Fyrir sextán árum kenndi Bernardeta Gómez, 57 ára, líffræði við menntaskóla í Valencia þegar eitruð sjóntaug sem tengir augun við heilann skemmdist og varð til þess að hún varð blind. Nú hefur ígræðsla inni í heila hennar gert henni kleift að sjá myndstu og þekkja ýmsa stafi í stafrófinu. Hún hefur meira að segja getað spilað einfalda útgáfu af Pac-Man tölvuleiknum.
Kerfið er hannað af vísindamönnum við Miguel Hernández háskólann í Elche (UMH), í spænska héraðinu Alicante. Kerfið samanstendur af 96 rafskautaígræðslum sem komið er fyrir í afturheilasvæðinu sem framkallar sjón. Þetta er í fyrsta sinn sem þess konar tækni er notuð á blindan einstakling. Gómez varð þó aftur blind þegar vélin var tekin úr sambandi, en nú er verið að ráða nýja sjálfboðaliða til að ganga lengra með þessa tilraun.
„Ég fékk ígræðsluna mánudaginn 22. október 2018,“ rifjar Gómez upp „og á þriðjudeginum þar á eftir hófst tilraunin. Á fyrstu þremur mánuðunum, sem voru upphafleg tímalengd rannsóknarinnar, náðum við ekki miklum framförum, svo ég krafðist þess að rannsóknin yrði framlengdar. Þá byrjaði að skynja breytingar á styrkleika. Ég gat séð eitthvað sem líktist ljósu mynstri."
Það sem Gómez kallar mynstur eru í raun „fosfén" eða sjónrænt fyrirbæri í formi blikkandi eða ljómandi hvítgulra punkta. Allir sem nudda augnlokin með ákveðnum þrýstingi sjá þetta. Hjá blindu fólki er þetta algengt og oft ófyrirséð. Í tilfelli Gómez sá hún mynstrin þegar mikið hljóð barst eða þegar hún hræddist.
Eduardo Fernández, forstöðumaður lífeðlisfræðilegs taugatæknihóps við stofnunina Institute of Bioengineering UMH, útskýrir að fosfén birtist á tilteknum stað í sjónhvolfinu. „Sjónhimnan er með nokkurs konar kort í heilaberki sem tengist sjónsviðinu,“ segir hann. „Þetta kort hafi verið rannsakað hjá þeim sem sjá eðlilega, þ.e.a.s. maður örvar ákveðinn hluta og sér eitthvað sérstakt en ekkert annað. Rannsóknarlið Fernández var hissa á því að það sama gerðist fyrir blindu konuna. „Kortið er enn til staðar,“ segir hann.
„Ég byrjaði að sjá þröngar súlur, breiðar súlur og ferninga, svo lærði ég að greina mynstur"
Vandamálið sem þeir lentu í með Gómez er að stundum birtust þessi „fosfén" þegar þeir örvuðu hægri heilaberki á bak við eyrað, efst í heilanum, þar sem taugar sjónrænnar vinnslu liggur og á öðrum tímum gerðu þeir það án örvunar. Eins og Gómez sagði í gríni: „vísindamennirnir voru jafn blindir og ég."
Rannsóknirnar, sem hafa verið gerðar í samvinnu við vísindamenn frá hollensku taugavísindastofnuninni og háskólanum í Utah í Bandaríkjunum, eru brautryðjendur á margan hátt. Vísindamennirnir settu disk með 96 rafskautum inn í heilann. Hver diskur er 1,5 millimetrar á lengd og 80 míkron í þvermál. „Þeir eru á stærð við taugafrumurnar sem við viljum eiga samskipti við,“ útskýrir Fernández. Taugafræðingar hafa prófað þessar diska í nokkur ár á fólki sem er lamað eða getur ekki tjáð sig. „Þetta er í fyrsta skipti sem einn þannig hefur verið græddur í sjónsvæði heilans á blindum einstaklingi,“ bætir hann við. Rafskautin senda ekki aðeins rafmerki heldur einnig taugaboð til utanaðkomandi kerfis. Allar upplýsingar um rannsóknina birtast í nýjustu útgáfu vísindatímaritsins Journal of Clinical Investigation.
Tilrauninni var svo lokið með gervisjónhimnu, svipaðri myndvinnsluvél og myndavél sem fest er á hefðbundin gleraugu. Hlutverk hennar er að framkalla ljósörvun sem stjórnað er með rafskautum til að virkja starfsemi heilans. Ólíkt öðrum aðferðum, svo sem sjóntækni sem reynir að fá augað til að endurheimta hluta af sjón þess. „Hér fórum við framhjá auganu,“ segir Fernández. Undir venjulegum kringumstæðum skynjuðu augu Gómez ekki einu sinni ljós.
Til að byrja með virkjuðu vísindamennirnir rafskautin hvert af öðru og örvuðu þannig heilaboðin. Gómez man að hún sagði : „ég sé punkt.“ Þegar heilinn var tengdur við vélina juku vísindamennirnir margbreytileika örvunarinnar og fjölda rafskauta sem þeir virkjuðu í einu. „Þá byrjaði ég að sjá þröngar súlur, breiðar súlur, ferninga og svo fór ég að greina mynstur„, segir Gómez. Hún fór síðan að sjá andlit. Hún var meira að segja fær um að spila einfalda útgáfu af Pac-Man. „Þetta var raunveruleg upplifun,“ segir hún."
Við greiningu á mynstri og formum fór sjúklingurinn úr 81,4% árangri í 100%. Í síðasta mánuði tilraunarinnar gekk rannsóknarliðið lengra og rannsakaði skynjun hennar á bókstöfum með því að virkja 16 rafskaut samtímis. Gómez gat greint suma, svo sem L, C, V og O með 70% árangur. En þeir gátu ekki framkallað skynjun hennar á öllu stafrófinu og vita ekki hvers vegna.
Nánast allt í rannsókninni er svo nýtt að engin fordæmi eru til að bera saman við. Til dæmis þurftu þeir að halda áfram að stilla rafmerkið þar til þeir fundu þröskuldinn sem þarf til að ná viðbrögðum frá heilanum. Tilraunir til að örva heilann til að hjálpa blindu fólki að endurheimta að minnsta kosti hluta sjónar eru frá áttunda áratugnum. En það var alltaf byggt á utanaðkomandi örvun. Í þessu tilfelli er höfuðið opnað og farið beint inn í heilann. Ólíkt rafskautskerfum sem komið er fyrir í hársverðinum, sem virka á bilinu milliampere –an amper sem er mælikvarði á litla rafstrauma, lækka þessi beinu ígræðsla verulega. Nálægðin gerir ráð fyrir hærri upplausn með minni straum en nauðsynlegt er til að fínstilla kerfið í þeim tilgangi að forðast of mikla örvun. Meðalþröskuldur Gómez var settur á 66, 8 míkróperu.
Að sögn Jaume Català, augnlæknis á katalónska sjúkrahúsinu Sant Joan de Déu og Bellvitge, eru niðurstöður þessara rannsókna „tímamót í gervisjón með barksteraörvun." En hann vill vera varkár í yfirlýsingum á þessum tímapunkti og útskýrir: „Þetta er einstaklingsbundið tilvik og tilraunarannsókn. Þetta er tilraun sem hugsanlega veitir mögulegar lausnir fyrir sjúklinga sem einu sinni höfðu sjón og hafa misst hana alveg, annaðhvort vegna breytinga á sjónhimnu eða sjóntaugum. En bætir við að sjónheila heilabörkurinn verður að vera í lagi. „Við erum enn langt frá því að ná fulllkomnri sjón með þessum ígræðslum og þörf er á að að rannsaka og skilja betur flóknar og margvíslegar taugar á svæðinu,“ segir hann.
