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Das Bionische Auge: Mehr als nur Science Fiction

September  2018

Was ist Bionik? Einfach gesagt beschäftigt sich die Bionik mit dem Übertragen von Phänomenen der Natur auf die Technik. Ein bekanntes Beispiel aus der Geschichte ist Leonardo da Vincis Idee, den Vogelflug auf Flugmaschinen zu übertragen. Ein Beispiel aus dem moderneren Alltag ist der von Kletten inspirierte Klettverschluss.

Ein bionisches Auge ist eine elektronische Sehhilfe, die degenerierter oder abgestorbene Rezeptorzellen der Netzhaut ersetzt. 

Es gibt verschiedene Ansätze für derartige Implantate, das Funktionsprinzip ist aber im Wesentlichen identisch: Bilder der Umgebung werden in elektrische Impulse umgewandelt und an die Nerven weitergegeben.

Der Tübinger Augenarzt und Wissenschaftler Prof. E. Zrenner pflanzte bereits vor mehr als 10 Jahren die ersten elektronischen Chips unter die Netzhaut, um abgestorbene Sehzellen zu ersetzten. Die Reizung der noch intakten Nervenzellen erfolgte per Funk über Bilder, die von einer in eine Spezialbrille eingebauten Kamera an den Chip übertragen wurden. 

Amerikanischen Wissenschaftlern ist es jetzt an der University of Minnesota gelungen, ein funktionierendes bionisches Auge mittels 3D Druck herzustellen. Sie mußten dazu verschiedene Hürden überwinden, wie z.B. das Drucken verschiedener Materialien auf eine konkav-gebogene Oberfläche. Die so komplett 3-D gedruckten Semikonduktoren wandeln Licht mit einer Effektivität von 25% in elektrische Impulse um. 

Die elektronische Sehhilfe vermittelt kein vollständiges Sehen, vielmehr werden Licht-Veränderungen, Schatten oder Umrisse bzw. gerasterte Bildinformation wahrgenommen.

Voraussetzung für das Funktionieren bisher entwickelter bionischer Augen ist eine intakte Reizweiterleitung über den Sehnerven zum Gehirn. Sie können damit Patienten helfen, die z.B. an degenerativen Netzhauterkrankungen wie der Retinitis pigmentosa leiden, nicht jedoch solchen, bei denen durch Trauma oder Operation der Sehnerv verletzt wurde.


Quellen:

Bionic Eyes are Not Just Science Fiction, Technology Networks

Park, S. H. et al (2018). 3D Printed Polymer Photodetectors. Advanced materials. doi:10.1002/adma.201803980


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