торлог бүрхэвч байдаг. Энэ нь нүдний үндсэн үүргийг гүйцэтгэдэг - нүдний оптикоор үүссэн гадаад ертөнцийн дүр төрхийг мэдэрч, түүнийг хувиргадаг. мэдрэлийн сэтгэлийн хөөрөлмөн тархинд илгээдэг. Нүдний торлог бүрхэвчийн бүтэц нь маш нарийн төвөгтэй байдаг. Үүнд ихэвчлэн арван давхарга байдаг. Зураг 2а нь торлог бүрхэвчээр дамжих хөндлөн огтлолын диаграммыг, Зураг 2b-т торлог бүрхэвчийн томорсон хэлтэрхийг харуулсан нь үндсэн эсийн төрлүүдийн харьцангуй байршлыг харуулж байна. Гаднах давхаргад 1 , choroid-ийн шууд зэргэлдээ хар пигментээр будсан эсүүд байдаг. Дараа нь харааны ойлголтын үндсэн элементүүд ирдэг 2 , гадаад төрхөөрөө саваа, боргоцой гэж нэрлэдэг. Давхаргууд 3 – 5 саваа ба боргоцойтой холбогддог мэдрэлийн утастай тохирно. Эдгээр давхаргын ард мэдрэлийн утаснуудаар холбогдсон мөхлөгт давхарга гэж нэрлэгддэг. Давхарга 8 - эдгээр нь зангилааны эсүүд бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь давхаргад байрлах мэдрэлийн утастай холбогддог 9 . Давхарга 10 - дотоод хязгаарлах бүрхүүл. Мэдрэлийн утас бүр конус эсвэл бүлэг саваагаар төгсдөг. Саваа ба боргоцой байрладаг хоёр дахь давхарга нь гэрэл мэдрэмтгий давхарга болдог. Нэг нүдний торлог бүрхэвч дэх саваа, боргоцойн нийт тоо ойролцоогоор 140 сая хүрдэг бөгөөд үүний 7 сая орчим нь боргоцой юм.
Торлог бүрхэвчээр саваа ба боргоцойны тархалт жигд биш байна. Нүдний харааны шугам дамждаг торлог бүрхэвчийн газарт зөвхөн боргоцой байдаг. Торлог бүрхэвчийн энэ хэсгийг бага зэрэг хонхойж, ойролцоогоор 0.4 мм диаметртэй, 1.2 ° өнцгөөр харгалздаг, төв fovea гэж нэрлэдэг - fovea centralis (лат.) - foveola эсвэл fovea гэж товчилдог. Төв хөндийд зөвхөн боргоцой байдаг бөгөөд тэдгээрийн тоо энд 4-5 мянга хүрдэг. Foveola нь 1.4-2 мм-ийн хэмжээтэй торлог бүрхэвчийн хэвтээ байрлалтай зууван хэсгийн дунд байрладаг (энэ нь 5-тай тэнцүү өнцгийн хэмжээтэй тохирч байна). 7 °) гэж нэрлэдэг толбо толбоэсвэл толбо (макула - Латинаар "цэг")), энэ толбо нь түүнд тохирох өнгө өгдөг пигмент агуулдаг бөгөөд боргоцойноос гадна саваа байдаг боловч энд байгаа боргоцойн тоо нь савааны тооноос хамаагүй их байдаг.
Шар толбо ( шинэ ангилал- "торлог бүрхэвчийн толбо") ба ялангуяа түүний хонхорхой нь хамгийн тод хараатай хэсэг юм. Энэ хэсэг нь харааны өндөр мэдрэмжийг өгдөг: энд конус бүрээс харааны мэдрэл рүү тусдаа утас гардаг; торлог бүрхэвчийн захын хэсэгт нэг байдаг оптик шилэнолон тооны элементүүдтэй (конус ба саваа) холбогддог.
Нүдний торлог бүрхэвчинд саваа, боргоцой огт байхгүй, гэрэлд мэдрэмтгий байдаггүй хэсэг байдаг. Энэ бол нүдний торлог бүрхэвчийн хэсэг бөгөөд тархи руу чиглэсэн харааны мэдрэлийн их бие нь нүднээс гардаг. Нүдний доод хэсэгт байрлах 1.5 мм диаметртэй торлог бүрхэвчийн энэ дугуй хэсгийг оптик диск гэж нэрлэдэг. Үүний дагуу түүний харааны талбарт сохор толбыг илрүүлж болно.
2a) Боргоцой ба саваа нь үйл ажиллагааны хувьд ялгаатай: саваа нь гэрэлд илүү мэдрэмтгий боловч өнгийг ялгадаггүй, боргоцой нь өнгийг ялгадаг боловч гэрэлд бага мэдрэмтгий байдаг. Бага гэрэлд байгаа өнгөт объектууд нь бүхэл бүтэн харааны процессыг саваагаар гүйцэтгэх үед зөвхөн тод байдлаараа ялгаатай байдаг боловч эдгээр нөхцөлд объектын өнгө мэдрэгддэггүй. Саваа хэлбэрээр авах боломжтой тусгай бодис, гэрлийн нөлөөн дор задардаг - харааны ягаан, эсвэл родопсин. Боргоцой нь иодопсин хэмээх харааны пигмент агуулдаг. Гэрлийн нөлөөн дор харааны ягаан, харааны пигментийн задрал нь фотохимийн урвал бөгөөд үүний үр дүнд мэдрэлийн утаснуудад цахилгаан потенциалын зөрүү гарч ирдэг. Хэлбэр дэх хөнгөн цочрол мэдрэлийн импульснүднээс тархи руу дамждаг бөгөөд үүнийг бид гэрлийн хэлбэрээр хүлээн авдаг.
2 б) Торлог бүрхэвчийн сүүлчийн давхаргад, choroid-тай зэргэлдээх бие даасан мөхлөг хэлбэртэй хар пигмент байдаг. Пигментийн оршин тогтнол нь байдаг их ач холбогдолнүдийг гэрэлтүүлгийн янз бүрийн түвшинд ажиллахад тохируулах, мөн нүдний доторх гэрлийн тархалтыг багасгах.
3) Их Британид хиймэл нүд бүтээж, хүний биед суулгасан байна. Хагалгааны өмнө тэрээр бүрэн хараагүй байсан бол одоо бие даан хөдөлж, энгийн зүйлсийг ялгаж чаддаг болсон. Нүдний арын хэсэгт байрлах торлог бүрхэвч дээр 60 электрод бүхий жижигхэн металл хавтанг байрлуулсан. Тусгай нүдний шил дээр суурилуулсан бяцхан видео камер нь дүрсийг хувиргагч руу чиглүүлж, электродууд руу дохио дамжуулдаг бөгөөд энэ нь эргээд харааны мэдрэлд холбогддог бөгөөд энэ нь цахилгаан импульс хэлбэрээр харааны мэдээллийг тархинд дамжуулдаг. Камерыг ажиллуулж, зураг боловсруулахын тулд өвчтөнүүд бүсэндээ жижиг төхөөрөмж зүүх ёстой. Систем дахин үүсгэхгүй байгалийн хараа, гэхдээ маш бага нягтралтай ч гэсэн харах боломжийг олгодог. Тиймээс бүхэл бүтэн системд суулгац болон нүдний шилний хүрээтэй холбогдсон гадаад видео дохио дамжуулагч орно. Систем нь харааны дүрсийг тайлбарлах боломжтой өдөөх дохио болгон хувиргадаг. Дараа нь утасгүй хүлээн авсан дохионы дагуу мэдрэлийн эсүүд өдөөгддөг. Нүдний торлог бүрхэвч дээр байрладаг, жижигхэн хумс шиг хэлбэртэй тусгай гурван хэмжээст электродуудыг ашиглан эсийг өдөөдөг. Энэ тохиолдолд электродууд нь зурагнаас харахад торлог бүрхэвчийн урд байрладаг, өөрөөр хэлбэл торлог бүрхэвчийн дотоод хязгаарлагдмал бүрхүүлтэй холбогддог бөгөөд тэдгээрийн ард байрладаг. мэдрэлийн утас, мэдрэлийн эсүүд электродоор шууд өдөөгдөж, дохио нь нүдний мэдрэл, дараа нь тархи руу илгээгддэг.
Энэ жишээнээс харахад электродуудыг нүдний торлог бүрхэвчийн урд байрлуулж, нүдний торлог бүрхэвчийн дотоод хязгаарлагдмал бүрхүүлтэй холбогдож, мэдрэлийн утаснууд байрладаг. Электрод суулгах өөр нэг онолын арга, гэхдээ илүү төвөгтэй арга бол түүнийг харааны мэдрэхүйн элементүүдийн давхаргын хажууд байрлуулах явдал юм - конус ба саваа (дотоод талд), учир нь энэ давхаргын дэргэд мэдрэлийн утаснууд байдаг. Электродоор өдөөгдөж болох .2a-р зурагт 3-5 давхаргууд нь цахилгаан импульсийн хэлбэрээр харааны мэдээллийг тархинд дамжуулдаг оптик мэдрэл рүү дохио дамжуулдаг.
4) Шар толбоны доройтол- нүдний торлог бүрхэвч гэмтэж, төвийн хараа муудах өвчин. Шар толбоны доройтол нь төвийн алсын харааг хариуцдаг торлог бүрхэвчийн төвийн бүсийн судасны эмгэг, ишеми (хоол тэжээлийн дутагдал) дээр суурилдаг. Хуурай ба нойтон гэсэн хоёр төрлийн толбоны доройтол байдаг. Ихэнх өвчтөнүүд (ойролцоогоор 90%) энэ өвчний хуурай хэлбэрээр өвддөг бөгөөд энэ нь шаргал товруу үүсч, хуримтлагдаж, улмаар торлог бүрхэвчийн толбо дахь фоторецепторуудад хортой нөлөө үзүүлдэг. Хуурай толбо үүсэх нь эхлээд зөвхөн нэг нүдэнд үүсдэг. Илүү аюултай нойтон AMD, шинэ цусны судаснууд торлог бүрхэвчийн ард шар толбо руу ургаж эхэлдэг. Нойтон толбо нь хуурай толбоны доройтлоос хамаагүй хурдан хөгждөг бөгөөд хуурай толбоны доройтлоос аль хэдийн өвдсөн хүмүүст бараг үргэлж тохиолддог.
Пигментийн дистрофизахын торлог бүрхэвчийн дистрофид хамаарах ба удамшлын шинж чанартай. Энэ нь нүдний торлог бүрхэвчийн удамшлын хамгийн түгээмэл өвчин юм. Энэ төрлийн дистрофи нь торлог бүрхэвчийн эсүүд гэмтдэг. Эхлээд саваанууд нөлөөлж, дараа нь аажмаар конусууд процесст оролцдог. Хоёр нүд хоёулаа өвддөг. Өвчтөнүүдийн анхны гомдол бол бүрэнхий хараа муудах явдал юм ( шөнийн харалган байдал). Өвчтөнүүд харанхуйд, хэзээ чиг баримжаа муутай байдаг гэрэлтүүлэг муу. Дараа нь харах талбар аажмаар нарийсдаг. Өвчин нь бага наснаасаа эхэлж болох боловч заримдаа эхний шинж тэмдгүүд нь амьдралын хоёр дахь хагаст л гарч ирдэг. Хэдэн жилийн турш ёроолд гомдол гарсны дараа ердийн зураг гарч ирж болно. Дараа нь пигментийн ордууд гарч ирдэг хар хүрэн. Эдгээр ордуудыг заримдаа "ясны бие" гэж нэрлэдэг. Аажмаар "ясны бие" -ийн тоо нэмэгдэж, хэмжээ нь нэмэгдэж, гэмтэл нь нийлж, торлог бүрхэвчээр тархаж, сангийн төв рүү ойртдог. Үйл явц ахих тусам харааны талбай улам нарийсч, бүрэнхий хараа мууддаг. Судаснууд аажмаар нарийсч, нүдний диск нь цайвар болж, нүдний мэдрэлийн хатингаршил үүсдэг. Катаракт, нүдний торлог бүрхэвч үүсч болно. Алсын хараа аажмаар буурч, 40-60 насандаа харалган байдал үүсдэг.
Тапеторетин дистрофи(ижил нэр: конус хэлбэрийн доройтол, конус хэлбэрийн абиотрофи) - удамшлын өвчиннүдний торлог бүрхэвч, нийтлэг шинж чанар эмгэг өөрчлөлттүүний пигмент хучуур эд. Tapetoretinal dystrophies нь аажмаар буурах шинж чанартай байдаг харааны функцхаралган болтол. Энэ өвчний үед (тапеторетиналь доройтол, шөрмөсний абиотрофи), дүрмээр бол хоёр нүд нь өртдөг. Торлог бүрхэвчийн дистрофигийн эхний шинж тэмдэг нь харанхуйд хараа муудах (гемералопи), хожим нь харааны талбайн гажиг илэрч, харааны мэдрэмж буурч, нүдний ёроол өөрчлөгддөг.
5) Хиймэл нүдний утга нь бяцхан видео камер ашиглан мэдээллийг илрүүлж, дараа нь дүрсийг хувиргагч руу илгээж, электрод руу дамжуулдаг бөгөөд энэ нь эргээд харааны мэдрэлд холбогддог бөгөөд энэ нь харааны мэдээллийг дүрс хэлбэрээр дамжуулдаг. тархи руу цахилгаан импульс. Зарчмын хувьд электродыг торлог бүрхэвчинд тусгайлан байрлуулах шаардлагагүй. Энэ бол зүгээр л хамгийн тохиромжтой арга юм. Ерөнхийдөө гол зүйл бол электродыг харааны мэдрэлийн хажууд байрлуулах явдал юм, учир нь энэ нь харааны мэдрэл нь тархинд харааны мэдээллийг дамжуулдаг. Та электродыг харааны мэдрэлийн ойролцоо хаана ч байрлуулж болно, эсвэл та үүнийг нүдний хараа, тархинд байрлуулж болно, та электродыг хажуугийн геникуляр биед байрлуулж болно (гэхдээ энэ тохиолдолд зургийн зөвхөн тал хувь нь харааны хэсэгт хүрэх болно. хэрэв та нэг электрод хэрэглэвэл кортикс, учир нь .тархинд хоёр гадаад байдаг бэлгийн бие, гэхдээ энэ асуудлыг хоёр электрод ашиглан шийдэж болно). Үүнээс гадна электродыг байрлуулах боломжтой сонсголын мэдрэл(гэхдээ тархинд мэс заслын оролцоогүйгээр үүнийг хийх боломжгүй).
6) a) Хэрэв харааны мэдрэл гэмтсэн бол харааны мэдээлэл тархинд бүрэн, магадгүй зөв дамжуулагдах боломжгүй болно. Гэсэн хэдий ч харааны мэдрэлийн гэмтэл, өвчин нь янз бүр байдаг. Тэдний олонх нь харааны хэсэгчилсэн алдагдалд хүргэдэг (алсын хараа муудах). Тиймээс хиймэл нүдний үйл ажиллагаа наад зах нь хамгийн бага хэмжээгээр боломжтой болно гэж үзэж болно.
б) нүд бүрэн байхгүй, эрүүл харааны мэдрэл байгаа тохиолдолд хиймэл нүд бүрэн ажиллах боломжтой. Нүд байхгүй байсан ч харааны мэдрэлийн ойролцоо электродыг байрлуулж, түүнд дохио дамжуулж, дараа нь тархи руу дохио дамжуулдаг.
в) зөвхөн харааны бор гадаргын гэмтлийн байршлыг мэдсэнээр л харааны алдагдал ямар байхыг урьдчилан таамаглах боломжтой. Гэхдээ урьдчилан таамаглах боломжгүй зүйл бол өвчтөний хариу үйлдэл юм: тэр өөрөө энэ алдагдлыг анзаарахгүй байж магадгүй юм. Тэр ч байтугай тэр баримтыг үгүйсгэдэг бүрэн харалган байдал, энэ нь хоёр талын устгалын дараах харааны хэсгүүд. Үүний үр дүнд эдгээр хэсгүүдийг алдах нь харааны санах ойг алддаг гэсэн үг юм. Энэхүү гэнэтийн баримт нь бид харааны үйл явцыг жинхэнэ утгаар нь ойлгоогүй байгааг харуулж байна. Тархинд мөн орон нутгийн гэмтэл нь хүнийг объектыг таних, өнгө, царайг ялгах гэх мэт чадваргүй болгодог газрууд байдаг. Энэ нөхцлийг сэтгэцийн харалган байдал (Seelenblindheit) гэж нэрлэдэг. Үүнээс гадна ийм гэмтэл нь харааны хагас талбайн аль нэгийг алдах эсвэл биеийн аль ч хэсэгт мэдрэх чадвараа алдахад хүргэдэг. Ерөнхийдөө тархины харааны хэсэг гэмтсэн тохиолдолд хиймэл нүдний үйл ажиллагаа хэсэгчлэн боломжтой болно гэж бид хэлж чадна. Энэ нь боломжтой гэдгийг анхаарна уу мэс заслын оролцоотархинд орж, хүргэдэг бүрэн нөхөн сэргээлтхиймэл нүдний үйл ажиллагаа.
Тархины мэдрэхүйн хэсгүүд нь бор гадаргын бие биетэйгээ шууд холбогддоггүй, зөвхөн ассоциатив хэсгүүдтэй харилцан үйлчилдэг. Хараагүй хүмүүсийн соматосенсорын мэдээллийг харааны хэсэг рүү, дүлий хүмүүсийн харааны мэдээллийг сонсголын хэсэг рүү шилжүүлэх нь кортикал бүтцийн оролцоотойгоор явагддаг гэж үзэж болно. Ийм дахин чиглүүлэх нь хэмнэлттэй юм шиг санагддаг. Мэдрэхүйн эрхтнүүдээс бор гадаргын мэдрэхүйн хэсэгт мэдээлэл дамжуулах үед дохио нь тархины субкортик формацид хэд хэдэн удаа нэг мэдрэлийн эсээс нөгөөд шилждэг. Эдгээр шилжүүлэгчдийн нэг нь таламусанд тохиолддог ( таламус) диенцефалон. Янз бүрийн мэдрэхүйн эрхтнүүдээс мэдрэлийн замыг солих цэгүүд нь ойролцоо байдаг (Зураг 3, зүүн). Хэрэв ямар нэгэн мэдрэхүйн эрхтэн (эсвэл түүнээс гарах мэдрэлийн зам) гэмтсэн бол түүний шилжих цэгийг өөр мэдрэхүйн эрхтний мэдрэлийн замууд эзэлдэг. Тиймээс ердийн мэдээллийн эх сурвалжаас тасарсан бор гадаргын мэдрэхүйн хэсгүүд нь бусад мэдээллийг өөр рүү шилжүүлэх замаар ажилд оролцдог. Харин өөрт нь харийн мэдээллийг боловсруулдаг мэдрэхүйн бор гадаргын мэдрэлийн эсүүд юу болох вэ?
АНУ-ын Массачусетсийн Технологийн хүрээлэнгийн судлаачид Житендра Шарма, Алессандра Анжелуччи, Мриганка Сур нар нэг настайдаа гарам авч, амьтдад мэс заслын хагалгаа хийжээ: тэд харааны мэдрэлийг сонсголын мэдрэхүйн холтос руу хүргэдэг таламокортикал замтай холбосон. (Зураг 3). Туршилтын зорилго нь сонсголын хэсэг рүү харааны мэдээлэл дамжуулах үед бүтэц, үйл ажиллагааны хувьд өөрчлөгддөг эсэхийг олж мэдэх явдал байв. (Дахин нэг удаа бор гадаргын төрөл бүр нь тусгай мэдрэлийн бүтэцээр тодорхойлогддог гэдгийг дахин сануулъя.) Тэгээд үнэн хэрэгтээ ийм зүйл тохиолдсон: сонсголын хэсэг нь морфологи, үйл ажиллагааны хувьд харааныхтай төстэй болсон!
7) Өдөөгч электродуудыг үйлдвэрлэхийн тулд үндсэндээ хүний биед хоргүй металл дээр суурилсан наноматериалуудыг ашиглах ёстой. Эдгээр нь титан, алт, мөнгө, цагаан алт дээр суурилсан электродууд байж болно. Тэдний гол давуу тал нь хүний биед хор хөнөөлгүй, бяцхан хэмжээ юм. Тэдний сул тал нь хүний биед гадны шинж чанартай байдаг бөгөөд үүний үр дүнд тэдгээрийг биед нэвтрүүлэхэд татгалзах боломжтой байдаг. Үүнээс гадна металууд нь цусанд төгс уусдаг катионууд болж хүний биед исэлдэж, хүний биед тархдаг. Эцэст нь хэлэхэд хамгийн чухал асуудлын нэг бол наноматериалуудыг биед нэвтрүүлэхтэй холбоотой юм. Нано бөөмс нь маш жижиг хэмжээтэй тул эс, жишээлбэл, цусны улаан эс, мэдрэлийн эсүүдэд аяндаа нэвтэрч, тэдгээрийн үйл ажиллагаа, улмаар бүх эрхтэн (эсвэл эд) тасалдахад хүргэдэг.
8) Одоо байгаа хиймэл нүдний дээжүүдийн нягтрал нь ойролцоогоор 256 пиксел юм. Энэ нь юуны түрүүнд видео камерын матрицын хэмжээгээр тодорхойлогддог (доороос үзнэ үү). Хүний нүд, хэрэв бид үүссэн зургийг дижитал төхөөрөмжтэй харьцуулбал 100 мегапикселийн дүрсийг хардаг бөгөөд энэ нь технологийн хөгжлийн энэ үе шатанд хүрэх боломжгүй юм.
9) Хүний нүд, хэрэв бид үүссэн зургийг дижитал төхөөрөмжтэй харьцуулж үзвэл 100 мегапикселийн дүрсийг хардаг бөгөөд энэ нь хүний харааны мэдрэлийн хувьд тодорхой хязгаарлалт бөгөөд цахилгаан импульсийн хэлбэрээр тархи руу харааны мэдээллийг дамжуулдаг. Мэдээжийн хэрэг, технологийн хөгжлийн энэ үе шатанд хиймэл нүдийг ийм нарийвчлалтай болгох боломжгүй юм. Хиймэл нүдний нарийвчлал нь видео камерын матрицын нягтралаар тодорхойлогддог нь түүний хэмжээнээс хамаардаг нь тодорхой байна. Матрицын хэмжээ нь эргээд видео камерын хэмжээ, жинд нөлөөлдөг (оптик хэсгийн хэмжээ нь матрицын хэмжээнээс шугаман хамааралтай байдаг).
Камерын матрицын хэмжээ нь матрицын гэрэл мэдрэмтгий элементүүдэд үндсэн дохионы хамт дамжих тоон дуу чимээний хэмжээнд нөлөөлдөг. Матрицын физик хэмжээ болон пиксел бүрийн хэмжээ нь дуу чимээний хэмжээнд ихээхэн нөлөөлдөг. Камерын мэдрэгчийн физик хэмжээ том байх тусам түүний талбай томорч, илүү их гэрэл авдаг тул мэдрэгчээс илүү хүчтэй дохио ирж, дохио дуу чимээний харьцаа сайжирна. Энэ нь танд илүү тод, өндөр чанартай зураг авах боломжийг олгоно байгалийн өнгө. Үүнээс гадна, дээр дурдсанчлан, камерын матриц жижиг хэмжээ(хамгийн бага матрицын хэмжээ нь 3.4 мм х 4.5 мм) улмаас бага хэмжээТүүн дээр унах гэрлийн хэмжээ нь сул ашигтай дохиотой байдаг тул үүнийг илүү хүчтэй өсгөх шаардлагатай болдог бөгөөд ашигтай дохионы хамт дуу чимээ ихсэж, илүү мэдэгдэхүйц болдог. Матрицын физик хэмжээ нь матриц дээр унах гэрлийн хэмжээнээс шууд хамааралтай тул матриц том байх тусам гэрэл багатай нөхцөлд зурагнууд илүү сайн байх болно. Гэсэн хэдий ч матрицын хэмжээ нэмэгдэх нь камерын хэмжээ, өртөг нэмэгдэхэд хүргэдэг.Дижитал видео камерын матриц нь хэд хэдэн чухал шинж чанартай байдаг.
хэмжээматриц нь түүний мэдрэмжтэй нягт холбоотой. Матриц нь том байх тусам үүн дээр илүү мэдрэмтгий элементүүд байрлаж болох бөгөөд үүний дагуу мэдрэмж өндөр байх болно.
мэдрэмж- матрицын янз бүрийн гэрэлтүүлгийн нөхцөлд объектыг мэдрэх чадвар. Энэ нь люксээр хэмжигддэг бөгөөд ихэвчлэн 0-15 люкс хооронд хэлбэлздэг. Хэрхэн бага үнэ цэнэмэдрэмжтэй байх тусам камер ажиллахад бага гэрэл шаардлагатай. Жишээлбэл, 0 люкс мэдрэмжтэйгээр та бараг бүрэн харанхуйд буудаж болно.
пикселийн тоо(тодорхойлолт) - шаардлагатай тооны пиксел нь зөвхөн телевизийн системээс хамаарна - PAL эсвэл NTSC. Зураг авалтад шаардагдах хамгийн их пикселийн тоо 415,000 орчим байдаг нь мэдэгдэж байна.Хэрэв видео камер нь илүү өндөр нарийвчлалыг дэмждэг бол энэ нь үлдсэн пикселүүд нь цахим дүрс тогтворжуулагчийг ажиллуулахад ашиглагддаг гэсэн үг юм.
Матрицын нарийвчлалд нөлөөлж буй эдгээр бүх параметрүүдийг харгалзан үзэж болноХамгийн багадаа 4 мм х 4 мм хэмжээтэй матрицтай (жишээлбэл, CCD) хиймэл нүдний онолын хувьд хүрч болох нарийвчлал нь ойролцоогоор 10 мегапиксел юм. Одоогийн байдлаар ижил төстэй параметр бүхий видео камерууд аль хэдийн бий болсон. Өндөр нарийвчлалтай CCD матрицтай видео камер нь өндөр чанартай видео авах албагүй гэдгийг анхаарна уу. Мэдрэгч нь линзний төсөөлж буй зүйлийг боловсруулдаг. Жижиг линзний диаметр бүхий том CCD суурилуулах нь зарчмын хувьд утгагүй юм. Хэрэв жижиг линзээр авсан дүрсийг том матриц дээр сунгасан бол оптик гажуудал үүсэхээс зайлсхийх боломжгүй.
10) Хиймэл нүдийг ашиглах үед, нэгдүгээрт, энгийн видео камер ашиглахтай төстэй асуудлууд гарч ирж болно.
Та камерынхаа линзийг цэвэрлэх хэрэгтэй бөгөөд хэмжээнээс нь харахад энэ нь тийм ч амар ажил биш байх болно. Үүнээс гадна, энэ нь хиймэл нүдтэй хүнд маш их таагүй байдал, таагүй байдлыг бий болгоно.
Оптик нь хязгаарлагдмал температурын мужид ажилладаг гэдгийг мэддэг бөгөөд энэ мужаас гарах үед алдаа гардаг. Нэмж дурдахад температур өөрчлөгдөхөд линз нь манандаж, улмаар эвгүй байдалд хүргэдэг (1-р зүйлийг үз).
Өндөр чийгшилд өртөх үед видео камер ажиллахаа больдог нь мэдэгдэж байгаа бөгөөд хиймэл нүд ашиглах үед ижил асуудал үүсч болно. Хүн зүгээр л бороонд баригдах бөгөөд энэ нь камерын эвдрэлд хүргэдэг. Угаасаа хиймэл нүдтэй хүн усанд орох, нүүрээ угаах нь бүү хэл усан санд сэлэх ч хэцүү байх болно. Эдгээр асуудлууд нь мэдээжийн хэрэг ус нэвтэрдэггүй камерын гэрийг бүтээх замаар шийдэж болох боловч камерын хэмжээ, хүний тав тухыг харгалзан тусдаа судалгаа хийх шаардлагатай.
Үүнээс гадна видео камер нь цочролд тэсвэртэй.
Тусгай төхөөрөмж ашиглахгүйгээр гэрэлтүүлэг муу эсвэл шөнийн цагаар ажиллах боломжгүй (хэдийгээр байдаг том давуу талбайгалийн нүднээс өмнө хиймэл нүд: та хэт улаан туяаны бүсэд ажилладаг видео камер ашиглаж болно. Та шөнийн харааны төхөөрөмж авах болно)
Хүн алхаж байх үед камер чичирдэг бөгөөд энэ нь зураг муудах болно. Энэ асуудлыг дүрс тогтворжуулагч ашиглан шийдэж болох боловч камерын хэмжээ, хүний тав тухыг харгалзан тусдаа судалгаа хийх шаардлагатай.
Хоёрдугаарт, хиймэл нүдний үйл ажиллагааны бүх механизм, түүний дотор видео камер нь зайтай байх ёстой. Мөн үе үе цэнэглэх шаардлагатай. Энэ нь хэрэглэхэд хязгаарлалт, хүний тав тухыг алдагдуулж байгаа нь ойлгомжтой. Эцэст нь видео камерыг удирдахад асуудал гарч болзошгүй, учир нь хүн унтаж байх үед камер унтрах ёстой. Мөн хүнийг амархан дуулгавартай дагадаг төхөөрөмжийг бий болгох шаардлагатай, жишээлбэл, түүний дуу хоолойны дагуу унтрааж эсвэл асаана.
11) Хүний нүдтэй харьцуулахад хиймэл нүдний давуу тал:
Та хэт улаан туяаны видео камер ашиглаж болно. Үүний үр дүнд шөнийн харааны төхөөрөмж бий болно.
Хүний харсан мэдээллийг бүртгэх боломжтой.
Та кино үзэхийн тулд камер ашиглаж болно
Хүний нүдтэй харьцуулахад хиймэл нүдний сул тал:
нягтрал багатай тул зургийн чанар бага байна
нүд ажилладаг температурын хязгаарт хязгаарлалт
чийгийн тогтворгүй байдал (тусгай хамгаалалтын бүрээс ашиглахгүйгээр)
цочролд тэсвэртэй байдал
"хажуугийн хараа" дутмаг
Бионик нүд - энэ юу вэ? Энэ нэр томъёог анх удаа олж мэдсэн хүмүүсийн дунд яг ийм асуулт гарч ирдэг. Энэ нийтлэлд бид үүнийг нарийвчлан хариулах болно. Ингээд эхэлцгээе.
Тодорхойлолт
Бионик нүд нь хараагүй хүмүүст олон тооны харааны объектыг ялгах, харааны дутагдлыг тодорхой хэмжээгээр нөхөх боломжийг олгодог төхөөрөмж юм. Мэс засалчид үүнийг гэмтсэн нүдэнд торлог бүрхэвч болгон суулгадаг. Тиймээс тэд торлог бүрхэвчинд хадгалагдсан мэдрэлийн эсүүдийг хиймэл фоторецептороор нөхдөг.
Үйл ажиллагааны зарчим
Бионик нүд нь фотодиодоор тоноглогдсон полимер матрицаас бүрдэнэ. Тэр ч байтугай сул цахилгаан импульсийг илрүүлж, мэдрэлийн эсүүдэд дамжуулдаг. Өөрөөр хэлбэл, дохио нь цахилгаан хэлбэрт хувирч, торлог бүрхэвчинд хадгалагдаж буй мэдрэлийн эсүүдэд нөлөөлдөг. Полимер матриц нь өөр хувилбаруудтай: хэт улаан туяаны мэдрэгч, видео камер, тусгай нүдний шил. Жагсаалтад орсон төхөөрөмжүүд нь захын болон төвийн харааны үйл ажиллагааг сэргээх боломжтой.
Нүдний шилэнд суурилуулсан видео камер нь дүрсийг бичиж, хөрвүүлэгч процессор руу илгээдэг. Тэрээр эргээд дохиог хувиргаж, өвчтөний нүдний торлог бүрхэвчинд суулгасан хүлээн авагч, фотосенсор руу илгээдэг. Зөвхөн дараа нь цахилгаан импульс нь нүдний мэдрэлээр дамжин өвчтөний тархинд дамждаг.
Зургийн ойлголтын онцлог
Судалгааны олон жилийн туршид бионик нүд олон өөрчлөлт, сайжруулалтыг хийсэн. Эрт үеийн загваруудад дүрсийг видео камераас өвчтөний нүд рүү шууд дамжуулдаг байв. Дохиог фотосенсорын матриц дээр тэмдэглэж, хүлээн авсан мэдрэлийн эсүүдтархинд. Гэхдээ энэ үйл явцад нэг сул тал байсан - камер болон нүдний алимны дүрсийг ойлгох ялгаа. Өөрөөр хэлбэл, тэд синхроноор ажиллаагүй.
Өөр нэг арга нь дараах байдалтай байв: нэгдүгээрт, видео мэдээллийг компьютерт илгээж, хөрвүүлсэн харагдахуйц зурагхэт улаан туяаны импульс болгон хувиргана. Тэд нүдний шилний линзнээс туссан бөгөөд гэрэл мэдрэгчийг линзээр дамжуулан торлог бүрхэвч рүү цохив. Мэдээжийн хэрэг, өвчтөн IR туяаг харж чадахгүй. Гэхдээ тэдний үр нөлөө нь зураг авах үйл явцтай төстэй юм. Өөрөөр хэлбэл бионик нүдтэй хүний өмнө мэдрэгдэхүйц орон зай үүсдэг. Энэ нь иймэрхүү тохиолддог: нүдний идэвхтэй фоторецепторуудаас хүлээн авсан дүрсийг камерын зураг дээр байрлуулж, торлог бүрхэвч рүү чиглүүлдэг.
Шинэ стандартууд
Жилээс жилд биоанагаахын технологиүсрэнгүй хөгжиж байна. IN Энэ мөчхиймэл харааны системийн шинэ стандартыг нэвтрүүлэх гэж байна. Энэ бол матриц бөгөөд тал бүр нь 500 фотоэлл агуулсан байх болно (9 жилийн өмнө ердөө 16 байсан). Хэдийгээр бид 120 сая саваа, 7 сая боргоцой агуулсан хүний нүдтэй зүйрлэвэл цаашид өсөх боломж тодорхой болно. Мэдээлэл нь олон сая мэдрэлийн төгсгөлөөр тархи руу дамждаг бөгөөд дараа нь торлог бүрхэвч бие даан боловсруулдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Аргус II
Энэхүү бионик нүдийг АНУ-д Clairvoyance зохион бүтээжээ. Ретинит пигментоз бүхий 130 өвчтөн түүний боломжуудыг ашигласан. Argus II нь нүдний шилэнд суурилуулсан мини видео камер, суулгац гэсэн хоёр хэсгээс бүрдэнэ. Эргэн тойрон дахь бүх объектыг камерт бичиж, утасгүй процессороор дамжуулан суулгац руу дамжуулдаг. За, электрод ашиглан суулгац нь өвчтөний нүдний торлог бүрхэвчийн эсийг идэвхжүүлж, мэдээллийг харааны мэдрэл рүү шууд илгээдэг.
Бионик нүдийг хэрэглэгчид долоо хоногийн дотор хэвтээ ба босоо шугамыг тодорхой ялгаж чаддаг. Ирээдүйд энэ төхөөрөмжөөр дамжуулан харааны чанар зөвхөн нэмэгддэг. Argus II нь 150,000 фунтын үнэтэй. Гэсэн хэдий ч хөгжүүлэгчид янз бүрийн мөнгөн тэтгэлэг авдаг тул судалгаа зогсдоггүй. Мэдээжийн хэрэг хиймэл нүд нь төгс бус хэвээр байна. Гэхдээ эрдэмтэд дамжуулж буй зургийн чанарыг сайжруулахын тулд бүх зүйлийг хийж байна.
Орос дахь бионик нүд
Манай улсад уг төхөөрөмжийг суулгасан анхны өвчтөн бол Челябинск хотын оршин суугч 59 настай Александр Ульянов юм. Хагалгаа 6 цагийн турш ОУХМ-ийн Чих хамар хоолой судлалын клиникийн төвд боллоо. Өвчтөний нөхөн сэргээх хугацааг хянаж байсан шилдэг нүдний эмч нарулс орнууд. Энэ хугацаанд Ульяновын суулгасан чип рүү цахилгаан импульс тогтмол илгээгдэж, урвалыг хянаж байв. Александр маш сайн үр дүн үзүүлсэн.
Мэдээжийн хэрэг, тэр өнгө ялгадаггүй, олон тооны объектуудыг хүлээн зөвшөөрдөггүй эрүүл нүд. ДэлхийУльянов бүдэг, хар цагаан өнгөөр хардаг. Гэхдээ энэ нь түүнд туйлын аз жаргалтай байхад хангалттай юм. Эцсийн эцэст, сүүлийн 20 жилийн турш тэр хүн ерөнхийдөө хараагүй байсан. Одоо түүний амьдралыг суурилуулсан бионик нүд бүрэн өөрчилсөн. ОХУ-д хагалгааны өртөг нь 150 мянган рубль юм. Дээр дурдсан нүдний үнэ дээр нэмсэн. Одоогоор уг төхөөрөмжийг зөвхөн Америкт үйлдвэрлэж байгаа боловч цаг хугацаа өнгөрөхөд аналоги нь Орост гарч ирэх ёстой.
Нүд нь өөрөө тойрог зам гэж нэрлэгддэг нүхэнд байрладаг. Нүдний хэлбэр нь алимтай хамгийн төстэй байдаг тул "нүдний алим" гэсэн нэр өргөн тархсан. Доод болон доод талын хоорондох зайгаар дамжин дээд зовхиГэсэн хэдий ч нүдний нүх бага зэрэг гадагш харагдана ихэнх ньнүд нь дотор байна. Нүдний дотор жижиг хар тойрог байдаг бөгөөд үүнийг ихэвчлэн хүүхэн хараа гэж нэрлэдэг. Эрдэмтэд харанхуйд байх үед үүнийг нотолсон урт хугацаандхүүхэн хараа өргөжиж, цохих үед тод гэрэл, эсрэгээрээ, нарийсдаг. Энэ нь нүдний дотор, цахилдаг дээр байрлах булчингийн тусламжтайгаар тохиолддог. Хэрэв та цахилдаг гэж юу болохыг мэдэхгүй байгаа бол энэ нь хүүхэн харааны эргэн тойронд байрладаг жижиг өнгийн цагираг гэдгийг танд хэлэхийг яаравчлав.
Хүүхэн харааны хар өнгө нь нүдний дотор үргэлж хоосон байдагтай холбон тайлбарладаг. Ар талд нь камерын хальс шиг гэрэл мэдрэмтгий хэд хэдэн эсүүд байдаг. Энэ давхарга нь тор шиг гэрлийн цацрагийг барьж авдаг. Энэ эсийн давхаргын нэр нь торлог бүрхэвч юм. Түүний дотор гэрэлд маш мэдрэмтгий 140 сая эсүүд байдаг. Тэдэнд гэрэл тусах үед тэдний дотор янз бүрийн зүйл болж эхэлдэг. химийн урвал, тэр даруй импульс болж хувирдаг. Оптик мэдрэлийн дагуу хөдөлж, энэ импульс тархины хамгийн төвд хүрдэг. Дараа нь тархи дохио үүсгэдэг бөгөөд үүний дараа л бид юу харж байгааг ойлгож эхэлдэг. Тиймээс бид хүний нүд хэрхэн хардаг талаар тайлбарлав. Нүдний бүтэц Линз нь зургийн тодорхой байдлыг бүхэлд нь хариуцдаг.
Линз нь цацрагийг цуглуулж, дараа нь торлог бүрхэвч рүү чиглүүлэх шаардлагатай. Алс холын объектоос туяаг төвлөрүүлэхийн тулд линз нь илүү хавтгай байх шаардлагатай бөгөөд хэрэв ойролцоох объектод анхаарлаа хандуулах шаардлагатай бол дахин зузаан болдог. Линзний эргэн тойронд байрлах тусгай булчин нь үүнийг хариуцдаг. Энэ нь агших үед линз зузаан болж, томрох үед нимгэн болдог. Хэрэв бид өөр өөр зайд байрлах объектуудыг харах шаардлагатай бол линзний огт өөр муруйлтыг ашиглах шаардлагатай болно.
Тиймээс нүд нь харж байгаа зүйлээ харж, хариу үйлдэл үзүүлэх боломжийг олгодог маш нарийн байгалийн бүтэц юм. Нүд яагаад хардагийг түүний анатомийг ойлгож, бүтэц нь камертай төстэй болохыг олж харснаар ойлгож болно.
Хиймэл нүд нь дараахь байж болно.
- Бион нүд
- Цахим нүд
- Нано нүд
Цахим нүдЭнэ нь гэрлийн өөрчлөлтийг мэдрэх эсвэл өнгө ялгах боломжийг олгодог төхөөрөмж юм (жишээлбэл, мэдрэгч эсвэл мэдрэгч).
Канадын найруулагч, продюсер Роб Спенс хүүхэд байхдаа алдсан хиймэл нүдээ бяцхан аппаратаар солих мэс засалд оржээ. Спенс өөрөө шинэ нүдээрээ шууд харж чадахгүй. Төрөл бүрийн хиймэл торлог бүрхэвчийн төслүүдээс ялгаатай нь Eyeborg камер нь тархинд дохио илгээдэггүй. Үүний оронд жижигхэн төхөөрөмж нь зургийг зөөврийн, зөөврийн дэлгэц рүү утасгүй илгээдэг. Энэ төхөөрөмжөөс дохиог аль хэдийн компьютерт бичиж, засварлахаар илгээж болно.
Бион нүд- энэ бол хиймэл харааны систем, бие даасан эрхтнийг дуурайлган хийдэг.
Стэнфордын их сургуулийн эрдэмтэн Даниел Паланкер болон түүний биоанагаах ухааны физик, нүдний технологийн судалгааны баг нүдний торлог бүрхэвчийн протез бүтээжээ. өндөр нарийвчлалтайэсвэл "Бионик нүд".
Япон мөн АНУ-ын патентын үндсэн дээр хиймэл торлог бүрхэвчийг бүтээсэн бөгөөд энэ нь ирээдүйд хараагүй өвчтөнүүдийн харааг сэргээхэд тусална. Мэдэгдэж байгаагаар уг технологийг Киото хотод байрладаг Сейко-Эпсон корпораци болон Рюкокү их сургуулийн мэргэжилтнүүд боловсруулсан.
Хиймэл торлог бүрхэвч нь цахиурын хагас дамжуулагч элементүүдтэй нимгэн хөнгөн цагаан матриц агуулсан гэрэл мэдрэгч юм. Үндсэн туршилтыг илүү сайн явуулахын тулд 1 см хэмжээтэй тэгш өнцөгт шилэн хавтан дээр байрлуулна.Дараагийн амьтад, тухайлбал могой загас дээр туршилт хийхдээ уян хатан шингэн болор хавтан дээр суурилуулна.
Үйл ажиллагааны зарчмын дагуу хиймэл торлог бүрхэвч нь бодит байдлыг дуурайдаг: гэрлийн туяа хагас дамжуулагчийг цохиход цахилгаан хүчдэл үүсдэг бөгөөд энэ нь тархинд харааны дохио болгон дамжуулж, дүрс хэлбэрээр хүлээн авах ёстой.
Гэрэл мэдрэмтгий матрицын нягтрал нь 100 пиксел боловч чипийн хэмжээг багасгасны дараа үүнийг хоёр мянган график элемент болгон нэмэгдүүлэх боломжтой. Мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар ийм чипийг бүрэн хараагүй хүнд суулгавал хаалга, ширээ зэрэг том биетүүдийг ойрын зайнаас ялгах чадвартай болно.
Бионик нүдийг суулгасан өвчтөнүүд гэрэл, хөдөлгөөнийг ялгахаас гадна цайны аяга, бүр хутганы хэмжээтэй зүйлийг ялгах чадварыг харуулсан. Тэдний зарим нь том үсэг унших чадвараа сэргээсэн.
Нано нүд- нанотехнологи ашиглан бүтээгдсэн төхөөрөмж (жишээлбэл, нүдний хараанд хэрэглэдэг линз). Ийм төхөөрөмж нь зөвхөн алдагдсан алсын харааг сэргээж, хэсэгчлэн алдагдсан функцийг нөхөхөөс гадна боломжуудыг өргөжүүлж чаддаг хүний нүд. Линз нь дүрсийг нүд рүү шууд тусгах эсвэл гэрлийг илүү сайн барихад туслах бөгөөд харанхуйд муур шиг харах боломжийг олгоно.
Нано нүдний технологи хөгжсөөр байгаа бөгөөд хүмүүсийн өмнө ямар боломж гарч ирэх нь тодорхойгүй байна.
Америкийн инженерүүд харааны мэдээллийг нүд рүү шууд харуулах чадвартай контакт линз бүтээжээ. Энэхүү төслийг АНУ-ын Агаарын цэргийн хүчин санхүүжүүлж байгаа бөгөөд нисгэгчдэд зориулсан шинэ төхөөрөмж үйлдвэрлэнэ гэж найдаж байна.
Принстон хотын Майкл МакАлпин болон түүний хамтрагчид таван давхаргатай контакт линз хэвлэдэг, нэг давхарга нь нүдний гадаргуу дээр гэрэл цацруулдаг 3D принтер бүтээжээ. Линз нь өөрөө тунгалаг полимерээр хийгдсэн байдаг. Тэдгээрийн дотор хэд хэдэн бүрэлдэхүүн хэсэг байдаг: нано хэмжээтэй квант цэгүүдээс бүтсэн LED, мөнгөн нано бөөмс, органик полимерээр хийсэн утаснууд (тэдгээр нь бичил схемийн материал болдог).
McAlpine-ийн хэлснээр хамгийн хэцүү зүйл бол сонгох явдал байв химийн бодисууд, давхаргууд хоорондоо хүчтэй холбоо тогтоох чадвартай. Өөр нэг бэрхшээл байсан захиалгат дүрэмт хувцас нүдний алимХүний биед: Инженерүүд өвчтөний нүдтэй нийцэж байгаа эсэхийг шалгахын тулд хоёр видео камер ашиглан контакт линзний үйлдвэрлэлийг хянах шаардлагатай болсон.
Ингэж хүлээж байсан шинэ хөгжилЮуны өмнө нисгэгчдэд ашигтай байх болно: контакт линз нь нислэгийн явцын талаарх мэдээллийг нүд рүү шууд дамжуулах болно. Үүнээс гадна нүдний ядаргааны химийн биомаркерийг илрүүлдэг мэдрэгчийг линзэнд байрлуулах боломжтой болно.
Бусад эрдэмтэд уг бүтээн байгуулалтын практик ач холбогдлын талаар эргэлзэж байна: LED дэлгэцийг асаахад шаардагдах хүчдэл хэт өндөр байна гэж Лондонгийн физикч Рэймонд Мюррей хэлэв. Үүнээс гадна материалын аюулгүй байдлыг хангах шаардлагатай. Жишээлбэл, кадми селенид нь мэдэгдэж байгаа квант цэгүүд, эрүүл мэндэд маш хортой.
