Za sve proteze oka na kojima se trenutno radi potreban je dobro razvijen i očuvan korteks u potiljačnom delu mozga, što je srećom, uglavnom ispunjen uslov. Bioničko oko sigurno ima budućnost, jer je već uspešno primenjeno, u doduše relativno malom broju slučajeva, ali će biti potrebno još dosta vremena pre nego što postane realnost.
Prof. dr Momčilo B. Đorđević
U Americi i u bivšem Sovjetskom Savezu još pre 45 godina počelo se s laserskom korekcijom krivine rožnjače, što je danas još uvek najbolji način lečenja nekih poremećaja vida, a naročito kratkovidosti. Ali slepilo je oduvek bilo veliki problem i zbog toga se već više decenija radi na primeni implantata kao zamene za jedan deo mrežnjače, kao i na elektronskim čipovima koji bi preuzeli njenu funkciju. Bioničko oko je namenjeno samo onima koji imaju očuvanu percepciju svetlosti i slepima koji su ranije videli.Kad smo u nečijoj blizini, ono što odmah vidimo, hteli ili ne hteli, to su njegove ili njene oči. Po njihovom obliku, međusobnom razmaku i po njihovom sjaju, stičemo prvi, često trajni utisak o sagovornikovom karakteru.
Oči su nastale pre 500 miliona godina. One su najistureniji deo mozga i njegov jedini vidljivi fizički izdanak, koji mu služi za uspostavljanje kontakta sa okolinom i svetom. Svetlosni nadražaji iz okoline dolaze do oka kao jednog od čula i prijemnika centralnog nervnog sistema, transportuju se do specifičnih delova mozga, gde se integrišu i pretvaraju u svesni doživljaj. Ljudske oči lako vide oko deset složenih scena u sekundi istovremeno fokusirajući stereoskopske slike koje su, u suštini, scene na različitim rastojanjima.Funkcije oka ne zahtevaju zapošljavanje velikih površina mozga jer je iz evolutivnog razvoja proizašlo da površina moždane kore i dela mozga koji prima i obrađuje vizuelne informacije predstavlja tek 1 odsto moždane mase, dok sa težinom tela, koja je varijabilna, nije ni u kakvoj srazmeri.
Organum visus
Oko je u anatomskoj nomenklaturi na latinskom jeziku označeno kao organum visus. Svojim loptastim oblikom, zvanim očna jabučica, smešteno je u očnoj duplji lobanje iz koje proviruje samo njegova prednja polovina. Očna jabučica i očni živac glavni su delovi organa vida, a uz njih su odgovarajući mišići, zatim kapci i ceo sistem za proizvodnju i eliminaciju suza.
Očna jabučica (lat. bulbus oculi) oblika je šuplje kugle ispunjene prozračnim sadržajem kroz koji prolazi i prelama se svetlost, da bi na kraju pala na zadnji deo šupljine, koja je iznutra i pozadi prekrivena mrežnjačom (lat. retina). Mrežnjača u oku ima ulogu filma u fotografskom aparatu. Kao što je oko slepo bez mrežnjače, tako je i kamera bezvredna bez filma. Linija koja spaja prednji pol, tj. najispupčeniji deo očne jabučice, i zadnji pol, odakle izlazi očni živac, dugačka je 24 mm.
Ona se po svojoj dužini razlikuje za milimetar od vertikalnog i horizontalnog dijametra očne jabučice, a podešena je tako da svetlosni zraci iz beskonačnosti prolaze kroz najpovršniji deo očne jabučice, tj. rožnjaču, potom zenicu, sočivo i staklasto telo, da bi na kraju došli do mrežnjače gde se sjedinjuju dajući obrnutu sliku posmatranog objekta. Ono što je u stvarnosti gore, na mrežnjači je dole. Međutim, kao u tamnoj komori za razvijanje filmova, tako se i u dubini i tmini svesti, slika na mrežnjači obrće i doživljava onako kakva je u prirodi.
Unutrašnja struktura oka
Ukoliko je povećan pritisak u očnoj jabučici, nastaje prastara bolest glaukom, a razlog je poremećena koncentracija glutamata, jedne od najvažnijih aminokiselina u mozgu. Bolest je često nasledna. Povećani pritisak u oku prenosi se na očni živac, što bez lečenja, posle nekog vremena, može dovesti do slepila.
Rožnjača (lat. cornea) je zakrivljena površina na prednjem polu očne jabučice, prekriva dužicu i zenicu i potpuno je providna, jer ne sadrži krvne sudove koji bi mogli biti prepreka svetlosnim zracima. Njena moć prelamanja svetlosti je 43 dioptrije, što je znatno više u poređenju sa očnim sočivom. Veličina joj je 11 mm vertikalno, a 12 mm horizontalno, u njoj su završeci nerava, tako da svaki njen dodir i s najmanjom česticom čvrste konzistencije izaziva bol, a nekad i zamućenje oka.Vežnjača (lat. conjunctiva) prepoznatljiva je po krvnim sudovima koji su lako vidljivi kadgod dođe do infekcija, najčešće prašinom ili posle preteranog dugog uživanja u alkoholu. Za lečenje u prvom slučaju najbolja je mast hloramfenikol 1% , a za drugi slučaj manja količina alkohola.
Zapaljenje oka
Refraktivna hirurgija
U Americi i u bivšem Sovjetskom Savezu još pre 45 godina počelo se s laserskom korekcijom krivine rožnjače, što je danas još uvek najbolji način lečenja nekih poremećaja vida, a naročito kratkovidosti. Laseri ranije nisu bili dovoljno snažni niti savršeni, tako da je njihov zrak bio previše širok, tj. „tup“, a i takt emitovanja svetlosti iz lasera nije najbolje odgovarao očnim hirurzima.
U novije vreme, odnosno u poslednjih 20 godina, laseri su poboljšani i, što je još važnije, tehnika kojom se utvrđuje stepen deformiteta rožnjače do te mere je usavršena da se milioni ljudi u svetu odlučuju da svoje naočare odbace jedanput zauvek i podvrgnu se takozvanoj refraktivnoj hirurgiji, koja uz pomoć lasera i veštog hirurga vraća oštrinu vida na normalne vrednosti. Kada se 2003. godine za ovu vrstu operacije odlučio i Tajger Vuds, čuveni igrač golfa i medijska zvezda, svi kratkovidi su se mašili za svoje naočare želeći da im kažu zbogom.
Laserska korekcija vida
Da bi se operacija mogla izvesti potreban je aberometar koji uz pomoć 168 svetlosnih snopova usmerenih prema mrežnjači omogućava kompjutersko izračunavanje optičkih grešaka, u stvari razloge kratkovidosti, dalekovidosti ili, pak, astigmatizma. Kada se utvrdi i ustanovi problem, onda na delo stupa laser koji proseca rožnjaču, toliko da se ona odiže kao poklopac, a onda se obrađuje i „punktira“ tako što svaki laserski zrak od 0.7 mm uklanja oko 500 nanometara (milijarditih delova metra) rožnjače. Na taj način smanjuje se krivina i menja stepen prelamanja svetlosti. Na kraju, vraća se odignuti deo rožnjače i time se operacija završava.
Ceo proces traje vrlo kratko, beskrvan je i bezbolan pošto se pre operacije u oko ukapa anestetik. Laser emituje zrake u ritmu od 1 femtosekunde, tj. 0,000000000000001 sekundi. Nažalost, laserskom tehnikom ne leče se poremećaji vida osoba mlađih od 18 godina, jer im oko još uvek raste, niti kod bolesnika sa dijabetesom i glaukomom.
Anatomija oka
Beonjača (lat. sclera), površinski gledano, najvidljiviji je deo očne jabučice. Njena bela boja tipična je za čoveka i ne viđa se čak ni među čovekolikim primatima. Milionima godina beonjača je služila kao znak raspoznavanja između homo sapijensa i čovekolikih primata, koji su se u evolutivnom razvoju razdvojili pre 7 miliona godina. Zbog svoje jasno bele boje, koja se razlikuje od boje lica, posmatrač može i na rastojanju od dvadeset metara po njenom položaju zaključiti na koju stranu gleda njen vlasnik ne okrećući glavu.
Ja imam šarene oči
Dužica ili šarenica (lat. iris) deo je oka koji se vidi odmah iza rožnjače. Od nje je odvojena jednom malom komorom ispunjenom očnom vodicom, koja, takođe, prelama svetlost. Glavna funkcija dužice je akomodacija vida na blizinu i daljinu i ograničenje količine svetlosti koja prolazi kroz zenicu na putu ka zadnjem delu očne jabučice, gde su smeštene fotosenzorne ćelije.
Boje očiju
Do pre 10.000 godina svi ljudi bili su tamnooki zbog visoke koncentracije melanina u dužici. Melanin je pigment koji daje boju oku, kosi i koži, što je genski uslovljeno.U svetu i većini zemalja, danas je 55 do 79 odsto tamnookih ljudi, a u Africi, istočnoj i jugoistočnoj Aziji, osim tamne skoro da druge boje očiju i nema. Plavookih ima između 8 do 10 odsto, a polovina od toga su Skandinavci. Zelena boja očiju je najređa i ne prelazi 2 odsto, a najviše ih je u Severnoj, Centralnoj i Zapadnoj Evropi. Ostatak su varijacije drugih boja.Heterohromija, tj. različita boja levog i desnog oka, viđa se retko, svega u 1 odsto ljudi.
Oči Dejvida Bouvija
Dužica je odavno zauzela vodeće mesto u biometrijskom identifikacionom sistemu čija je najpouzdanija jedinica do skoro bio otisak prsta. Novi biometrijski sistem zasnovan je na infracrvenom skeniranju dužice i konvertovanjem slike u digitalnu formu, tj. u brojke koje predstavljaju referentni biometrijski obrazac. Verovatnoća greške, odnosno podudarnosti izgleda i drugih fizičkih osobina dužice u dve različite osobe, na osamstomilionitom je decimalu. Internacionalna civilna avijacijska organizacija (ICAO) izdala je još 2006. godine posebne pasoše za svoje klijente sa unetim podacima o dužici koji se proveravaju brzim laserskim očitavanjem u trajanju od 10 stotinki sekunde.
Kao zenica oka
Zenica (lat. pupila) kružni je otvor na dužici, deluje kao blenda na fotografskom aparatu, a prečnika je od 2 do 4 mm po sunčanom danu, odnosno 2 do 8 mm kad nema sunca. Mišići u dužici dobijaju signale za promenu prečnika zenica preko živaca, direktno iz mozga, i uvek reaguju simetrično.Zenice na jakoj svetlosti su uske, jedan milimetar ili manje, što je uvek normalna refleksna reakcija kratkog trajanja. Međutim, narkotici, naročito u većim dozama, sužavaju zenice dokle god ih ima u telu.Ljudske očiU obradi emocionalnih signala dolazi do promene dijametra zenica: naročito pod uticajem besa ili stresa, a naročito straha za život, zenice se šire. U takvim slučajevima raste koncentracija adrenalina u telu i budi se autonomni nervni sistem koji nije pod uticajem volje.
Međutim, zenice se šire i kad je neko zaljubljen i kad vidi voljenu osobu. To su situacije u kojima deluju oksitocin i dopamin, tzv. „hormoni ljubavi“, relaksirajući mišiće dužice.Svaka razlika u prečniku zenica, naročito posle povrede mozga, budi sumnju na izliv krvi i ukleštenje 3. moždanog živca čija vlakna prenose signale do mišića dužice. To objašnjava prizore u kojima viđamo lekare ili fizioterapeute sportskih klubova, koji posle povrede glave svog igrača utrčavaju u teren i prvo što urade jeste da pregledaju zenice znajući da jednostrano proširenje ukazuje na pritisak izlivene krvi. Međutim, pregled zenica u prvim minutima posle povrede nema mnogo smisla, budući da je za pojavu proširene zenice zbog krvi u glavi potrebno najmanje 45 minuta, pri čemu u takvim slučajevima povređeni skoro nikada nije pri svesti.
Rene Magrit: Lažno ogledalo (1929)
Kad su u pitanju povrede u saobraćaju i kad hitna pomoć pristiže u prvih pola sata, korisna je procena brzine kojom se zenice sužavaju pod uticajem svetlosti. Pre 25 godina pojavili su se prvi komercijalni pupilometri, tj. instrument sa dve digitalne kamere, dve diode koje emituju infracrvene zrake i jednog mikroprocesora, displeja na maloj ploči od tečnih kristala. Da bi se očitala brzina promena prečnika zenica i njena uporedna širina, pupilometar se drži na 3 cm od oka. Kamera snima kratki videofilm o promeni širine zenice, pre i u toku „fleša“ bele svetlosti, koji traje 200 milisekundi.
Štapići i čepići
Sočivo (lat. lens) je smešteno iza dužice i zenice, po obliku je bikonveksno i ima snagu prelamanja svetlosti od 10 dioptrija. Svojom zadnjom površinom leži uvaljeno u želatinoznu masu koja je staklaste boje. Njegova najveća debljina je 3,7 mm, dok mu je prečnik tj. ekvator, 9-10 mm. Kada sočivo prelomi svetlosne zrake, oni u normalnom oku padaju tačno na centralnu jamicu na očnom dnu, označenu kao žuta mrlja. Pri posmatranju predmeta izbliza, sočivo se ispupči i jače prelama zrake – i obrnuto.
Akomodacija oka gledanjem predmeta izbliza ili velike daljine, moguća je zahvaljujući menjanju krivine sočiva koja zavisi od tankih mišićnih vlakana lepezasto učvršćenih oko ekvatora sočiva. Kad se mišićna vlakna skrate, menja se postojeća krivina. Posle 45. godine života, gubitak elastičnosti sočiva obično se nadoknađuje naočarima.
Vlakna koja čine sočivo vremenom bubre i grupišu se stvarajući u njegovoj sredini grudvu, tako da posle 45. godine sočivo više nije providno i ne prelama svetlost kao ranije. Takvo stanje opisuje se kao katarakta ili brana svetlu (cataracta, lat. brana), poznato je vekovima, a leči se hirurški još od antičkih vremena.
Katarakta
Danas se zamućeno sočivo odstranjuje mikrohirurški i zamenjuje veštačkim. Operacija katarakte je u rukama iskusnih oftalmologa dovedena do savršenstva.Staklasto telo (lat. corpus vitreum) glavni je ali ne i najvažniji sadržaj očne jabučice. Nalazi se iza sočiva i u sebi ima oko 98 odsto vode. Površina staklastog tela je gušća od njegove unutrašnje mase, koja sopstvenim pritiskom daje oblik očnoj jabučici, a mrežnjaču drži stalno zategnutom u zadnjem delu oka. Ako se taj pritisak smanji, mrežnjača se može naborati i odlubiti, što je čest slučaj kod jako kratkovidih i starih osoba.
Mrežnjača je debela 27 milimetara i ima 9 slojeva od kojih je najpovršniji prekriven senzornim ćelijama tipičnog oblika.Jedna vrsta ćelija podseća na štapiće i odlikuje se sposobnošću prijema i razlikovanja intenziteta svetlosti. U štapičastim nastavcima ćelija nalaze se naročiti pigmenti koji na svetlosti nestaju, a u mraku se regenerišu i ponovo zauzimaju svoje mesto.
Međutim, ćelije koje podsećaju na konusne čepiće, specijalizovane su za recepciju boja. Najgušće su u centralnoj jamici mrežnjače, udaljenoj nekoliko milimetra od mesta na kome ganglijske ćelije mrežnjače svojim dugim nastavcima obrazuju očni živac, koji potom odlazi unazad da bi se završio u potiljačnom delu kore velikog mozga, gde se procesuiraju primljeni podaci. U mrežnjači su štapići dvadeset puta gušći od čepića po jedinici površine. Fotoreceptorske ćelije mrežnjače usmerene su ili ka izvoru svetlosti ili u stranu, što je dizajn koji omogućava direktno ili indirektno fokusiranje predmeta.
Tek što soko ima oko
Oštrina percepcije na daljinu direktna je funkcija broja fotoreceptora, ugla pod koji je oko postavljeno, sposobnosti fokusiranja i moždane interpretacije viđenog.
Sovin pogled
Oči većine ptica postavljene su na bočnim delovima glave, tako da svakim okom osmatraju objekte na odgovarajućim stranama. Na taj način pokriva se ogromno vidno polje: golub bez okretanja glave osmatra polje široko 300 stepeni, a detlić čitavih 360 stepeni. Međutim, zbog takvog položaja očiju ptice teže procenjuju rastojanja i nemaju dobru dubinu vida.
Širina vidnog polja osmatranog sa dva oka (binokularni vid) zbog toga je ograničena. Sova ima oči na prednjoj strani glave kao i čovek, i zato ograničeno vidno polje, za razliku od detlića koji nema ograničenja jer vidi i s leđa.
Fabulozna oštrina vida sokola i nekih drugih ubica iz vazduha posledica je potpunog odsustva krvnih sudova u mrežnjači tako da su izbegnute senke i smanjenja količine svetlosti koja dopire do fotoreceptora. Soko raspolaže jednim pločastim izraštajem po sredini mrežnjače, koji stoji vertikalno i iz koga se luče posebne hranljive materije. Osim toga, soko u svom brišućem letu prema zemlji i nekom mišu osmotrenom sa visine od dva kilometra, ne koristi pravolinijski put već se obrušava u spirali, tako da svoj plen prati gledajući ga s boka.
Za razliku od ljudskog oka, čepići u rožnjači sokola luče uljane kapljice koje omogućavaju percepciju ultraljubičaste svetlosti. To mu olakšava prepoznavanje žrtava sa daljine (uglavnom ptice i pernata živina), budući da ptičje perje reflektuje ultraljubičastu svetlost manje talasne dužine od okolnih predmeta.S druge strane, evropski jastreb, koji se viđa kako kruži iznad autoputeva i okolnih njiva, lako pronalazi i najmanje miševe i druge glodare jer oni mokraćom i fecesom obeležavaju put kojim se kreću, što je vidljivo u ultraljubičastom spektru. Osmatrajući široku površinu prekrivenu vegetacijom, jastreb lako identifikuje polja sa glodarima i sitnim pticama, tako da ne gubi vreme u napadima na ciljeve sa statistički malo verovatnim uspehom.
Orlov pogled
Oštrina vida se opisuje kao sposobnost razlikovanja dveju tačaka koje su jedna uz drugu. Uopšteno, oštrina vida ljudi i ptica mogu se porediti, jer im je vidni aparat po optičkim principima skoro identičan.Ipak, orlovi, sokoli i neke druge grabljivice iz vazduha vide dva ili tri puta bolje od čoveka. Soko raspoznaje insekte dugačke svega dva milimetra sa rastojanja od 18 metara. Osim toga, optički sistem ptica na molekularnom nivou oseća uticaj magnetnog polja Zemlje tako da se, slično lososu, one s lakoćom orijentišu tokom migracija.
Suze nisu samo za plakanje
Suze su izraz emocija ljudi, ali lekari i psiholozi misle da one nose i mnoge druge poruke. Hemijskom analizom sastava suza i očne vodice koja ispunjava očne komore, stiču se nova saznanja i razumevanje biohemije raznih bolesti poput glaukoma, katarakte i dijabetesa.Rej Čarls i Barbara Strejsend: Crying TimeSuze se luče iz suznih žlezda, smeštenih u gornjem delu spoljašnjeg ugla oka, a sastoje se od po dva režnja od koji je jedan nevidljiv jer je pozadi u očnoj duplji, a da bi se video treba odići gornji kapak.Žlezda je dugačka oko 2 cm, a široka oko 10 mm. Suze iz nje slivaju se preko površine oka i održavaju ga vlažnim. Potom se skupljaju u unutrašnjem uglu oka, a odatle ulaze u kanalić širok 3 mm, usmeren prema nosu u kome se suze izlivaju pri dnu nosne šupljine.
Suze pomažu održavanju vlage na površini oka, a kad nam nešto upadne u oko ili kad ljuštimo crni luk, one sadrže 98 odsto vode i služe detoksikaciji, dok suze zbog emocija nose u sebi hormone stresa.
Plakanje je jedna od prirodnih reakcija tela prouzrokovana emocijama. Kad god se plače zbog osećanja koja je teško savladati, onda se psihološka reakcija pretvara u fizičku. Dugim plakanjem iz tela se oslobađaju endogene opojne materije poznate kao endorfini, čime se ublažava fizički i emocionalni bol, a naročito tuga.
Istraživači koji se bave plakanjem tvrde da je ono korisno još od prvog dana života, kad novorođenče zaplače. Prvi glas novorođenčeta po izlasku iz materice na svetlost dana od suštinskog je značaja. Dok su u materici, bebe dobijaju kiseonik preko pupčane vrpce, a kad se rode, od nje se odvajaju i počinju sopstveno disanje.Prvi plač novorođenog deteta pomaže izbacivanju vode iz pluća, nosa i usta čime počinje adaptacija života u spoljašnjem svetu. Čak i onda kada pluća u 32. nedelji trudnoće nisu potpuno razvijena (sazrevaju u 36. nedelji), odlični su izgledi da će novorođenče preživeti. Suprotno verovanju, nijedna beba pre rođenja ne plače u matericiNečije suze u situacijama punim napetosti deluju umirujuće; bez obzira ko plače, suze uvek izražavaju želju za pomirenjem i neku vrstu predaje.
Očna proteza: bioničko oko
Slepilo je oduvek bilo veliki problem i zbog toga se već više decenija radi na primeni implantata kao zamene za jedan deo mrežnjače, kao i na elektronskim čipovima koji bi preuzeli njenu funkciju. Još 1988. godine, definisan je tzv. Retinal Implant Project, na kome i danas rade Harvard, Masačusetska bolnica, Masačusetski institu za tehnologiju i više velikih medicinskih i tehnoloških centara u svetu.
Implant
U bioničkom oku se elektronski stimulišu ganglijske ćelije mrežnjače i degeneracijom proređene fotoreceptorske ćelije malog ali najvažnijeg polja na mrežnjači, zvanog makula (lat. macula lutea), čije su dimenzije 3-5 milimetara u dijametru. Ostali deo mrežnjače namenjen je perifernom vidu. U makuli zdravog oka uvek je velika koncentracija fotoreceptorskih žuto pigmentisanih ćelija (otud latinski pridev lutea, tj. žuta), što je neophodno za dobar vid. Međutim, između 45. i 85. godine starosti, događa se njena degeneracija sa učestalošću od 8-7 odsto, što nije malo. U svetu je 2021. godine bilo 200 miliona obolelih, a ukoliko učestalost bude stabilna, projektuje se 229 miliona za 2040. godinu.
Bioničko oko ima naročito dobru perspektivu za slučajeve zapaljenja retine, poznato kao retinitis pigmentosa, što je naziv za skup naslednih bolesti koje pogađaju mrežnjaču. Zapaljenje uzrokuje degeneraciju nekoliko slojeva ćelija na pozadini oka, gde su fotoreceptori, štapići i čepići. Na periferiji od centra retine, tj. makule, nalaze se štapići, dok su u samom centru čepići odgovorni za centralni vid i prepoznavanje boja. Bolest se prepoznaje rano, ali se njena progresija nastavlja jer za nju nema leka. Njena učestalost je 1 na 3-4.000 ljudi u svetu.
Bioničko oko, prototip kompanije Bionic Vision
Cilj kojem se teži u radu na bioničkom oku je bajpas oštećenih fotoreceptora i obezbeđivanje elektrostimulacije ganglijskih ćelija u poslednjem sloju mrežnjače, koje odatle svojim dugačkim nastavcima, tj. aksonima, obrazuju očni živac čiji je završetak u kori potiljačnog režnja mozga. Dva mikročipa stavljaju se preko mrežnjače, a energiju dobijaju naročito prilagođenim laserom u okviru naočara. Vizuelni podaci iz okoline dolaze do lasera pomoću mikrokamera, a onda se emituju prema čipovima na mrežnjači.
Kad se samo pomisli na nežnu mrežnjaču i na manipulacije čipovima koji se u nju implantiraju, onda postaje jasno kolika je opasnost male nepreciznosti za gubitak ionako minimalno očuvanog vida.
Bioničko oko je namenjeno samo onima koji imaju očuvanu percepciju svetlosti i slepima koji su ranije videli. Za sve proteze oka na kojima se trenutno radi potreban je dobro razvijen i očuvan korteks u potiljačnom delu mozga, što je srećom, uglavnom ispunjen uslov. Bioničko oko sigurno ima budućnost, jer je već uspešno primenjeno, u doduše relativno malom broju slučajeva, ali će biti potrebno još dosta vremena pre nego što postane realnost.
(RTS)
