गोल्डन आइज़: कैसे सोने के नैनोकणों को एक दिन लोगों की दृष्टि को बहाल करने में मदद मिल सकती है

जर्नल में प्रकाशित एक अध्ययन में एसीएस नैनो और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ द्वारा समर्थित, अनुसंधान टीम ने दिखाया कि रेटिना में इंजेक्ट किए गए नैनोकणों को सफलतापूर्वक दृश्य प्रणाली को उत्तेजित किया जा सकता है और रेटिना विकारों के साथ चूहों में दृष्टि को बहाल किया जा सकता है। निष्कर्ष बताते हैं कि एक नए प्रकार का दृश्य प्रोस्थेसिस प्रणाली जिसमें नैनोकणों, जो चश्मे या चश्मे की एक जोड़ी में पहने जाने वाले एक छोटे लेजर डिवाइस के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है, एक दिन रेटिना विकारों वाले लोगों को फिर से देखने में मदद कर सकता है।

नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ के एक पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता जियारुई नी ने कहा, “यह एक नए प्रकार का रेटिना प्रोस्थेसिस है, जिसमें किसी भी तरह की जटिल सर्जरी या आनुवंशिक संशोधन की आवश्यकता के बिना रेटिना के अध: पतन के लिए खोई हुई दृष्टि को बहाल करने की क्षमता है।” ब्राउन पर। “हम मानते हैं कि यह तकनीक संभावित रूप से रेटिना अपक्षयी स्थितियों के लिए उपचार प्रतिमानों को बदल सकती है।”

Nie ने ब्राउन के स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में एक एसोसिएट प्रोफेसर और ब्राउन के कार्नी इंस्टीट्यूट फॉर ब्रेन साइंस में एक संकाय संबद्ध, जोनघन ली की प्रयोगशाला में काम करते हुए काम किया, जिन्होंने काम की देखरेख की और अध्ययन के वरिष्ठ लेखक के रूप में कार्य किया।

रेटिना विकार जैसे मैक्यूलर डिजनरेशन और रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा अमेरिका और दुनिया भर में लाखों लोगों को प्रभावित करते हैं। ये स्थितियां रेटिना में प्रकाश-संवेदनशील कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाती हैं जिन्हें फोटोरिसेप्टर कहा जाता है-“छड़” और “शंकु” जो प्रकाश को छोटे विद्युत दालों में परिवर्तित करते हैं। वे दाल अन्य प्रकार की कोशिकाओं को द्विध्रुवी और नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं नामक दृश्य श्रृंखला को उत्तेजित करते हैं, जो फोटोरिसेप्टर संकेतों को संसाधित करते हैं और उन्हें मस्तिष्क के साथ भेजते हैं।

यह नया दृष्टिकोण क्षतिग्रस्त फोटोरिसेप्टर्स को बायपास करने के लिए रेटिना में सीधे इंजेक्ट किए गए नैनोकणों का उपयोग करता है। जब अवरक्त प्रकाश नैनोकणों पर केंद्रित होता है, तो वे एक छोटी मात्रा में गर्मी उत्पन्न करते हैं जो द्विध्रुवी और नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं को उसी तरह से सक्रिय करता है जिस तरह से फोटोरिसेप्टर दालें करते हैं। क्योंकि द्विध्रुवी और नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं को छोड़ते समय मैक्यूलर डिजनरेशन जैसे विकार ज्यादातर फोटोरिसेप्टर्स को प्रभावित करते हैं, रणनीति में खोई हुई दृष्टि को बहाल करने की क्षमता होती है।

इस नए अध्ययन में, अनुसंधान टीम ने माउस रेटिना में और रेटिना विकारों के साथ जीवित चूहों में नैनोपार्टिकल दृष्टिकोण का परीक्षण किया। एक तरल नैनोकणों के समाधान को इंजेक्ट करने के बाद, शोधकर्ताओं ने रेटिना पर प्रोजेक्ट आकृतियों के लिए निकट-अवरक्त लेजर प्रकाश का उपयोग किया। सेलुलर गतिविधि का पता लगाने के लिए एक कैल्शियम सिग्नल का उपयोग करते हुए, टीम ने पुष्टि की कि नैनोकणों में रोमांचक द्विध्रुवी थे और पैटर्न में नाड़ीग्रन्थि कोशिकाएं लेजर द्वारा अनुमानित आकृतियों से मेल खाती थीं।

प्रयोगों से पता चला कि न तो नैनोपार्टिकल समाधान और न ही लेजर उत्तेजना ने पता लगाने योग्य प्रतिकूल दुष्प्रभाव पैदा किया, जैसा कि सूजन और विषाक्तता के लिए चयापचय मार्करों द्वारा इंगित किया गया है। जांच का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने पुष्टि की कि नैनोकणों की लेजर उत्तेजना के कारण चूहों के दृश्य कॉर्टिस में गतिविधि में वृद्धि हुई है – एक संकेत है कि पहले अनुपस्थित दृश्य संकेतों को मस्तिष्क द्वारा प्रेषित और संसाधित किया जा रहा था। शोधकर्ताओं का कहना है कि, एक संकेत है कि दृष्टि को कम से कम आंशिक रूप से बहाल किया गया था, संभावित रूप से मनुष्यों के लिए एक समान तकनीक का अनुवाद करने के लिए एक अच्छा संकेत।

मानव उपयोग के लिए, शोधकर्ता एक ऐसी प्रणाली की कल्पना करते हैं जो नैनोकणों को चश्मे या चश्मे की एक जोड़ी में घुड़सवार लेजर सिस्टम के साथ जोड़ती है। काले चश्मे में कैमरे बाहरी दुनिया से छवि डेटा एकत्र करेंगे और इसका उपयोग एक इन्फ्रारेड लेजर के पैटर्निंग को चलाने के लिए करेंगे। लेजर दालें तब लोगों के रेटिना में नैनोकणों को उत्तेजित करती हैं, जिससे वे देखने में सक्षम होंगे।

यह दृष्टिकोण एक के समान है जो कुछ साल पहले मानव उपयोग के लिए खाद्य और औषधि प्रशासन द्वारा अनुमोदित किया गया था। पुराने दृष्टिकोण ने एक कैमरा सिस्टम को एक छोटे से इलेक्ट्रोड सरणी के साथ जोड़ा, जिसे आंख में शल्य चिकित्सा द्वारा प्रत्यारोपित किया गया था। NIE के अनुसार, नैनोपार्टिकल दृष्टिकोण के कई प्रमुख लाभ हैं।

शुरुआत के लिए, यह बहुत कम आक्रामक है। सर्जरी के विपरीत, “एक इंट्राविट्रियल इंजेक्शन नेत्र विज्ञान में सबसे सरल प्रक्रियाओं में से एक है,” नी ने कहा।

कार्यात्मक लाभ भी हैं। पिछले दृष्टिकोण का संकल्प इलेक्ट्रोड सरणी के आकार द्वारा सीमित था – लगभग 60 वर्ग पिक्सेल। क्योंकि नैनोपार्टिकल समाधान पूरे रेटिना को कवर करता है, नया दृष्टिकोण संभावित रूप से किसी के विज़न के पूर्ण क्षेत्र को कवर कर सकता है। और क्योंकि नैनोकणों ने दृश्य प्रकाश के विपरीत निकट-अवरक्त प्रकाश का जवाब दिया है, सिस्टम जरूरी नहीं कि किसी भी अवशिष्ट दृष्टि के साथ हस्तक्षेप करे जिसे एक व्यक्ति बनाए रख सकता है।

नैदानिक ​​सेटिंग में दृष्टिकोण की कोशिश करने से पहले अधिक काम करने की आवश्यकता है, नी ने कहा, लेकिन यह शुरुआती शोध बताता है कि यह संभव है।

“हमने दिखाया कि नैनोपार्टिकल्स रेटिना में महीनों तक बिना किसी बड़ी विषाक्तता के रह सकते हैं,” नी ने शोध के बारे में कहा। “और हमने दिखाया कि वे दृश्य प्रणाली को सफलतापूर्वक उत्तेजित कर सकते हैं। यह भविष्य के अनुप्रयोगों के लिए बहुत उत्साहजनक है।”

अनुसंधान को नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ नेशनल आई इंस्टीट्यूट (R01EY030569), चीन छात्रवृत्ति परिषद छात्रवृत्ति, सऊदी अरब सांस्कृतिक मिशन छात्रवृत्ति और दक्षिण कोरिया के अल्केमिस्ट परियोजना कार्यक्रम (RS-2014-00422269) द्वारा वित्त पोषित किया गया था। सह-लेखकों में पुसान नेशनल यूनिवर्सिटी, ब्राउन प्रोफेसर ताओ लुई के प्रोफेसर क्यूंग्सिक ईओएम, साथ ही ब्राउन स्टूडेंट्स हाफ़िथ एम। अल घोसाइन, अलेक्जेंडर नीफर्ट, आरोन चेरियन, गैया मैरी गेरबका और क्रिस्टीन वाई एमए शामिल हैं।