לראות 6:6

חוקרים מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון פיתחו שיטה חדשה להפעלה בלתי חודרנית של רשתית עיוורת, על ידי שילוב של אופטיקה הולוגרפית ואופטוגנטיקה – תחום חדש ומתפתח בתחום מדעי העצב – כך מדווח כתב העת Nature Communications.

"מחלות ניווניות של תאי חישת האור שברשתית הן בין הגורמים העיקריים לעיוורון בעולם המערבי", מספר פרופ' שהם. "מחלות אלו מאופיינות בניוון של שכבת תאי החישה לאור, בזמן ששכבות התאים האחרות ברשתית, ובפרט תאי העצב – תאי הגנגליון, משתמרות. גירוי מלאכותי של תאי עצב ששרדו מהווה אסטרטגיה פוטנציאלית לעקיפת מעגלים (פגועים) של תאי העצב ברשתית. השבת הראייה שאבדה לרמה תפקודית בסיסית התאפשרה באחרונה באמצעות החדרה כירורגית של שתלים אלקטרוניים, אשר מפעילים חשמלית את תאי העצב ששרדו, בדומה לשתלים השבלוליים (הקוכליאריים) באוזן הפנימית, המיועדים לטיפול בחירשים. שיטתנו היא שונה וחדשנית, משום שהיא מבקשת להפעיל את תאי העצב ששרדו ללא צורך במגע ישיר של שתל עם הרשתית והיא עשויה לייתר בעתיד את הצורך בניתוח ובהשתלה."

יישומה של השיטה אינו מוגבל לראייה בלבד
צילום: שאטרסטוק

"הגישה האופטוגנטית מבוססת על ביטוי גנטי של תעליות יונים רגישות לאור (חלבונים שמקורם באצות), בתאי הגנגליון של הרשתית", מסבירה ד"ר אינה ראוטסקי-גפן, שחקרה את שילוב ההולוגרפיה והאופטוגנטיקה ויישומן ברשתיות עיוורות, בהנחיית פרופ' שהם ובסיוע עמיתים אחרים בצוות המחקר: ליאור גולן, ד"ר נאירוז פרח, עדי שכטר, לימור צור וד"ר ענבר ברוש. "תאי הגנגליון השקופים והבלתי רגישים לאור שבהם מבוטאת התעלית הופכים כך לחיישני אור, ועשויים לעקוף באופן מעשי את תפקידם של תאי החישה לאור. כדי ליצור תפישת ראייה משמעותית במוח, עלינו להיות מסוגלים להפעיל כמות גדולה של תאי עצב במקביל, כפי שקורה בתהליך הראייה הרגיל. נוסף על כך, יש לעשות זאת בדיוק זמני ומרחבי גבוה, אשר יחקה את הפעילות הטבעית התקינה של הרשתית. תוצאות המחקר שלנו מדגימות כי גירוי אופטי של תאים אלו באמצעות מקרן הולוגרפי ייחודי מאפשר הפעלה מקבילית של קבוצות גדולות של תאים עם דיוק מרחבי ברמת התא הבודד, דבר שאינו אפשרי בהפעלה חשמלית. כך סיפקנו הדגמה עקרונית ראשונה של גירוי אופטי הולוגרפי המאפשר שחזור של פעילות תאית זהה לפעילות של רשתית תקינה, כבסיס לשיקום בָּיוני של כושר הראייה."

לא רק לראייה

מערכת ההקרנה ההולוגרפית שפותחה במהלך המחקר מבוססת על עקרון אפנון הפאזות של אור, שלאחר מַעבר דרך מערכת אופטית יוצר תמונה במישור המוקד. מערכת זו היא בעלת יעילות גבוהה יחסית ואינה "בזבזנית" מבחינה אנרגטית. החוקרים מציינים כי יעילות זו תהיה חשובה בשלב מתקדם יותר, שבו יהיה צורך להפוך את המערכת למערכת עירור נישאת, אשר תהווה חלק אינטגרלי מ"תותב" ראייתי.

"יישומה של השיטה אינו מוגבל לשחזור הראייה בלבד", מדגיש פרופסור שהם. "אסטרטגיות עירור הולוגרפי יכולות לאפשר בקרה גמישה על פעילות רשתות גדולות של תאי עצב המבטאים באופן מלאכותי תעליות רגישות לאור, ולסלול את הדרך להֶתקנים וליישומים מדעיים ורפואיים נוספים שיסייעו ב'פיצוח הקוד' ברשתות תאי העצב במוח."