احسان کامرانی مخترع چشم مصنوعی با قابلیت بینایی ؟؟؟!!!

مخترع چشم مصنوعی با قابلیت بینایی کیست؟ شاید این سوال برای شما هم پیش بیاید که آیا واقعا می توان یک چشم مصنوعی با قابلیت بینایی اختراع کرد. در این مقاله قصد داریم به این سوال شما پاسخ دهیم. پروفسور احسان کامرانی که بعنوان یکی از مفاخر ایرانی در زمینه ساخت چشم مصنوعی با قابلیت بینایی در دنیا شناخته می‌شود. او متولد شهرستان پلدختر در استان لرستان می‌باشد. ایشان دارای دکترای مهندسی بایوفوتونیک از دانشگاه هاروارد و همچنین دکترای نانو مواد پزشکی (نانو بایو متریال) از دانشگاه پوهانگ کره جنوبی بوده. دارای مقالات و تحقیقات بسیاری در حوزه ساخت پروتز چشم با قابلیت بینایی می‌باشد.

در حال حاضر دکتر کامرانی استاد دانشگاه هاروارد بوده و به تدریس در زمینه مهندسی پزشکی می‌پردازند. بدلیل مطالعات و پژوهش‌های گسترده در زمینه بازگشت بینایی یک فرد نابینا، ایشان بعنوان یک شخص تاثیرگذار در علم بینایی و بینایی سنجی در جهان مشهور هستند.

توضیحات دکتر کامرانی در مورد پروژه بینایی بخشی (چشم مصنوعی با قابلیت بینایی) | آیا ایشان مخترع چشم مصنوعی با قابلیت بینایی هستند؟

بنا به بیان دکتر کامرانی، ایشان در دوره دکتری توانستند از آمریکای شمالی پذیرش بگیرند. از این طریق از فرصتی بهره‌مند شدند که در قالب یک آزمون و رقابت و امتیازی که کسب کردند. دانشگاه مورد نظر خود را انتخاب کنند. انتخاب پروفسور کامرانی، دانشگاه های هاروارد و MIT بود که در نهایت در دانشگاه MIT پذیرش شدند.

ایده اولیه

همزمان با شروع تحصیل در دانشگاه هاروارد در سال 2011، ایشان تحقیقات خود در زمینه نور در علم پزشکی را در یکی از آزمایشگاههای دانشگاه آغاز نمودند. در اینجا بود که برای اولین بار در جهان، ایده بینایی بخشی یا همان چشم مصنوعی با قابلیت بینایی مطرح گردید. ایده اولیه بینایی بخشی مجدد به این صورت بود که چگونه می‌توان بینایی از یک فرد نابینا را مجددا به او بازگرداند. او در این زمینه کمک کرد. با وجود مطالعات و پژوهش‌های بسیار در این زمینه، بدلیل پیچیدگی این موضوع، تا آن زمان هیچ کسی نتوانسته بود اختراعی انجام دهدکه به بازیابی بینایی یک شخص نابینا کمک کند.

پروژه های دکتر کامرانی بعنوان یک مخترع چشم مصنوعی

دراین اختراع، از داده‌های شخصی ایشان در پروژه‌های پیشین و همچنین فناوری‌های پیشرفته استفاده کردند. دکتر کامرانی در دوران تحصیل، با مطالعه و مدلسازی سیستم بینایی، موفق به ساخت یک آشکارساز جدید شدند. حتی به یک فوتون هم حساس است و SIAPD می‌نامند.

پروژه دیگری که ایشان در دوره اینترشیپ خود آغاز نمودند، روشی است که می‌توان از سلول‌های بدن انسان نور تولید کرد. در واقع نوع خاصی از پروتئین‌ها در سلول‌های خاصی از بدن، به غیر از سلول‌های شبکیه و بینایی، وجود دارند که می‌توانند از خودشان نور ساطع کنند. پمپاژ این سلول‌ها و در واقع دادن مقداری انرژی الکتریکی به آنها باعث شد تا این سلول‌ها از خودشان نور ساطع کنند. این موضوع دقیقا بیانگر مفهوم بینایی است و در واقع رخدادی است که از طریق آن، بینایی انسان شکل می‌گیرد.

در این پروژه پژوهشگران و مراکز مختلفی همچون بیمارستان جامع ماساچوست . آقای دکتر در بوستون آمریکا و دانشگاه علوم و تکنولوژی پوهانگ و سئول در کره جنوبی همکاری داشتند. وی به کمک آنها، اقدامات اولیه در راستای ساخت لنز بینایی انجام گردید. در این دوره، دکتر کامرانی برای دفاع از تز دکترای خود به کانادا بازگشت .

دکتر کامرانی پس از دکتری به چه فعالیتی مشغول شدند؟

در این دوره، دکتر کامرانی برای دفاع از تز دکترای خود به کانادا بازگشت . پس از آن همزمان با دوره پست دکترای خود در دانشگاه هاروارد، در آزمایشگاهی به نام Harvard-MIT Health Sciences and Technology مشغول به فعالیت شد. افرادی که در این لابراتوار کار می کنند در واقع تلفیقی از محققان پزشکی دانشگاه هاروارد و محققان فنی دانشگاه MIT هستند.

در این لابراتوار، چندین پروژه بصورت همزمان آغاز شد. یکی از آنها چشم مصنوعی با قابلیت بینایی بود و بقیه پروژه‌ها به ایمپلنت‌هایی مربوط می‌شد که در تمامی آنها نور برای تشخیص و درمان مورد استفاده قرار میگرفت. در این زمان بود که از سوی دانشگاه‌های مطرح آمریکا نظیر MIT، هاروارد، ایلینوی و واشنگتن به ایشان برای طراحی ابزاری با نام لنز تماسی هوشمند، گرنت اعطا گردید.

تفاوت لنز تماسی جدید با نمونه‌های قدیمی‌تر

از لنز‌های تماسی معمولا به جای عینک و یا برای زیبایی و تغییر رنگ چشم استفاده می‌گردد. اما در مدل طراحی شده توسط دکتر کامرانی، با اضافه کردن یک سری مدار‌های الکترونیک روی لنز‌های تماسی، دو قابلیت به آن افزوده شد.

یکی از کاربردهای لنزهای هوشمند این است که این لنز‌ها می‌توانند مقدار قند خون را از روی اشک کاربر اندازه‌گیری کنند. با این روش دیگر نیازی به سوراخ کردن انگشت وجود ندارد و بر خلاف روش سنتی اصلا دردناک نیست. همچنین با این شیوه، نمونه‌برداری بصورت منظم انجام می‌شود تا در صورت فراموشی بیمار، این کار بصورت خودکار انجام گیرد.

دومین قابلیت این لنزها، آزادسازی خودکار میزان موردنیاز انسولین در چشم، در هنگام بالا یا پایین رفتن قندخون کاربر می‌باشد. در واقع برای این منظور، با استفاده از فناوری MEMS یا سیستم میکروالکترومکانیک، میکروظرف‌هایی طراحی و درون لنز‌ها تعبیه شده‌اند تا در شرایط مورد نیاز یا زمانبندی قبلی، مقدار مشخصی از دارو درون چشم آزاد شود.

لنز تماسی بینایی بخش چگونه ساخته شد؟

پس از چند سال، با اعطای گرنت شرکت سامسونگ برای توسعه این پروژه، پروفسور کامرانی  به مدت یک سال به کره جنوبی رفت . در آنجا موفق به اخذ یک مدرک پست‌دکترای دیگر شد. برخلاف اینکه در دانشگاه هاروارد، تحقیقات بر روی مسئله بایواپتیک متمرکز بود. در کره جنوبی تمرکز تحقیقات ایشان بر موضوع نانو مواد هوشمند پزشکی قرار داشت.

در واقع در این دوره، پروفسور بر روی نانو مواد هوشمند پزشکی و ساخت ابزار الکترونیکی قابل انعطاف و زیست سازگار فعالیت داشتند. به این معنا که مواد ارگانیکی طراحی شده توسط ایشان، ابزار الکترونیک را قابل انعطاف، قابل کشش، سازگار با بدن، سبک و شفاف می‌ساخت.

در نهایت دکتر کامرانی، با ترکیب تمام تجربیات و تحقیقاتشان در زمینه تصویربرداری از مغز و لنز تماسی هوشمند تولید شده از نانو مواد در کره جنوبی، موفق به ساخت لنز تماسی بینایی بخش شدند.

آیا واقعا این لنز به افراد نابینا بینایی می‌دهد؟

نابینایی انواع مختلفی دارد. این لنز به کم‌بینایان کمک می‌کند و بینایی نسبی را به آن‌ها می‌بخشد تا بتوانند بینایی خود را کامل کنند، اما در افرادی که کاملا نابینا هستند به نوع، ساختار چشم، مدت زمان و دلیل نابینایی آن‌ها بستگی دارد.

گاهی چشم شخص کامل است و مشکلی ندارد، اما ارتباط بین مغز و چشم قطع است. این دستگاه می‌تواند ارتباط مجدد بین مغز و چشم را برقرار کند و بینایی را به شخص بازگرداند، اما نباید انتظار داشت کاربران چنین دستگاه‌هایی در مرحله اول از دید کاملی برخوردار باشند، بلکه آن‌ها دید محدود به دست می‌آورند.

با این توضیحات آیا شما مخترع چشم مصنوعی با قابلیت بینایی هستید یا خیر؟

خیر. نه من و نه هیچکس دیگر در حال حاضر چشم مصنوعی که بتواند همانند چشم طبیعی انسان هم ظاهر و هم بینایی داشته باشد اختراع نکرده است و هیچ مخترع چشم مصنوعی این کار را انجام نداده است. اساسا این یک موضوع بسیار دشواراست و نمی‌توان هیچکسی را بعنوان مخترع چشم مصنوعی با قابلیت بینایی در نظر گرفت. زمان بسیار زیادی برای به نتیجه رسیدن این قبیل پروژه ها طلب میکند. اختراع اصلی بنده Remotely controllable lens device یا “لنز با قابلیت کنترل از راه دور” است که در بالاتر توضیحات لازم را ارائه نمودم. این لنز یک وسیله کمک بینایی است که به افراد کم بینا قابلیت دید محدود اعطا میکند. استفاده از تعبیر چشم مصنوعی با قابلیت بینایی برای این وسیله اشتباه است.
همانطور که گفتم لابراتوارهای بسیاری در دنیا بر روی چشم مصنوعی با قابلیت دید فعالیت میکنند. ما فقط در مرحله آزمایشگاهی بوده و تا به الان که در حال صحبت با شما هستم هیچ پروژه ای در این زمینه به نتیجه نهایی که قابلیت استفاده بالینی یا استفاده برای بیماران داشته باشد، نرسیده است.