Sondervortrag: Aufbau eines bionischen Auges zum Formsehen

[Erica Simmons]

Das Auditorium Maximum der JDU wird für den Vortrag zu einem Thema vorbereitet das ursprünglich auf der (inzwischen abgesagten) µCATS 2019 vorgestellt werden sollte.

Der Vortrag ist für 16:00 Uhr angesetzt. Die Technik wird noch einmal gründlich überprüft um sicherzustellen, dass alles reibungslos verläuft.

[Arthur Simmons]

taucht etwa eine halbe Stunde vor Beginn auf um seine Präsentation auf den Rechner zu übertragen und noch einmal durchzugehen.

[Erica Simmons]

Allmählich beginnen die ersten Zuhörer einzutreffen.

[Ema Skye]

trifft ein und sucht sich einen Platz in einer der vorderen Reihen

[Lloyd Ashford]

ist für den Vortrag aus Devon angereist nimmt ebenfalls Platz und legt seinen Notizblock bereit

[Erica Simmons]

tritt ans Rednerpult

Meine Damen und Herren, ich danke ihnen dass sie sich heute für den Sondervortrag "Aufbau eines bionischen Auges zum Formsehen mit Schnittstelle an der Netzhaut" hier
eingefunden haben. Der Beitrag sollte ursprünglich im Kontext der ersten mikronantionalen Konferenz für angewandte und theoretischen Wissenschaften gehalten werden die dieses Jahr jedoch bedauerlicherweise aufgrund der geringen internationalen Resonanz abgesagt wurde. Die zum Vortrag gehörende Veröffentlichung wird zeitnah über die Zentralbibliothek des Seereichs zur Verfügung gestellt werden.

Der Vortrag wird gehalten von Dr. Arthur Simmons von der Hephaistosgemeinschaft, einem Spezialisten auf dem Gebiet der Bionik mit langjähriger Erfahrung.

... und durchgeknallter Transhumanist der sich hoffentlich in dieser Runde etwas zurückhalten wird ...

nickt ihrem Vater kurz zu

Dr. Simmons...

tritt vom Pult zurück

[Arthur Simmons]

erwidert das Nicken als er ans Pult tritt und findet es irgendwie amüsant wie Erica vermieden hat ihn als ihren Vater vorzustellen obwohl es vermutlich jedem im Raum der über wenigstens zwei funktionierende Gehirnzellen verfügt klar sein dürfte

Wahrscheinlich schmollt sie jetzt die nächsten paar Wochen weil außer mir niemand einen Beitrag zu der von ihr organisierten Konferenz angemeldet hat

wendet sich ans Publikum und räuspert sich kurz

[Arthur Simmons]

Ich danke ihnen, dass sie heute hier erschienen sind. Wie sie alle vermutlich wissen befasst sich die Bionik damit technische Probleme nach dem Vorbild biologischer Funktionen zu lösen. Damit ist sie insbesondere geeignet biologische Komponenten zu ersetzen die durch Unfall, Krankheit oder sonstige Schädigung ihre Funktion nicht länger erfüllen können. Ich beabsichtige ihnen heute das grundlegende Konzept einer möglichen Lösung für ein bionisches Auge vorzustellen.

[Arthur Simmons]

Ich gehe davon aus sie alle sind mit dem Aufbau und der Funktionsweise des menschlichen Auges zumindest in Grundzügen vertraut. Einfach ausgedrückt wird Licht über eine Linse auf die Netzhaut fokussiert wo es durch lichtempfindliche Zellen in elektrische Signale umgewandelt wird die über den Sehnerv ins Gehirn weitergeleitet und dort interpretiert werden. Schädigungen der Netzhaut durch degenerative Erkrankungen oder Unfälle, diejenigen unter ihnen die sich auf Laser spezialisiert haben wissen vermutlich wovon ich spreche, können zu einem Verlust der Sehkraft bis hin zu völliger Blindheit führen. Sofern die Sehnerven und Nervenenden in der Netzhaut voll entwickelt und intakt und die Fähigkeit zur Verarbeitung der durch die Sehnerven weitergeleiteten elektrischen Impulse im Gehirn noch vorhanden ist, lässt sich die Funktion des menschlichen Auges jedoch mit technischen Mitteln nachbilden.

Wie gehen wir dabei vor? Nun, im wesentlichen ähnlich wie es die Natur auch tun würde, indem wir Bilder als räumliche Verteilung von Punkten unterschiedlicher Helligkeit auffassen und diese Informationen in elektrische Signale umwandeln. Es sind dafür verschiedene Lösungsansätze denkbar, die alle ihre Vor- und Nachteile haben.

[Arthur Simmons]

In einer vereinfachten Variante kann, sofern Linse und Hornhaut noch intakt sind, ein Photodioden-Array direkt an der Netzhaut mit einem Array von subretinal implantierten Stimulationselektroden gekoppelt werden. Diese Variante verringert die Komplexität des bionischen Systems erfordert jedoch trotzdem einen subretinalen Eingriff um die Nervenenden der Netzhaut als Schnittstelle nutzen zu können und hat in meinen Augen ein geringeres Potential in Hinblick auf die erreichbare Auflösung und die zukünftige Weiterentwicklung. Wie sieht also meine favorisierte Lösung aus?

Nun, in der von mir bevorzugten Variante werden Lichtsignale über eine Kamera aufgenommen. Diese könnte grundsätzlich als externes Gerät zum Beispiel in einer Brille angeschlossen werden, um die natürliche Beweglichkeit des Auges nutzen zu können ist der Ansatz einer Implantation im Raum der Hornhaut und vorderen Augenkammer jedoch vielversprechender. Das von dieser Kamera erzeugte Bild wird dann in einer Prozessoreinheit in eine äquivalente Lichtverteilung die sich auf der Netzhaut ergeben würde umgerechnet und in dieser Form an ein, mit den intakten Nervenenden in der Netzhaut verbundenes, Array von subretinal implantierten Stimulations-elektroden weitergeleitet. Durch die Stimulationselektroden werden die elektrischen Signale über die in der Netzhaut liegenden Nervenenden in den Sehnerv geleitet und können, dadurch dass sie durch die Prozessoreinheit aus dem Kamerabild bereits in die erwartete Form übertragen wurden, im Gehirn direkt als Bilddaten interpretiert werden. Die Energieversorgung erfolgt via transdermaler Induktion über eine unter der Haut implantierte Spule.