ইন্দ্রিয়তন্ত্র/স্নায়ুসংবেদী ইমপ্লান্ট
রেটিনাল ইমপ্লান্টসমূহ
[সম্পাদনা]২০শ শতকের শেষ দিক থেকে, কৃত্রিম চোখের প্রতিস্থাপন ব্যবহারের মাধ্যমে অন্ধ ব্যক্তিদের দৃষ্টিশক্তি পুনরুদ্ধার করার লক্ষ্য নিয়ে বিশ্বজুড়ে একাধিক গবেষণা দল এবং কিছু বেসরকারি কোম্পানি কাজ করছে। কক্লিয়ার ইমপ্লান্টের মতোই, এর মূল ধারণাটি হল বৈদ্যুতিক তরঙ্গের মাধ্যমে ভিজ্যুয়াল নার্ভাস সিস্টেমকে উদ্দীপ্ত করা, যাতে মানব রেটিনার ক্ষতিগ্রস্ত বা অবনমিত ফোটোরিসেপ্টর উপেক্ষা করা যায়। এই অধ্যায়ে আমরা একটি রেটিনাল ইমপ্লান্টের মৌলিক কার্যকারিতা এবং বর্তমানে গবেষণা ও উন্নয়নাধীন বিভিন্ন পদ্ধতির বিবরণ দেব। রেটিনাল ইমপ্লান্টের দুটি সবচেয়ে প্রচলিত পদ্ধতি হল “এপিরেটিনাল” এবং “সাবরেটিনাল” ইমপ্লান্ট। এক্ষেত্রে চোখের প্রতিস্থাপন যথাক্রমে রেটিনার উপর বা পিছনে স্থাপন করা হয়। এই আলোচনায় আমরা দৃষ্টিশক্তি পুনরুদ্ধারে রেটিনার বাইরের কোনো পদ্ধতি যেমন, ব্রেনপোর্ট ভিশন সিস্টেম (যা ভিজ্যুয়াল ইনপুট থেকে জিহ্বা উদ্দীপ্ত করে), অপটিক নার্ভের চারপাশে কাফ ইলেকট্রোড, অথবা প্রাইমারি ভিজ্যুয়াল কর্টেক্সে উদ্দীপক ইমপ্লান্ট—এসব অন্তর্ভুক্ত করব না।
রেটিনার গঠন ও কার্যকারিতা
[সম্পাদনা]
চিত্র ১-এ মানব রেটিনার স্নায়বিক গঠন চিত্রিত হয়েছে। এখানে আমরা তিনটি স্তরের কোষ আলাদা করতে পারি। প্রথম স্তরটি চোখের লেন্স থেকে সবচেয়ে দূরে অবস্থিত এবং এটি ফোটোরিসেপ্টর (রড ও কন) নিয়ে গঠিত, যাদের কাজ হল আগত আলোককে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করা। এই সংকেত পরে মধ্যবর্তী স্তরে প্রেরণ করা হয়, যা মূলত বাইপোলার কোষ নিয়ে গঠিত। এই বাইপোলার কোষগুলো ফোটোরিসেপ্টর এবং হরিজন্টাল ও অ্যামাক্রিন কোষের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং বৈদ্যুতিক সংকেতটি রেটিনাল গ্যাংলিয়ন সেল (RGC)-এ পাঠায়। বাইপোলার কোষের কার্যকারিতা, বিশেষত ON এবং OFF-বাইপোলার কোষের বিভাজন সংক্রান্ত বিস্তারিত জানতে "ভিজ্যুয়াল সিস্টেম" অধ্যায়টি দেখুন। উপরের স্তর, যা RGC নিয়ে গঠিত, হরিজন্টাল কোষ থেকে বৈদ্যুতিক সংকেত সংগ্রহ করে অপটিক নার্ভের মাধ্যমে থ্যালামাসে পাঠায়। সেখান থেকে সংকেত প্রাইমারি ভিজ্যুয়াল কর্টেক্সে পৌঁছায়।
রেটিনার সংকেত প্রক্রিয়াকরণ সম্পর্কে কিছু গুরুত্বপূর্ণ দিক উল্লেখযোগ্য। প্রথমত, বাইপোলার কোষ এবং হরিজন্টাল ও অ্যামাক্রিন কোষ গ্রেডেড পটেনশিয়াল তৈরি করে, কিন্তু RGC অ্যাকশন পটেনশিয়াল তৈরি করে। দ্বিতীয়ত, প্রতিটি কোষের ঘনত্ব রেটিনার জুড়ে সমান নয়। ফোভিয়া অঞ্চলে রড ও কনের ঘনত্ব অত্যন্ত বেশি এবং এখানে খুব অল্প সংখ্যক ফোটোরিসেপ্টর মধ্যবর্তী স্তরের মাধ্যমে RGC-তে সংযুক্ত থাকে। অপরদিকে, রেটিনার প্রান্তীয় এলাকায় ফোটোরিসেপ্টরের ঘনত্ব অনেক কম এবং অনেক ফোটোরিসেপ্টর একটি RGC-র সাথে সংযুক্ত থাকে। এই বৈচিত্র্য RGC-র রিসেপ্টিভ ফিল্ডে সরাসরি প্রভাব ফেলে, কারণ রেটিনার বাইরের অঞ্চলে ফোটোরিসেপ্টরের ঘনত্ব হ্রাস পাওয়ায় একই RGC-তে অধিকসংখ্যক ফোটোরিসেপ্টর সংযুক্ত হয়, ফলে রিসেপ্টিভ ফিল্ডের আকার বৃদ্ধি পায়।
ইমপ্লান্ট ব্যবহারের ক্ষেত্র: রেটিনাল ডিজেনারেটিভ রোগসমূহ
[সম্পাদনা]পূর্বে এই উইকিতে উল্লেখ করা হয়েছে যে, রেটিনা হল চোখের পেছনে অবস্থিত এক ধরনের আলোক-সংবেদনশীল টিস্যু, যা বিভিন্ন কোষের স্তর নিয়ে গঠিত। রেটিনা প্রধানত স্নায়ুবিষয়ক দৃষ্টিশক্তি প্রক্রিয়ায় জড়িত, যেখানে সংকেতগুলি ফোটোরিসেপ্টর কোষ থেকে উৎপন্ন হয়ে গ্যাংগ্লিয়ন কোষের অক্ষ-র মাধ্যমে মস্তিষ্কে পৌঁছায়। যখন এই স্তরযুক্ত টিস্যুটি ক্ষয়প্রাপ্ত হয়, তখন স্থায়ী দৃষ্টিশক্তি হ্রাস ঘটতে পারে [১]। এই ধরনের ক্ষয় সাধারণত রেটিনাল ডিজেনারেটিভ রোগের কারণে হয় যেমন বার্ধক্যজনিত ম্যাকুলার ডিজেনারেশন (AMD) এবং রেটিনাইটিস পিগমেন্টোসা (RP), যা দুটি সবচেয়ে বেশি দেখা যায় এমন অবস্থা যা ধীরে ধীরে স্থায়ী দৃষ্টিহানির দিকে নিয়ে যায়। বর্তমানে, এই দুটি রোগের কোনো নিরাময় নেই এবং আধুনিক চিকিৎসাগুলি কেবল রোগের অগ্রগতি ধীর করতে সক্ষম। তাই রোগীদের দৃষ্টিশক্তি পুনরুদ্ধারের জন্য কৌশল প্রয়োজন। বর্তমানে যেসব প্রযুক্তি নিয়ে গবেষণা চলছে তার মধ্যে একটি হল রেটিনাল প্রোস্থেসিস প্রযুক্তি, যা জীবিত রেটিনা টিস্যুকে উদ্দীপিত করে দৃষ্টিশক্তি ফিরিয়ে আনার চেষ্টা করে, যা পরবর্তী অংশে ব্যাখ্যা করা হবে [২]।
বার্ধক্যজনিত ম্যাকুলার ডিজেনারেশন (AMD)
[সম্পাদনা]
এর নাম থেকেই বোঝা যায়, ম্যাকুলার ডিজেনারেশন একটি রেটিনাল ডিজেনারেটিভ রোগ, যার সূচনা মূলত বয়স্কদের মধ্যে ঘটে। AMD-তে ম্যাকুলায় অবস্থিত কোণাকার ফোটোরিসেপ্টর কোষের ধীরে ধীরে ক্ষয় হয়, যার ফলে দৃষ্টিক্ষেত্রের কেন্দ্রে ঝাপসা দৃষ্টি দেখা দেয়। এই অবস্থা এমন পর্যায়ে পৌঁছাতে পারে যেখানে ব্যক্তি কেন্দ্রীয় দৃষ্টিক্ষেত্রে সম্পূর্ণভাবে দৃষ্টিহীন হয়ে পড়ে, যাকে ব্লাইন্ড স্পট বলা হয়। যদিও AMD এক বা উভয় চোখকে প্রভাবিত করতে পারে, এটি খুব কমই সম্পূর্ণ অন্ধত্বের কারণ হয়, কারণ রোগীর পার্শ্বীয় দৃষ্টি সচরাচর অক্ষত থাকে। AMD-এর দুটি প্রধান ধরণ রয়েছে: শুকনো এবং ভেজা। শুকনো AMD এই রোগের বেশিরভাগ ক্ষেত্রে দেখা যায় এবং এটি ম্যাকুলায় ছোট হলুদ সঞ্চয় (ড্রুসেন) দ্বারা চিহ্নিত, যা রেটিনাল পিগমেন্ট এপিথেলিয়াম ও কোরয়েডের মাঝে জমা হয়। এই ধরণের AMD-র অগ্রগতি সাধারণত ধীর এবং প্রাথমিকভাবে সামান্য উপসর্গ নিয়ে শুরু হয়, এবং কেবল তখনই তীব্র হয় যখন রেটিনাল অ্যাট্রোফি ঘটে। ভেজা AMD কোরয়েড নিউভাসকুলারাইজেশন দ্বারা চিহ্নিত, যেখানে অস্বাভাবিক রক্তনালীর বৃদ্ধি ঘটে যা সহজেই ফেটে যায় এবং রক্ত, প্রোটিন নির্গত করে, এবং ক্ষত সৃষ্টি করে, যার ফলে কোণাকার কোষ ধ্বংস হয় এবং শেষ পর্যন্ত দৃষ্টিশক্তি হারিয়ে যায়। ভেজা AMD-র অগ্রগতি এবং দৃষ্টিহানির গতি শুকনো AMD-র তুলনায় অনেক বেশি দ্রুত [৩]।
রেটিনাইটিস পিগমেন্টোসা (RP)
[সম্পাদনা]
রেটিনাইটিস পিগমেন্টোসা একটি বংশগত রেটিনাল ডিজেনারেটিভ রোগ যা রড ফোটোরিসেপ্টর কোষের অবনতি ঘটায় এবং এটি সাধারণত কমবয়সীদের মধ্যে শুরু হয়। এই রোগে রড কোষগুলো ধীরে ধীরে ক্ষয়প্রাপ্ত হয় এবং পার্শ্বীয় দৃষ্টি ও রাতের বেলায় দেখার ক্ষমতা হারিয়ে যায়। এই দৃষ্টিহানির প্রক্রিয়া বাইরের দিক থেকে শুরু হয়ে ধীরে ধীরে ভেতরের দিকে প্রসারিত হয়, যার ফলে রোগীর দৃষ্টিতে "টানেল ভিশন" তৈরি হয়। এই দৃষ্টিশক্তির অবনতি সাধারণত উভয় চোখেই একই সময়ে ঘটে। AMD-এর বিপরীতে, এই রোগ কেন্দ্রীয় দৃষ্টিকে প্রভাবিত করতে পারে যখন কোণাকার ফোটোরিসেপ্টর কোষগুলিও ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। এর ফলে রোগী একটানা দৃষ্টিশক্তি হারাতে থাকেন, যা শেষ পর্যন্ত সম্পূর্ণ অন্ধত্বে রূপ নিতে পারে, যদিও এটি বিরল। রেটিনাইটিস পিগমেন্টোসা বংশগত এবং বিভিন্ন ধরনের জিনগত মিউটেশন এই রোগের ফেনোটাইপ সৃষ্টি করতে পারে, যার ফলে বিভিন্ন রকমের উত্তরাধিকার প্যাটার্ন দেখা যায়। তবে যখন উত্তরাধিকার প্যাটার্নটি অটোসোমাল ডমিনেন্ট হয়, তখন বেশিরভাগ ক্ষেত্রে রডোপসিন জিনে মিউটেশন পাওয়া যায়। এই মিউটেশন রড-অপসিন নামক প্রোটিনের কার্যকারিতা ব্যাহত করে, যা ফোটোট্রান্সডাকশন ক্যাসকেডে গুরুত্বপূর্ণ। বর্তমানে রেটিনাইটিস পিগমেন্টোসার কোনো নিরাময় নেই [২]। তবে, ২০০৮ সালে শিগেরু সাতো এবং তার সহকর্মীরা পিকাচুরিন নামক একটি বহির্ম্যাট্রিক্স সদৃশ রেটিনাল প্রোটিন আবিষ্কার করেন, যা ফোটোরিসেপ্টর কোষ ও বাইপোলার কোষের মধ্যকার পারস্পরিক ক্রিয়ায় জড়িত, এবং এটি ভবিষ্যতের চিকিৎসায় সহায়ক হতে পারে [৪]।
রেটিনা উদ্দীপনার জন্য মাইক্রোইলেকট্রোড অ্যারে
[সম্পাদনা]
উপরে উল্লেখ করা হয়েছে যে ম্যাকুলার ডিজেনারেশন এবং রেটিনাইটিস পিগমেনটোসা দ্বারা সৃষ্ট প্রগতিশীল দৃষ্টিশক্তি হ্রাসের কোনো চিকিৎসা নেই। তবে এই দুটি রোগেই, প্রচুর ফটো-রিসেপটর কোষের মৃত্যু ঘটলেও, রোগের শুরু হওয়ার অনেক বছর পরেও অভ্যন্তরীণ রেটিনাল নিউরনের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ জীবিত থাকে। এটি একটি সুযোগ সৃষ্টি করে, যেটির মাধ্যমে ইলেকট্রোড ব্যবহার করে অবশিষ্ট কার্যক্ষম রেটিনাল কোষগুলিকে কৃত্রিমভাবে উদ্দীপ্ত করে মানুষের দৃষ্টিশক্তি পুনরুদ্ধার করা যায়।
মাইক্রোইলেকট্রোড অ্যারে রেটিনাকে এক্সট্রাসেলুলার পদ্ধতিতে উদ্দীপ্ত করে, যেখানে অ্যারেটিকে রেটিনার আশেপাশের স্যালাইন ও অ্যারের সাথে ঘনভাবে সংযুক্ত করে একটি ইলেকট্রোকেমিক্যাল ইন্টারফেস গঠন করা হয়। অ্যারে-রেটিনা ইন্টারফেসে কারেন্ট ইনজেক্ট করে নিউরনের ঝিল্লি ডিপোলারাইজ করে অ্যাকশন পটেনশিয়াল সৃষ্টি করা হয়। এই উদ্দীপনা ক্যাথোডিক বা অ্যানোডিক হতে পারে।
ক্যাথোডিক উদ্দীপনায়, ঝিল্লির বাইরের পাশে ঋণাত্মক চার্জ সৃষ্টি হয়, যা কোষের অভ্যন্তরে ধনাত্মক চার্জ প্রবেশ করায়, ফলে ইলেকট্রোডের কাছাকাছি এলাকায় একটি শক্তিশালী ডিপোলারাইজেশন গ্রেডিয়েন্ট গঠিত হয়। অন্যদিকে, অ্যানোডিক উদ্দীপনায় ইলেকট্রোডের কাছাকাছি অঞ্চলে হাইপারপোলারাইজেশন এবং দূরের অঞ্চলে ডিপোলারাইজেশন ঘটে। এই কারণে ক্যাথোডিক উদ্দীপনাকে তুলনামূলকভাবে বেশি কার্যকরী মনে করা হয়, কারণ এটি কম কারেন্টে উদ্দীপনা ঘটাতে সক্ষম।
উদ্দীপনার পর্যায় ছাড়াও উদ্দীপনার ওয়েভফর্ম বা তরঙ্গরূপও উদ্দীপনার নিরাপত্তার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ, বানরের উপর গবেষণায় দেখা গেছে যে কেবল অ্যানোডিক পর্যায়বিশিষ্ট মনোফেজিক কারেন্ট পূর্বে কার্যকর কোষগুলিকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে। এই কারণে রেটিনাল উদ্দীপনায় ব্যবহৃত ইমপ্লান্টগুলো চার্জ-ব্যালেন্সড বাইফেজিক ওয়েভফর্ম ব্যবহার করে। এই ওয়েভফর্মে একটি ক্যাথোডিক পর্যায় থাকে উদ্দীপনার জন্য এবং একটি অ্যানোডিক পর্যায় থাকে চার্জ নিরসনের জন্য, ফলে ঝিল্লির চারপাশে চার্জের ভারসাম্য বজায় থাকে।
এই উদ্দীপনার ক্ষমতা দিয়ে একটি রেটিনাল প্রোথেটিক রেটিনার পিছনে ইমপ্লান্ট করা যায়, যাকে সাবরেটিনাল ইমপ্লান্ট বলা হয়। এতে ইলেকট্রোডগুলো ক্ষতিগ্রস্ত ফটো-রিসেপটরের কাছাকাছি এবং এখনো কার্যক্ষম বাইপোলার কোষের কাছে অবস্থান করে, যাদের উদ্দীপনা প্রকৃতপক্ষে টার্গেট করা হয়। যদি ইলেকট্রোডগুলো রেটিনার রক্ত সরবরাহকারী কোরয়েড ভেদ করে প্রবেশ করে, তখন সেই ইমপ্লান্টগুলোকে "সুপারকোরয়েডাল" ইমপ্লান্ট বলা হয়। অথবা ইমপ্লান্টটি রেটিনার উপরে, গ্যাংলিয়ন সেল লেয়ারের সবচেয়ে কাছাকাছি স্থাপন করা যেতে পারে, যার লক্ষ্য RGC-গুলিকে উদ্দীপ্ত করা। এই ধরনের ইমপ্লান্টকে বলা হয় ইপিরেটিনাল ইমপ্লান্ট।
উপরোক্ত উভয় পদ্ধতি বর্তমানে বিভিন্ন গবেষণা সংস্থার মাধ্যমে অনুসন্ধান করা হচ্ছে। এই উভয় পদ্ধতিরই উল্লেখযোগ্য সুবিধা ও সীমাবদ্ধতা রয়েছে। এগুলো বিশদভাবে আলোচনার পূর্বে, আমরা উভয় ক্ষেত্রেই কিছু মূল চ্যালেঞ্জ বর্ণনা করবো [২]।
চ্যালেঞ্জসমূহ
[সম্পাদনা]ইলেকট্রোড প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ
[সম্পাদনা]রেটিনাল ইমপ্লান্টের জন্য একটি বড় চ্যালেঞ্জ হলো মানুষের রেটিনায় স্নায়ুকোষের অত্যন্ত উচ্চ স্থানিক ঘনত্ব। মানুষের রেটিনায় আনুমানিক ১২৫ মিলিয়ন ফোটোরিসেপটর (রড ও কন) এবং ১৫ লাখ গ্যাংলিয়ন সেল (RGC) থাকে, তুলনামূলকভাবে কক্লিয়ায় মাত্র প্রায় ১৫,০০০ হেয়ার সেল থাকে [৫] [৬]। ফোভিয়ায়, যেখানে সর্বোচ্চ দৃষ্টিসূক্ষ্মতা অর্জিত হয়, এক বর্গমিলিমিটারে প্রায় ১,৫০,০০০ কন থাকে। যদিও RGC-এর মোট সংখ্যা ফোটোরিসেপটরের তুলনায় অনেক কম, তবুও ফোভিয়াল এলাকায় RGC-এর ঘনত্ব কনের ঘনত্বের কাছাকাছি, ফলে কৃত্রিম ইলেকট্রোড দিয়ে এত ঘন স্নায়ুকোষ লক্ষ্য করে উদ্দীপ্ত করাটা একটি বিশাল চ্যালেঞ্জ হয়ে দাঁড়ায়।
বর্তমানে প্রায় সব বৈজ্ঞানিক পরীক্ষায় রেটিনাল কোষ উদ্দীপনার জন্য মাইক্রোইলেকট্রোড অ্যারে (MEA) ব্যবহার করা হয়। উচ্চ রেজোলিউশনযুক্ত MEA-তে ইলেকট্রোডের মধ্যবর্তী দূরত্ব প্রায় ৫০ মাইক্রোমিটার, যার ফলে প্রতি বর্গমিলিমিটারে ৪০০টি ইলেকট্রোড থাকে। ফলে প্রচলিত ইলেকট্রোড প্রযুক্তি দিয়ে ফোভিয়াল এলাকায় প্রতিটি ফোটোরিসেপটর বা RGC-এর জন্য একটির সাথে একটি ইলেকট্রোড বরাদ্দ করা অসম্ভব। তবে রেটিনার প্রান্তবর্তী অঞ্চলে ফোটোরিসেপটর ও RGC-এর স্থানিক ঘনত্ব দ্রুত কমে যায়, ফলে প্রান্তিক স্নায়ুকোষগুলোর এক-একটি ইলেকট্রোড দিয়ে উদ্দীপনা আরও বাস্তবসম্মত [৭]।
আরেকটি বড় চ্যালেঞ্জ হলো ইলেকট্রোডকে নিরাপদ সীমার মধ্যে পরিচালনা করা। প্রতি বর্গসেন্টিমিটারে ০.১ mC-এর বেশি চার্জ ঘনত্ব চাপালে স্নায়ু টিস্যুর ক্ষতি হতে পারে [৭]। সাধারণত, যত দূরে কোষ থাকে, তত বেশি কারেন্ট অ্যামপ্লিটিউড প্রয়োজন হয়। আবার, যত কম স্টিমুলেশন থ্রেশহোল্ড (ন্যূনতম উদ্দীপনা শক্তি) থাকে, তত ছোট আকারে ইলেকট্রোড তৈরি করা যায় এবং ঘনভাবে MEA-তে স্থাপন করা যায়, ফলে স্থানিক রেজোলিউশন উন্নত হয়। স্টিমুলেশন থ্রেশহোল্ড বলা হয় এমন ন্যূনতম উদ্দীপনার মাত্রাকে, যা অন্তত ৫০% ক্ষেত্রে স্নায়ু সাড়া সৃষ্টি করতে পারে। এই কারণেই রেটিনাল ইমপ্লান্ট ডিজাইনের একটি মূল লক্ষ্য হলো যত কম কারেন্টে নির্ভরযোগ্য উদ্দীপনা (যেমন RGC-এর ক্ষেত্রে অ্যাকশন পটেনশিয়াল) ঘটানো।
এটি অর্জন করা যায় দুটি উপায়ে: ১) টার্গেট কোষের সবচেয়ে সংবেদনশীল অঞ্চলের খুব কাছাকাছি ইলেকট্রোড স্থাপন করে, অথবা ২) কোষের ডেনড্রাইট/অ্যাক্সন ইলেকট্রোডের উপর গজিয়ে উঠতে দিয়ে, যাতে কোষদেহ দূরে থাকলেও কম কারেন্টে উদ্দীপনা সম্ভব হয়।
আরেকটি চ্যালেঞ্জ হলো রেটিনায় স্থায়ীভাবে স্থাপনকৃত ইমপ্লান্ট চোখের বলের গতির সাথে নড়াচড়া করে। যদিও এতে কিছু সুবিধা আছে, কিন্তু এর মানে হচ্ছে যে ডিভাইসের সাথে সংযোগ রক্ষাকারী তারকেও নড়াচড়া করতে হয় — সেটা হোক সেটিংস নিয়ন্ত্রণ, ডেটা রিডআউট, বা পাওয়ার সরবরাহ। যেহেতু আমরা প্রতি সেকেন্ডে গড়ে তিনবার চোখ নাড়াই, তাই তার ও সংযোগে তীব্র যান্ত্রিক চাপ পড়ে। এমন একটি ডিভাইসের জন্য যা আজীবন চলবে, এটি ব্যবহৃত উপকরণ ও প্রযুক্তির জন্য একটি বড় চ্যালেঞ্জ।
বায়ো-সঙ্গতিপূর্ণতার চ্যালেঞ্জ
[সম্পাদনা]তড়িৎগতিগত চ্যালেঞ্জ ছাড়াও, একটি গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ হলো ইমপ্লান্টের জীবন্ত টিস্যুর সাথে সংস্পর্শ। যখন কোনো বহিরাগত বস্তু, যেমন একটি ইমপ্লান্ট, শরীরের জৈব পদার্থের সংস্পর্শে আসে, তখন শরীরের ইমিউন সিস্টেম প্রতিক্রিয়া দেখায়। সাধারণত এটি প্রদাহ বা ঐ বস্তুকে আলাদা করে রাখার মাধ্যমে ঘটে, যা প্রায়শই স্কার টিস্যুর সৃষ্টি ঘটায়।
রেটিনাল ইমপ্লান্টের ক্ষেত্রে এটি গুরুতর সমস্যা, কারণ ইমপ্লান্টটিকে টিস্যুর মধ্য দিয়ে নির্দিষ্ট স্থানে স্থাপন করতে হয়। যদি উপাদানটি খুব ধারালো হয় বা ভুলভাবে স্থাপন করা হয়, তবে টিস্যুর ক্ষতি হয়ে আরও তীব্র ইমিউন প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি হতে পারে। এই ধরনের প্রতিক্রিয়ায় সময়ের সাথে বৈদ্যুতিক সংকেত হ্রাস পায়, কারণ ইমিউন সিস্টেম ধীরে ধীরে ইলেকট্রোডের চারপাশ ঘিরে ফেলতে পারে, ফলে দীর্ঘস্থায়ী ইমপ্লান্টের কার্যকারিতা কমে যায়।
এখন পর্যন্ত, একটি ইপিরেটিনাল ইমপ্লান্ট আরগাস II এই ধরনের বায়ো-সঙ্গতিপূর্ণতা সমস্যা এড়াতে সক্ষম হয়েছে, কারণ এটি একজন রোগীর চোখে তিন বছর পরেও কার্যকর ছিল। এই ইমপ্লান্ট সিলিকন ব্যবহার করে, যা দীর্ঘমেয়াদে ভালো বায়ো-সঙ্গতিপূর্ণতা দেয়, তবে এটি একটি কঠিন সাবস্ট্রেট, যা ডিভাইসের আকৃতি সহজে পরিবর্তন করা যায় না।
অন্যান্য উপকরণ যেমন পলিইমাইড ও সোনা রেটিনাল ইমপ্লান্টের কার্যকারিতা ও বায়ো-সঙ্গতিপূর্ণতার জন্য পরীক্ষা করা হয়েছে। পলিইমাইড একটি প্রতিশ্রুতিশীল পলিমার, কারণ এই উপাদানে তৈরি ইমপ্লান্ট মানুষের চোখে স্বল্পমেয়াদি পরীক্ষায় কার্যকর ছিল। এই উপাদানের সুবিধা হলো এর উচ্চ বায়ো-সঙ্গতিপূর্ণতা, নমনীয়তা এবং কম খরচ।
রেটিনাল ইমপ্লান্টের জন্য উপযুক্ত উপাদান নির্ধারণে গবেষণা চলছে, কারণ প্রযুক্তিগত উন্নয়নের ফলে আরও জটিল মাইক্রোইলেকট্রোড অ্যারে তৈরি হচ্ছে, যাদের জন্য ভিন্ন ভিন্ন সাবস্ট্রেট প্রয়োজন সর্বোচ্চ কার্যকারিতার জন্য [৮] [৯]।
সাবরেটিনাল ইমপ্লান্ট
[সম্পাদনা]নাম থেকেই বোঝা যায়, সাবরেটিনাল ইমপ্লান্ট হল এমন এক ধরনের ভিজ্যুয়াল প্রোথেসিস যা রেটিনার পেছনে স্থাপন করা হয়। অর্থাৎ, এই ইমপ্লান্টটি ক্ষতিগ্রস্ত ফোটোরিসেপ্টরের সবচেয়ে কাছে থাকে এবং রড ও কনস বাইপাস করে রেটিনার পরবর্তী নার্ভাস স্তরের বাইপোলার কোষগুলোকে উদ্দীপ্ত করার লক্ষ্য নিয়ে কাজ করে। এই পদ্ধতির প্রধান সুবিধা হল ফোটোরিসেপ্টর ও বাইপোলার কোষের মধ্যে তুলনামূলকভাবে কম ভিজ্যুয়াল সংকেত প্রক্রিয়াকরণ ঘটে, যা ইমপ্লান্ট দ্বারা অনুকরণ করা সহজ। অর্থাৎ, উদাহরণস্বরূপ একটি ভিডিও ক্যামেরায় ধারণকৃত কাঁচা ভিজ্যুয়াল তথ্য সরাসরি অথবা তুলনামূলকভাবে সাধারণ সংকেত প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে বাইপোলার কোষ উদ্দীপ্ত করতে ব্যবহৃত MEA-তে পাঠানো যায়, যা সংকেত প্রক্রিয়াকরণ দৃষ্টিকোণ থেকে প্রক্রিয়াটিকে তুলনামূলকভাবে সহজ করে তোলে।
তবে, এই পদ্ধতিতে কিছু গুরুতর অসুবিধাও রয়েছে। মানব রেটিনায় ফোটোরিসেপ্টরগুলোর উচ্চ স্থানিক রেজোলিউশন একটি বড় চ্যালেঞ্জ তৈরি করে এমন MEA ডিজাইন ও উন্নয়নের ক্ষেত্রে, যাতে যথেষ্ট উচ্চ উদ্দীপন রেজোলিউশন এবং কম ইন্টার-ইলেক্ট্রোড দূরত্ব থাকে। এছাড়াও, নার্ভাস স্তরসমূহের z-দিক বরাবর স্তরবিন্যাস (যেখানে x-y সমতলটি রেটিনার বাঁকানো পৃষ্ঠ বরাবর) বাইপোলার কোষের নিকটে ইলেক্ট্রোড স্থাপন করাকে আরও জটিল করে তোলে। MEA যদি রেটিনার পেছনে থাকে, তাহলে ইলেক্ট্রোড ও টার্গেট কোষের মধ্যে একটি উল্লেখযোগ্য ফাঁক থেকে যায় যা অতিক্রম করতে হয়। পূর্বে উল্লিখিতভাবে, ইলেক্ট্রোড ও টার্গেট কোষের মধ্যে দূরত্ব বেড়ে গেলে MEA-কে উচ্চতর কারেন্টে কাজ করতে হয়, যা ইলেক্ট্রোডের আকার বৃদ্ধি করে, একটি ইলেক্ট্রোডের আওতায় উদ্দীপ্ত কোষের সংখ্যা বাড়িয়ে দেয় এবং পারস্পরিক ইলেক্ট্রোডগুলোর স্থানিক দূরত্বও বাড়ায়। এর ফলে উদ্দীপন রেজোলিউশন হ্রাস পায় এবং অতিরিক্ত চার্জ ঘনত্বের কারণে টিস্যু ক্ষতির ঝুঁকিও বেড়ে যায়। নিচে দেখানো হয়েছে যে, ইলেক্ট্রোড ও টার্গেট কোষের মধ্যে দূরত্ব কাটিয়ে ওঠার এক উপায় হচ্ছে কোষগুলোর প্রক্সিমিটি প্রসারিত করে ইলেক্ট্রোডের ওপর বৃদ্ধি করানো।
২০১০ সালের শেষের দিকে, জার্মান গবেষকদের একটি দল বেসরকারি জার্মান কোম্পানি "রেটিনাল ইমপ্লান্ট AG"–এর সহযোগিতায়, মানব বিষয়গুলিতে সাবরেটিনাল ইমপ্লান্ট ব্যবহার সংক্রান্ত গবেষণার ফলাফল প্রকাশ করে [১০]। তিনজন ম্যাকুলার ডিজেনারেশনজনিত অন্ধত্বগ্রস্ত রোগীর রেটিনার পেছনে তিন বাই তিন মিলিমিটার মাইক্রো-ফোটোডায়োড অ্যারে (MPDA) প্রতিস্থাপন করা হয়, যেখানে ১৫০০টি পিক্সেল ছিল এবং প্রতিটি পিক্সেলে একটি আলোক-সংবেদনশীল ফোটোডায়োড ও একটি ইলেক্ট্রোড ছিল। প্রতিটি পিক্সেল ছিল প্রায় ৭০ মাইক্রোমিটার দূরত্বে, যার ফলে প্রায় ১৬০টি ইলেক্ট্রোড প্রতি বর্গমিলিমিটারে – বা গবেষকদের মতে, প্রতিটি ইলেক্ট্রোডের জন্য প্রায় ১৫ আর্ক মিনিটের একটি ভিজ্যুয়াল কোন – রেজোলিউশন পাওয়া যায়। লক্ষ্যণীয় যে, বাইরের ভিডিও ক্যামেরার উপর নির্ভরশীল ইমপ্লান্টগুলোর বিপরীতে, MPDA-র প্রতিটি পিক্সেল নিজেই একটি আলোক-সংবেদনশীল ফোটোডায়োড ধারণ করে, যা চোখ দিয়ে প্রবেশ করা আলো থেকে নিজস্ব ইলেক্ট্রিক কারেন্ট উৎপন্ন করে সংশ্লিষ্ট ইলেক্ট্রোডে প্রদান করে। ফলে প্রতিটি MPDA পিক্সেল কার্যকরভাবে একটি ফোটোরিসেপ্টর কোষের মতো কাজ করে।
এর একটি বড় সুবিধা হল: যেহেতু MPDA রেটিনার পেছনে স্থায়ীভাবে স্থাপন করা হয়, তাই এটি চোখের বল নড়াচড়ার সঙ্গে স্বয়ংক্রিয়ভাবে চলাফেরা করে। এবং যেহেতু MPDA নিজেই ভিজ্যুয়াল ইনপুট গ্রহণ করে ইলেক্ট্রিক কারেন্ট তৈরি করে, তাই মাথা বা চোখের নড়াচড়া স্বাভাবিকভাবেই পরিচালিত হয় এবং এতে কৃত্রিম প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন পড়ে না।
একজন রোগীর ক্ষেত্রে MPDA সরাসরি ম্যাকুলার নিচে স্থাপন করা হয়, যার ফলে অন্য দুইজন রোগীর তুলনায় পরীক্ষায় উৎকৃষ্ট ফলাফল পাওয়া যায় যাদের ইমপ্লান্ট রেটিনার কেন্দ্রীয় অংশ থেকে কিছু দূরে স্থাপন করা হয়। ম্যাকুলার নিচে ইমপ্লান্টপ্রাপ্ত রোগীর অর্জিত ফলাফল ছিল অত্যন্ত আশাজনক: তিনি ৫-৮ সেমি আকারের অক্ষর চিনতে সক্ষম হন, শব্দ পড়তে পারেন, এবং বিভিন্ন দিকের সাদা-কালো প্যাটার্ন পার্থক্য করতে পারেন [১০]।
MPDA ইমপ্লান্টের পরীক্ষামূলক ফলাফল আরও একটি ভিজ্যুয়াল ঘটনাকে সামনে এনেছে, যা MPDA পদ্ধতির একটি অতিরিক্ত সুবিধা প্রকাশ করে বাইরের ইমেজিং ডিভাইস-নির্ভর ইমপ্লান্টগুলোর তুলনায়: রেটিনাল কোষগুলোকে ধারাবাহিকভাবে উদ্দীপ্ত করা হলে তাদের প্রতিক্রিয়া দ্রুত হ্রাস পেতে থাকে, অর্থাৎ কোষগুলো বারবার উদ্দীপনার ফলে নিষ্ক্রিয় হয়ে পড়ে। এর ফলে একটি MEA যেটি রেটিনার ওপর বা পেছনে স্থাপন করা, তাতে প্রদর্শিত চিত্র দ্রুত ফিকে হয়ে যায়, যদিও ইলেক্ট্রোডে বিদ্যুত উদ্দীপনা অব্যাহত থাকে। কারণ একই কোষগুলো বারবার উদ্দীপ্ত হওয়ায় তারা একটানা উদ্দীপনার প্রতি সংবেদনশীলতা হারায়। তবে, এই প্রক্রিয়াটি উল্টো করা যায় – কিছু সময় পর উদ্দীপনা বন্ধ থাকলে কোষ আবার তাদের প্রাথমিক সংবেদনশীলতা ফিরে পায়।
তাহলে সুস্থ দৃষ্টিশক্তিসম্পন্ন মানুষ কিভাবে একই বস্তুকে দীর্ঘক্ষণ দেখেও তা ফিকে অনুভব করে না? যেমনটা উল্লেখ করা হয়েছে [১১] তে, মানব চোখ আসলে ক্রমাগত ক্ষুদ্র, অজানাভাবে দোলন করে, যার ফলে একই ভিজ্যুয়াল ইনপুট রেটিনার বিভিন্ন স্থানে একটু একটু করে প্রকল্পিত হয়, এমনকি যখন আমরা কোনো বস্তুকে স্থিরভাবে তাকিয়ে দেখি। এটি সফলভাবে কোষের সংবেদনশীলতা হ্রাসজনিত সমস্যাকে এড়িয়ে চলে। যেহেতু MPDA ইমপ্লান্ট একই সঙ্গে ফোটোরিসেপ্টর ও উদ্দীপক হিসেবে কাজ করে, তাই চোখের এই প্রাকৃতিক ক্ষুদ্র গতিবিধি সহজেই এই সমস্যার সমাধানে ব্যবহৃত হতে পারে। অন্যদিকে বাইরের ক্যামেরার ইনপুট ব্যবহারকারী ইমপ্লান্টগুলো ক্রমাগতভাবে প্রদর্শিত চিত্র দ্রুত ফিকে হয়ে যাওয়ার সমস্যায় ভোগে। বাহ্যিক ক্যামেরা চিত্রে কৃত্রিম ঝাঁকুনি দিয়ে এই সমস্যা সমাধান করা যায় না, কারণ এই বাহ্যিক গতি চোখের গতির সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ নাও হতে পারে এবং ফলে ভিজ্যুয়াল কর্টেক্স এটি অস্পষ্ট বা ঝাপসা দৃশ্য হিসেবে ব্যাখ্যা করতে পারে, বরং চেয়েছিল একটি স্থির দীর্ঘস্থায়ী চিত্র।
সাবরেটিনাল ইমপ্লান্টের আরেকটি সুবিধা হল উদ্দীপ্ত রেটিনা অঞ্চলের সঙ্গে ভিজ্যুয়াল ফিল্ডে অনুভূত স্থানের সুনির্দিষ্ট সামঞ্জস্য। RGC-র ক্ষেত্রে, তাদের রেটিনায় অবস্থান তাদের নিজস্ব রিসেপ্টিভ ফিল্ডের অবস্থানের সঙ্গে সরাসরি সম্পর্কিত নাও হতে পারে, কিন্তু বাইপোলার কোষ উদ্দীপিত হলে সেটি ভিজ্যুয়াল ফিল্ডে ঠিক সেই স্থানে অনুভূত হয় যেখানটিতে সংশ্লিষ্ট কোষ রেটিনায় অবস্থিত। তবে, সাবরেটিনাল ইমপ্লান্টের একটি স্পষ্ট অসুবিধা হল এর প্রয়োগে প্রয়োজনীয় আক্রমণাত্মক অস্ত্রোপচার পদ্ধতি।
এপিরেটিনাল ইমপ্লান্ট
[সম্পাদনা]এপিরেটিনাল ইমপ্লান্ট রেটিনার উপরে অবস্থিত এবং তাই এটি সরাসরি রেটিনাল গ্যাংগ্লিয়ন সেল (RGC) এর সবচেয়ে কাছাকাছি থাকে। এই কারণে, এপিরেটিনাল ইমপ্লান্ট সরাসরি RGC-কে উদ্দীপ্ত করার লক্ষ্যে কাজ করে, যা কেবল ক্ষতিগ্রস্ত ফোটোরিসেপ্টরগুলোকেই বাইপাস করে না, বরং বাইপাস করে মধ্যবর্তী নিউরাল ভিজ্যুয়াল প্রক্রিয়াকরণেও অংশগ্রহণকারী বাইপোলার, হরিজন্টাল ও অ্যামাক্রাইন কোষগুলোকে। এর কিছু সুবিধা রয়েছে: প্রথমত, এপিরেটিনাল ইমপ্লান্টের জন্য প্রয়োজনীয় সার্জিকাল প্রক্রিয়াটি সাবরেটিনাল ইমপ্লান্টের তুলনায় অনেক কম ঝুঁকিপূর্ণ, কারণ এটি চোখের পেছন থেকে প্রতিস্থাপন করার প্রয়োজন হয় না। এছাড়া, RGC-এর সংখ্যা ফোটোরিসেপ্টর বা বাইপোলার সেলের তুলনায় অনেক কম, যার ফলে অপেক্ষাকৃত কম ঘনত্বে ইলেকট্রোড স্থাপন করেও কার্যকর উদ্দীপনা সম্ভব হয় (বিশেষ করে রেটিনার প্রান্তীয় অঞ্চলে), কিংবা প্রকৃত RGC ঘনত্বের চেয়েও বেশি ইলেকট্রোড ঘনত্ব ব্যবহার করে আরও নমনীয় ও নিখুঁত উদ্দীপনা প্রদান করা যায়।
একটি গবেষণায় ম্যাকাক বানরের রেটিনায় প্রান্তীয় প্যারাসল কোষের এপিরেটিনাল উদ্দীপনার উপর গবেষণা করা হয়েছে [৭]। প্যারাসল কোষ RGC-এর একটি ধরন যা রেটিনায় দ্বিতীয় সর্বাধিক ঘন ভিজ্যুয়াল পথ গঠন করে। এদের মূল কাজ হলো দৃষ্টিক্ষেত্রে বস্তুর গতি শনাক্ত করা, অর্থাৎ মুভমেন্ট সংবেদন। পরীক্ষাগুলি ইন ভিকটো পরিচালিত হয়েছিল, যেখানে ম্যাকাক রেটিনার টিস্যু একটি ৬১-ইলেকট্রোড বিশিষ্ট MEA-এর (৬০ মাইক্রোমিটার ইন্টার-ইলেকট্রোড ব্যবধান) উপর স্থাপন করা হয়েছিল। মোট ২৫টি স্বতন্ত্র প্যারাসল কোষ শনাক্ত করে বৈদ্যুতিকভাবে উদ্দীপ্ত করা হয় এবং উদ্দীপনা থ্রেশহোল্ড ও শ্রেষ্ঠ উদ্দীপনাস্থল ইত্যাদি বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ করা হয়।
উদ্দীপনা থ্রেশহোল্ড নির্ধারণ করা হয়েছিল এমন সর্বনিম্ন কারেন্ট হিসাবে যা ৫০% উদ্দীপনায় টার্গেট কোষে স্পাইক সৃষ্টি করে (পালসের সময়কাল: ৫০ মিলিসেকেন্ড)। এটি ধীরে ধীরে উদ্দীপনার শক্তি বাড়িয়ে নির্ধারিত হয়েছিল যতক্ষণ না পর্যাপ্ত স্পাইক রেজিস্টার করা যায়। দুটি বিষয় লক্ষ্যযোগ্য: প্রথমত, প্যারাসল কোষ, যেহেতু RGC, তারা অ্যাকশন পটেনশিয়াল প্রদর্শন করে, যেখানে বাইপোলার কোষ কাজ করে গ্রেডেড পটেনশিয়াল দিয়ে। দ্বিতীয়ত, MAE-এর ইলেকট্রোডগুলি একযোগে স্পাইক রেকর্ডিং ও উদ্দীপনার জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল।
২৫টি প্যারাসল কোষ ৬১টি ইলেকট্রোডবিশিষ্ট MEA-তে অবস্থান করেছিল, যার ইলেকট্রোড ঘনত্ব প্যারাসল কোষের ঘনত্বের তুলনায় অনেক বেশি ছিল, ফলে একটি কোষের রিসেপ্টিভ ফিল্ডে একাধিক ইলেকট্রোড অন্তর্ভুক্ত ছিল। শুধু উদ্দীপনার জন্য প্রয়োজনীয় থ্রেশহোল্ড পরিমাপনই নয়, শ্রেষ্ঠ উদ্দীপনাস্থলও নির্ধারণ করা হয়েছিল—অর্থাৎ কোন ইলেকট্রোড অবস্থানে সর্বনিম্ন উদ্দীপনা থ্রেশহোল্ড পাওয়া যায়। বিস্ময়করভাবে দেখা যায়, এই স্থানটি কোষ দেহে নয়, বরং প্রায় ১৩ মাইক্রোমিটার নিচের দিকে অ্যাকসনের পথে ছিল। এরপর গবেষণায় দেখা যায়, কোষ দেহ থেকে দূরত্ব বাড়ার সঙ্গে সঙ্গে উদ্দীপনা থ্রেশহোল্ড কারেন্টের পরিমাণ দ্বিগুণ হারে বাড়ে।
গবেষণার ফলাফল আরও দেখায় যে সব উদ্দীপনা থ্রেশহোল্ড নিরাপদ সীমার মধ্যে ছিল (প্রায় ০.০৫ mC/cm², যেখানে ০.১ mC/cm² একটি নিরাপদ সীমা হিসেবে বিবেচিত হয়), এবং কোষের প্রতিক্রিয়া ছিল দ্রুত (গড় লেটেন্সি ০.২ মি.সে.) ও নির্ভুল (লেটেন্সির বিচ্যুতি খুবই কম)। তদ্ব্যতীত, প্যারাসল কোষের তুলনায় বেশি ইলেকট্রোড ঘনত্ব থাকার কারণে নির্দিষ্ট কোষকে নির্ভুলভাবে লক্ষ করে উদ্দীপনা প্রদান করা সম্ভব হয়েছে, পাশের কোষগুলোকে উদ্দীপ্ত না করেই।
বিকল্প প্রযুক্তিগত পন্থাসমূহের সংক্ষিপ্ত পর্যালোচনা
[সম্পাদনা]এই অংশে, বর্তমানে গবেষণাধীন কিছু বিকল্প পন্থা ও প্রযুক্তির সংক্ষিপ্ত পর্যালোচনা প্রদান করা হয়েছে।
ন্যানোটিউব ইলেকট্রোড
[সম্পাদনা]প্রথাগত MAE-তে ব্যবহৃত ইলেকট্রোড সাধারণত টাইটেনিয়াম নাইট্রাইড বা ইন্ডিয়াম টিন অক্সাইড দিয়ে তৈরি, যা দীর্ঘমেয়াদে জৈব-সঙ্গতিশীলতার বড় সমস্যা তৈরি করে [১২]। ধাতব ইলেকট্রোডের একটি সম্ভাবনাময় বিকল্প হলো কার্বন ন্যানোটিউব (CNT), যা অনেক উপযোগী বৈশিষ্ট্য একত্রে ধারণ করে। প্রথমত, এটি সম্পূর্ণভাবে জৈব-সঙ্গতিশীল কারণ এটি খাঁটি কার্বন দ্বারা তৈরি। দ্বিতীয়ত, এর দৃঢ়তা এটিকে দীর্ঘমেয়াদে ইমপ্লান্ট করার জন্য উপযোগী করে তোলে, যা ভিজ্যুয়াল প্রোস্থেসিসের একটি গুরুত্বপূর্ণ শর্ত। তৃতীয়ত, এর চমৎকার বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা এটিকে ইলেকট্রোড হিসেবে কার্যকর করে তোলে। এবং সর্বশেষে, এর অত্যন্ত ছিদ্রযুক্ত প্রকৃতি একে বিশাল পরিমাণ সংস্পর্শ পৃষ্ঠ দেয়, যা স্নায়ুকোষকে CNT-এর উপর বৃদ্ধি পেতে উৎসাহিত করে এবং এর ফলে স্নায়ু ও ইলেকট্রোডের মধ্যে সংযোগ উন্নত হয় এবং সেল প্রতিক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় উদ্দীপনাকারী কারেন্ট কমে যায়। তবে, CNT ইলেকট্রোড তুলনামূলকভাবে নতুন প্রযুক্তি, এবং বর্তমানে এ বিষয়ে সামান্য বৈজ্ঞানিক ফলাফলই বিদ্যমান।
ওয়্যারলেস ইমপ্লান্ট পন্থা
[সম্পাদনা]রেটিনাল ইমপ্লান্টের ক্ষেত্রে একটি প্রধান প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ হলো কেব্লিং—যা MEA-কে বাহ্যিক উদ্দীপনা উৎস, পাওয়ার সাপ্লাই এবং নিয়ন্ত্রণ সংকেতের সাথে সংযুক্ত রাখে। কেব্লিংয়ে যান্ত্রিক চাপ দীর্ঘমেয়াদে স্থায়িত্ব ও টেকসইতাকে প্রভাবিত করে এবং ব্যবহৃত উপকরণের ওপর বড় চাপ সৃষ্টি করে। ওয়্যারলেস প্রযুক্তি এই সমস্যার একটি সম্ভাব্য সমাধান, কারণ এতে প্রকৃত রেটিনাল ইমপ্লান্ট ও বাহ্যিক ডিভাইসের মধ্যে কোনো তারের প্রয়োজন হয় না।
চোখ দিয়ে আসা প্রাকৃতিক আলো নিউরাল প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করতে যথেষ্ট শক্তিশালী নয়। তাই, একটি ওয়্যারলেস ইমপ্লান্ট কার্যকর করতে অতিরিক্ত শক্তি সরবরাহের প্রয়োজন হয়। স্ট্যানফোর্ড স্কুল অফ মেডিসিনের একটি পন্থায় ইনফ্রারেড LCD ডিসপ্লে ব্যবহার করে ভিডিও ক্যামেরার দ্বারা ধারণকৃত দৃশ্য গগলসে প্রক্ষেপণ করা হয়, যা ইনফ্রারেড পালস আকারে রেটিনায় অবস্থিত চিপের উপর প্রতিফলিত হয়। চিপটি একটি ফোটোভোল্টেইক রিচার্জযোগ্য ব্যাটারির মাধ্যমে শক্তি গ্রহণ করে এবং সেই শক্তি ইনফ্রারেড আলোকে যথেষ্ট শক্তিশালী উদ্দীপনায় রূপান্তর করে। সাবরেটিনাল পদ্ধতির মতো, এই পদ্ধতিতেও চোখ দৃশ্যের বস্তুর উপর স্বাভাবিকভাবে ফোকাস করতে পারে, কারণ চোখ চলাচল করতে পারে, ফলে গগলসে থাকা ইনফ্রারেড ছবির বিভিন্ন অংশ রেটিনার বিভিন্ন স্থানে প্রতিফলিত হয়।
ইনফ্রারেড আলোর পরিবর্তে, বাহ্যিক ডিভাইস থেকে রেটিনাল ইমপ্লান্টে বৈদ্যুতিক শক্তি ও তথ্য সংকেত প্রেরণের জন্য ইনডাকটিভ কয়েলও ব্যবহার করা যেতে পারে। এই প্রযুক্তি সফলভাবে বাস্তবায়ন ও পরীক্ষা করা হয়েছে EPIRET3 রেটিনাল ইমপ্লান্টে [১৩]। তবে, এই পরীক্ষাগুলো মূলত প্রুফ-অব-কনসেপ্ট ছিল, যেখানে শুধুমাত্র ইলেকট্রোডে উদ্দীপনা প্রয়োগ করলে রোগী দৃশ্য অনুভব করতে পারে কি না তা পরীক্ষা করা হয়।
নির্দেশিত নিউরাল বৃদ্ধি
[সম্পাদনা]খুবই কম কারেন্ট ব্যবহার করে এবং দীর্ঘ দূরত্বেও নির্ভুলভাবে নিউরাল উদ্দীপনার একটি উপায় হলো স্নায়ুকোষকে ইলেকট্রোডের দিকে তাদের প্রসারণ বাড়াতে বাধ্য করা। সঠিক রাসায়নিক দ্রবণ প্রয়োগ করে রেটিনাল টিস্যুতে স্নায়ু বৃদ্ধিকে উৎসাহিত করা যায়। উদাহরণস্বরূপ, MEA-এর পৃষ্ঠে ল্যামিনিন নামক একটি স্তর প্রয়োগ করে এই কাজটি করা যেতে পারে। স্নায়ু বৃদ্ধির পথ নিয়ন্ত্রণ করতে ল্যামিনিন সমগ্র পৃষ্ঠে সমানভাবে না দিয়ে সংকীর্ণ পথাকারে প্রয়োগ করা হয়, যা ভবিষ্যতে তৈরি হওয়া সংযোগের কাঠামোর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ থাকে। এই ল্যামিনিন নির্দিষ্ট আকৃতিতে প্রয়োগ করার প্রক্রিয়াটি “মাইক্রোকন্টাক্ট প্রিন্টিং” নামে পরিচিত। চিত্র ৫ এ এই ল্যামিনিন পথগুলোর ছবি দেখানো হয়েছে।
এই পদ্ধতিতে নির্দেশিত স্নায়ু বৃদ্ধির মাধ্যমে ক্লাসিক ইলেকট্রোড উদ্দীপনার তুলনায় অনেক কম কারেন্ট ব্যবহার করেও নির্ভরযোগ্য নিউরাল প্রতিক্রিয়া পাওয়া গেছে [১৪]। আরও গুরুত্বপূর্ণ হলো, এই পদ্ধতিতে উদ্দীপনা থ্রেশহোল্ড আর কোষ-দেহ থেকে ইলেকট্রোড দূরত্বের সাথে দ্বিঘাতভাবে বাড়ে না, বরং এমনকি ২০০ মাইক্রোমিটার দূরত্বেও এটি একটি নিম্ন স্তরে স্থির থাকে।
রেটিনাল ফাংশন চিহ্নিতকরণের জন্য মাইক্রোইলেকট্রোড অ্যারে: CMOS ভিত্তিক প্রযুক্তি
[সম্পাদনা]আগে বর্ণিত চ্যালেঞ্জ বিভাগে যেমন বলা হয়েছে, অনেক মাইক্রোইলেকট্রোড অ্যারে বড় পিচ এবং কম ইলেকট্রোডের কারণে তাদের সুনির্দিষ্টতা এবং নিউরাল নেটওয়ার্কের নিউরন লক্ষ্য করার ক্ষমতা সীমাবদ্ধ। এটি নিউরাল জনসংখ্যার নেটওয়ার্ক গতিবিধি এবং কার্যকারিতা পর্যবেক্ষণে প্রতিবন্ধকতা সৃষ্টি করে। বিশেষ করে, অক্ষীয় প্রচারের গতি এবং অক্ষীয় তথ্য প্রক্রিয়াজাতকরণসহ অনেক সেলুলার তথ্য কম ঘনত্বের অ্যারেগুলিতে হারিয়ে যায়। সম্প্রতি, গবেষকরা কমপ্লিমেন্টারি অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর (CMOS) প্রযুক্তির সুবিধা নিয়ে উচ্চ ঘনত্বের মাইক্রোইলেকট্রোড অ্যারে তৈরি করেছেন, যা উচ্চ স্থানীয় রেজোলিউশন এবং প্ল্যাটিনাম ব্ল্যাক নিক্ষেপের মাধ্যমে উচ্চ সংকেত-থেকে-শব্দ অনুপাত প্রদান করে। এর ফলে ৩.৮৫ × ২.১০ মিমি² এলাকায় ২৬৪০০ ইলেকট্রোড থাকতে পারে। ১৭.৫ মাইক্রোমিটার পিচ দিয়ে ইলেকট্রোড ঘনত্ব ৩২৬৫ ইলেকট্রোড প্রতি μm² এবং ১০২৪ রিডআউট চ্যানেল সহ [১৫]। ইলেকট্রোডের নিচে বহু সুইচ থাকার কারণে বিভিন্ন ইলেকট্রোড কনফিগারেশন ব্যবহার করে নিউরাল জনসংখ্যার মূল্যায়ন করা যায়। এই অত্যন্ত সংবেদনশীল এবং ঘন মাইক্রোইলেকট্রোড চিপ দিয়ে একক সেল সনাক্তকরণ, নেটওয়ার্ক বিশ্লেষণ, এবং অক্ষীয় তথ্য রেকর্ড করা সম্ভব। এই প্রযুক্তি রোগ মডেলিং এবং টিস্যুর কার্যকারিতা নির্ধারণে বৈদ্যুতফিজিওলজিক্যাল ফেনোটাইপ “বায়োমার্কার” নির্ধারণের পথ খুলেছে, কারণ বিচ্ছিন্ন রেটিনা প্লেটিং করে মাইক্রোইলেকট্রোড অ্যারে তে রেকর্ড করা যায় [১৬]।
রেটিনাল রেকর্ডিং
[সম্পাদনা]রেটিনায় আলোর সংকেত ব্যাখ্যা হয় এবং এই তথ্য গ্যাংগ্লিয়ন স্তরের নিউরনে সঞ্চিত থাকে, যাদের রেটিনাল গ্যাংগ্লিয়ন সেল (RGC) বলা হয়। এই সেলগুলি অ্যাকশন পটেনশিয়ালের মাধ্যমে তথ্য প্রেরণ করে, যা মাইক্রোইলেকট্রোড অ্যারে দ্বারা রেকর্ড করে রেটিনাল সার্কিটারি, বিকাশ, এবং ভিজুয়াল সিনের এনকোডিং বোঝা যায়। এই ইন ভিটরো পরীক্ষা সাধারণত রেটিনাকে তার নিজস্ব টিস্যু থেকে আলাদা করে, গ্যাংগ্লিয়ন সেল নিচে রেখে অ্যারেতে প্লেট করে আলোর উদ্দীপনার মাধ্যমে রেকর্ড করা হয়। পরে স্পাইক সর্টিং (যা পরবর্তী অংশে বর্ণিত হবে) ব্যবহার করে ডেটা বিশ্লেষণ করা হয়। ফটোরিসেপ্টর প্রতিক্রিয়া নির্ধারণে ও কার্যকারিতা মূল্যায়নে বিভিন্ন ড্রাগ ব্লকার এবং আলোর উদ্দীপনা ব্যবহার করা যায়। এছাড়া, গবেষকরা রেটিনাল মিউটেশনের RGC স্পাইকিং আচরণের উপর প্রভাব মূল্যায়ন করে বৈদ্যুতফিজিওলজিক্যাল বায়োমার্কার নির্ধারণ করতে পারেন। এক পরীক্ষায়, গবেষকরা একটি মাইক্রোইলেকট্রোড অ্যারে ব্যবহার করে ওয়াইল্ড টাইপ মাউস রেটিনা এবং FRMD7 নাইকআউট মাউসের উপর পরীক্ষা করেছেন। FRMD7 একটি মিউটেশন যা দৃষ্টিভঙ্গির উপর প্রভাব ফেলে দ্রুত দৃষ্টি আন্দোলন তৈরি করে। রেকর্ডিং ডেটা নির্দেশ করে যে নাইকআউট মাউসের রেটিনায় অনুভূমিক দিকনির্দেশী সেলগুলোর প্রতিক্রিয়া হারিয়েছে, যেখানে ওয়াইল্ড টাইপ মাউসের অনুভূমিক ও উল্লম্ব দিকনির্দেশী সেলগুলোর প্রতিক্রিয়া বজায় ছিল। এই ফলাফল ভবিষ্যতে রেটিনাল রোগের বৈদ্যুতফিজিওলজিক্যাল বায়োমার্কার নির্ধারণে মাইক্রোইলেকট্রোড অ্যারে প্রযুক্তির সক্ষমতা নির্দেশ করে [১৭]।
স্পাইক সর্টিং
[সম্পাদনা]সর্বশেষ মাইক্রোইলেকট্রোড প্রযুক্তি হাজার হাজার ইলেকট্রোড থেকে নিউরাল রেকর্ডিং সম্ভব করে তোলে, যার ফলে নিউরাল টিস্যু ও নেটওয়ার্কের একই সময়ের বৈদ্যুতিক তথ্য বিশ্লেষণ করে স্নায়ুতন্ত্রের গুরুত্বপূর্ণ বৈদ্যুতিক তথ্য উন্মোচিত করা যায়। মাইক্রোইলেকট্রোড অ্যারে ব্যবহার করে নিউরোসায়েন্সে, নিউরনের বৈদ্যুতিক সংকেত (অ্যাকশন পটেনশিয়াল) বহির্গতভাবে রেকর্ড করা হয়। অর্থাৎ, এই রেকর্ডিংয়ে সংকেত প্যাচ ক্ল্যাম্পের বিপরীত, অ্যাকশন পটেনশিয়ালের অ্যামপ্লিটিউড ঋণাত্মক হয়। এই বহির্গত সংকেত কেবল অ্যাকশন পটেনশিয়ালই নয়, সাইনাপটিক প্রক্রিয়া (লোকাল ফিল্ড পটেনশিয়াল) সম্পর্কেও তথ্য ধারণ করে, যা ফিল্টারিং ও বিশ্লেষণের মাধ্যমে নির্ণয় করা যায়। এই বৈদ্যুতিক তথ্য নির্দিষ্ট একটি নিউরনে যুক্ত করার প্রক্রিয়াটিই স্পাইক সর্টিং নামে পরিচিত।
মাইক্রোইলেকট্রোড রেকর্ডিংয়ের প্রধান বিশ্লেষণ বিষয় হলো স্পাইক-ট্রেন। নিউরন তার স্পাইকিং কার্যকলাপ দ্বারা সনাক্ত করা যায় কারণ প্রতিটি ইভেন্টের সময় নির্ভর করে নিউরনের আকার, আকৃতি এবং ইলেকট্রোডের আপেক্ষিক অবস্থানের ওপর। হাজার হাজার নিউরন থেকে রেকর্ডিংয়ের ক্ষেত্রে স্পাইক সর্টিং “ককটেল পার্টি” সমস্যার মত। একাধিক নিউরন কাছাকাছি থাকায় একটি ইলেকট্রোড একাধিক নিউরনের সংকেত রেকর্ড করতে পারে। তাই স্পাইক সর্টিংকে বিশ্লেষণ করতে হয় যাতে একটি নিউরনের বৈদ্যুতিক “চ্যাটার” পৃথক করা যায়। স্পাইক সর্টিং একটি বহু-পর্যায় প্রক্রিয়া, যেখানে কাঁচা ডেটা থেকে প্রতিটি স্পাইককে নির্দিষ্ট নিউরনে বরাদ্দ করা হয়।
স্পাইক সর্টিংয়ের সাধারণ ধাপগুলো হল: কাঁচা ডেটা প্রিপ্রসেসিং → স্পাইক সনাক্তকরণ → স্পাইক উত্তোলন ও অ্যালাইনমেন্ট → বৈশিষ্ট্য উত্তোলন → ক্লাস্টারিং → শ্রেণীবিন্যাস। এই প্রক্রিয়ায় প্রথমে ডেটা থেকে কম ফ্রিকোয়েন্সির শব্দ ফিল্টার করে প্রিপ্রসেস করা হয়। তারপর ভোল্টেজ থ্রেশহোল্ড ব্যবহার করে স্পাইক সনাক্ত করা হয়। উত্তোলিত স্পাইকগুলো সময়ের সাথে মিলিয়ে অ্যালাইন করা হয়। এরপর প্রিন্সিপাল কম্পোনেন্ট অ্যানালাইসিস বা ওয়েভলেট ব্যবহার করে বৈশিষ্ট্য বের করা হয়, যা ডেটাকে প্রয়োজনীয় মাত্রায় সংকুচিত করে। এরপর স্পাইকগুলো ক্লাস্টার করে প্রতিটি নিউরনের জন্য টেমপ্লেট তৈরি করা হয়। স্পাইক সর্টিংয়ের জন্য নির্দিষ্ট একক এলগরিদম নেই, কারণ রেকর্ডিং ভিন্ন সেল টাইপ, প্রজাতি এবং পদ্ধতির ওপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়। সুতরাং, এলগরিদমকে উপযোগী করে ডেটার সঠিক প্রতিনিধিত্ব নিশ্চিত করতে হয়। তবে, স্পাইক সর্টিং শেষে ইন্টারস্পাইক ইন্টারভ্যাল, রিফ্র্যাক্টরি পিরিয়ড, এবং পৃথক নিউরনের ডেটা তুলনা করা সম্ভব হয় [১৮]।
অন্যান্য চাক্ষুষ ইমপ্লান্ট
[সম্পাদনা]রেটিনার উদ্দীপনার পাশাপাশি, চাক্ষুষ ব্যবস্থার অন্যান্য উপাদানগুলিকেও উদ্দীপ্ত করা যায়।
অপটিক নার্ভের উদ্দীপনা
[সম্পাদনা]কাফ-ইলেকট্রোড ব্যবহার করে, সাধারণত কয়েকটি সেগমেন্টসহ।
সুবিধাসমূহ:
চোখে সামান্য ট্রমা ঘটে।
চ্যালেঞ্জসমূহ:
খুব বেশি নির্দিষ্ট নয়।
কর্টিকাল ইমপ্লান্ট
[সম্পাদনা]
ড. মোহাম্মদ সাওয়ান, পলিস্টিম নিউরোটেকনোলজিস ল্যাবরেটরি-এর অধ্যাপক ও গবেষক, মন্ট্রিয়লের ইকোল পলিটেকনিক-এ একটি কর্টিকাল ভিজ্যুয়াল প্রোস্থেসিস নিয়ে কাজ করছেন, যা মানব কর্টেক্সে ইমপ্লান্ট করা হবে। ড. সাওয়ানের প্রযুক্তির মূল নীতিটি হল ভিজ্যুয়াল কর্টেক্সে সিলিকন মাইক্রোচিপসহ বায়ো-সামঞ্জস্যপূর্ণ পদার্থ দিয়ে তৈরি ইলেকট্রোডের একটি নেটওয়ার্ক ইমপ্লান্ট করা, যার প্রতিটি ইলেকট্রোড উদ্দীপনামূলক বৈদ্যুতিক প্রবাহ ইনজেক্ট করে এমন একটি প্রক্রিয়া সৃষ্টি করে যার ফলে অন্ধ ব্যক্তির চাক্ষুষ ক্ষেত্রে আলোক বিন্দুর একটি অ্যারে (পিক্সেলের একটি বিন্যাস) দৃশ্যমান হয়।
এই সিস্টেম দুটি পৃথক অংশ নিয়ে গঠিত: ইমপ্লান্ট ও একটি বাহ্যিক কন্ট্রোলার। ভিজ্যুয়াল কর্টেক্সে সংযুক্ত ইমপ্লান্টটি বাহ্যিক কন্ট্রোলার থেকে তারবিহীনভাবে নির্ধারিত তথ্য ও শক্তি গ্রহণ করে। ইমপ্লান্ট অংশে সমস্ত সার্কিট থাকে যা বৈদ্যুতিক উদ্দীপনা তৈরি করে এবং মাইক্রোইলেকট্রোড/জৈব টিস্যুর ইন্টারফেস নিয়ন্ত্রণ করে। অপরদিকে, ব্যাটারি চালিত বাহ্যিক কন্ট্রোলারে একটি মাইক্রো-ক্যামেরা থাকে যা ছবি ধারণ করে, পাশাপাশি একটি প্রসেসর এবং একটি কমান্ড জেনারেটর থাকে যা চিত্রটি প্রক্রিয়া করে এবং ইলেকট্রিক উদ্দীপনার নির্দেশ তৈরি ও নিয়ন্ত্রণ করে। বাহ্যিক কন্ট্রোলার ও ইমপ্লান্ট দুটি দিকেই শক্তিশালী ট্রান্সকিউটেনিয়াস রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি (RF) লিঙ্কের মাধ্যমে তথ্য আদান-প্রদান করে। একইভাবে, ইমপ্লান্ট শক্তি গ্রহণ করে। (উইকিপিডিয়া থেকে: [১])
সুবিধাসমূহ:
উদ্দীপনার জন্য অনেক বড় একটি ক্ষেত্র: রেটিনার কেন্দ্রীয় চাক্ষুষ ক্ষেত্রের ২° রেডিয়াস যেখানে ১ মিমি² এর সমান, কর্টেক্সে এটি ২১০০ মিমি²।
চ্যালেঞ্জসমূহ:
ইমপ্লান্টেশন অনেক বেশি আক্রমণাত্মক।
চাক্ষুষ ক্ষেত্রের কিছু অংশ সালকাসের মধ্যে অবস্থিত, যা পৌঁছাতে কঠিন।
উদ্দীপনা খিঁচুনির কারণ হতে পারে।
কক্লিয়ার ইমপ্লান্ট
[সম্পাদনা]
একটি কক্লিয়ার ইমপ্লান্ট (CI) হলো একটি শল্যচিকিৎসার মাধ্যমে প্রতিস্থাপনযোগ্য ইলেকট্রনিক ডিভাইস, যা শ্রবণ প্রক্রিয়ার যান্ত্রিক অংশসমূহের পরিবর্তে সরাসরি কক্লিয়ার অভ্যন্তরে ইলেকট্রোডের মাধ্যমে শ্রবণ স্নায়ুকে উদ্দীপিত করে। কক্লিয়ার ইমপ্লান্টের জন্য উপযুক্ত প্রার্থীরা হলেন সেইসব ব্যক্তি যাঁদের উভয় কানে তীব্র থেকে গভীর সেন্সরিনিউরাল শ্রবণ হানি রয়েছে এবং শ্রবণ স্নায়ুতন্ত্র কার্যকর। এই ডিভাইসটি মূলত ভাষা শেখার পর শ্রবণ হারানো ব্যক্তিদের ভাষা ও অন্যান্য শব্দ বোঝার কিছু সক্ষমতা পুনরুদ্ধারের জন্য ব্যবহৃত হয়, পাশাপাশি ভাষা শেখার পূর্বে বধির শিশুদের মুখের ভাষা শেখার জন্যও ব্যবহৃত হয়। (নবজাতক ও শিশুর শ্রবণ সমস্যার নির্ণয় করা হয় অটোঅ্যাকুস্টিক এমিশন বা শ্রবণ উদ্দীপিত সম্ভাবনার রেকর্ডিংয়ের মাধ্যমে।) সাম্প্রতিক একটি অগ্রগতি হলো দ্বৈত কক্লিয়ার ইমপ্লান্ট, যা ব্যবহারকারীদের মৌলিক শব্দের উৎস নির্ধারণের সক্ষমতা প্রদান করে।
কক্লিয়ার ইমপ্লান্টের অংশসমূহ
[সম্পাদনা]এই ইমপ্লান্টটি কানের পেছনে ত্বকের নিচে স্থাপন করা হয়। ডিভাইসটির মৌলিক অংশগুলো হলো:
বাহ্যিক:
- একটি মাইক্রোফোন, যা পরিবেশ থেকে শব্দ সংগ্রহ করে
- একটি বক্তৃতা প্রক্রিয়াকরণ যন্ত্র, যা শব্দকে ফিল্টার করে শ্রবণযোগ্য বক্তৃতাকে প্রাধান্য দেয় এবং একটি পাতলা কেবল দ্বারা প্রক্রিয়াজাত শব্দ সংকেত প্রেরণ করে ট্রান্সমিটারে,
- একটি ট্রান্সমিটার, যা একটি চুম্বকের সাহায্যে বাহ্যিক কানের পেছনে স্থির থাকে এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইনডাকশনের মাধ্যমে প্রক্রিয়াজাত শব্দ সংকেত অভ্যন্তরীণ যন্ত্রে পাঠায়
অভ্যন্তরীণ:
- একটি রিসিভার ও উদ্দীপক, যা ত্বকের নিচের হাড়ে স্থাপন করা হয় এবং সংকেতগুলোকে বৈদ্যুতিক তরঙ্গে রূপান্তর করে অভ্যন্তরীণ কেবলের মাধ্যমে ইলেকট্রোডে পাঠায়
- কক্লিয়ার ভিতরে স্থাপনকৃত সর্বোচ্চ ২৪টি ইলেকট্রোডের একটি অ্যারে, যা এই বৈদ্যুতিক উদ্দীপনাগুলো শ্রবণ স্নায়ুতন্ত্রের মাধ্যমে সরাসরি মস্তিষ্কে প্রেরণ করে
কক্লিয়ার ইমপ্লান্টের সংকেত প্রক্রিয়াকরণ
[সম্পাদনা]স্বাভাবিক শ্রবণশক্তিসম্পন্ন ব্যক্তিদের জন্য বক্তৃতা সংকেতের প্রধান বাহক হলো এর এনভেলপ, এবং সঙ্গীতের ক্ষেত্রে এটি হলো ফাইন স্ট্রাকচার। এটি ম্যান্ডারিনের মতো টোনাল ভাষার ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য, যেখানে শব্দের অর্থ নির্ভর করে স্বরের উপর। গবেষণায় দেখা গেছে, শব্দের উৎস নির্ধারণে ফাইন স্ট্রাকচারে এনকোডকৃত আন্তঃকর্ণ সময় বিলম্ব বেশি কার্যকর, যদিও বক্তৃতা সংকেতটি এনভেলপেই এনকোড করা থাকে।
একটি কক্লিয়ার ইমপ্লান্টের বক্তৃতা প্রক্রিয়াকারক মাইক্রোফোন ইনপুটকে কক্লিয়ায় পাঠানোর জন্য সমান্তরাল ইলেকট্রোড সংকেতে রূপান্তর করে। এই সংকেতগুলোর জন্য সর্বোত্তম স্থানান্তর ফাংশনের অ্যালগরিদম এখনও গবেষণাধীন।
প্রথম দিকের কক্লিয়ার ইমপ্লান্ট ছিল এক-চ্যানেলের। এতে কেবল বক্তৃতার ফ্রিকোয়েন্সি পরিসর সংরক্ষণ করে সংকেতকে ১৬ kHz তরঙ্গে মডুলেট করে স্নায়ুতে পাঠানো হতো। এটি মৌলিক শ্রবণ সক্ষমতা দিতেও যথেষ্ট সীমাবদ্ধ ছিল।
বহু-চ্যানেল ইমপ্লান্টের আবির্ভাব বহু ধরণের বক্তৃতা প্রক্রিয়াকরণ কৌশলের দরজা খুলে দেয়। এগুলো প্রধানত দুটি ভাগে বিভক্ত:
ওয়েভফর্ম কৌশল
[সম্পাদনা]এই কৌশলে অডিও সংকেতের প্রাথমিক প্রক্রিয়াজাতকরণে একটি অ-রৈখিক গেইন প্রয়োগ করা হয়, এরপর সংকেতটি সমান্তরাল ব্যান্ড-পাস ফিল্টার দিয়ে পাঠানো হয়। প্রথম কৌশল ছিল "কমপ্রেসড অ্যানালগ"। এই কৌশলে সংকেত গেইন নিয়ন্ত্রিত পরিবর্ধকের মাধ্যমে সংকুচিত হয়, তারপর ব্যান্ড-পাস ফিল্টার দিয়ে পাঠানো হয় এবং প্রতিটি ফিল্টারের আউটপুট নির্ধারিত ইলেকট্রোডকে উদ্দীপিত করে।
তবে, দুটি পার্শ্ববর্তী ইলেকট্রোড একসাথে উদ্দীপিত হলে সংকেত বিকৃতি দেখা যেত। এর সমাধান ছিল "কনটিনিউয়াস ইন্টারলিভড স্যাম্পলিং" (CIS), যেখানে পার্শ্ববর্তী ফিল্টার দ্বারা চালিত ইলেকট্রোডগুলো সামান্য ভিন্ন সময়ে উদ্দীপিত হয়।
বৈশিষ্ট্য নিষ্কাশন কৌশল
[সম্পাদনা]এই কৌশলে অডিও সংকেতের সরাসরি রূপান্তরের পরিবর্তে শব্দের বিমূর্ত বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে তা ইলেকট্রোডে পাঠানো হয়। প্রাথমিকভাবে ফরম্যান্ট (শব্দের সর্বোচ্চ শক্তির ফ্রিকোয়েন্সি) শনাক্ত করে সংশ্লিষ্ট ইলেকট্রোডকে উদ্দীপিত করা হতো। পরে MPEAK সিস্টেম এই কৌশলে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির ফিল্টার যোগ করে ব্যঞ্জনধ্বনি ও অবর্ণ ধ্বনি বুঝতে সক্ষম হয়।[১৯][২০][২১]
বর্তমান উন্নয়ন
[সম্পাদনা]
বর্তমানে SPEAK সিস্টেম সবচেয়ে অগ্রসর কৌশল, যা ওয়েভফর্ম ও বৈশিষ্ট্য-নির্ণয় কৌশলের সংমিশ্রণ। এখানে সংকেত ২০টি ব্যান্ড-পাস ফিল্টারের মাধ্যমে প্রক্রিয়াজাত হয়, প্রতিটির এনভেলপ নির্ণয় করে সবচেয়ে শক্তিশালী কয়েকটি ফ্রিকোয়েন্সি নির্বাচন করা হয় – যেটা "n-of-m" কৌশল নামে পরিচিত।
একাধিক মাইক্রোফোন
[সম্পাদনা]কক্লিয়ার কোম্পানি তার নতুন ইমপ্লান্টে একটি নয় বরং ৩টি মাইক্রোফোন ব্যবহার করে। এই অতিরিক্ত তথ্য ব্যবহার করা হয় বিম-ফর্মিং এর জন্য, যার মাধ্যমে সম্মুখের শব্দ অধিক কার্যকরভাবে ধরা যায় এবং কোলাহলপূর্ণ পরিবেশে বক্তৃতা বোঝার সক্ষমতা ১৫ dB পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়।
CI – শ্রবণযন্ত্র সংমিশ্রণ
[সম্পাদনা]সতর্ক শল্যচিকিৎসা ও ইলেকট্রোড ডিজাইনের মাধ্যমে নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সির শ্রবণশক্তি সংরক্ষণ সম্ভব। MedEl কোম্পানি এই শ্রোতাদের জন্য উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির জন্য কক্লিয়ার ইমপ্লান্ট ও নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সির জন্য ঐতিহ্যবাহী শ্রবণযন্ত্রের সমন্বিত সিস্টেম EAS (বৈদ্যুতিক-শাব্দ উদ্দীপনা) অফার করে। এতে ১৮ মিমি দীর্ঘ ইলেকট্রোড ব্যবহার করা হয় (সম্পূর্ণ CI এর ক্ষেত্রে ৩১.৫ মিমি)। এর ফলে সঙ্গীত ও টোনাল ভাষা বোঝার দক্ষতা বাড়ে।
ফাইন স্ট্রাকচার
[সম্পাদনা]
মানুষের শ্রবণতন্ত্র উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে শুধু টোনোটপিক সংকেত ব্যবহার করে, কিন্তু নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে সিগন্যালের ফেজের সাথে স্নায়ু অনুরণন করে। নতুন MedEl মডেলগুলো এই ফাইন স্ট্রাকচার বা সময়গত তথ্য সংযুক্ত করে যা সঙ্গীত ও টোনাল ভাষা বোঝার ক্ষমতা বাড়ায়।
এই এনভেলপ ও ফাইন স্ট্রাকচার গণিতের হিলবার্ট ট্রান্সফর্ম দ্বারা নির্ণয় করা যায়। সংশ্লিষ্ট পাইথন কোড নিচে উল্লেখ করা হলো:[২২]
ভার্চুয়াল ইলেকট্রোড
[সম্পাদনা]ইলেকট্রোডের সংখ্যা সীমিত, তাই ফ্রিকোয়েন্সি সুনির্দিষ্টতা বাড়াতে পার্শ্ববর্তী দুটি ইলেকট্রোডকে একসাথে উদ্দীপিত করা হয়। এতে ব্যবহারকারীরা একটি মধ্যবর্তী ফ্রিকোয়েন্সিতে একক শব্দ অনুভব করেন।
কক্লিয়ার ইমপ্লান্টের সিমুলেশন
[সম্পাদনা]কক্লিয়ার ইমপ্লান্টের শব্দ প্রক্রিয়াকরণ এখনও গবেষণাধীন এবং বিভিন্ন নির্মাতা এতে ভিন্নতা আনছে। তবে মৌলিক প্রক্রিয়া অনেক সহজ এবং এটি ব্যবহারকারীদের শ্রবণমান বোঝার জন্য সিমুলেট করা যায়। প্রথমে শব্দ নমুনা নিয়ে ফ্রিকোয়েন্সি বিশ্লেষণ করতে হয়। এরপর একটি সময়-উইন্ডো নির্ধারণ করে প্রতিটি ইলেকট্রোডের উদ্দীপনার শক্তি নির্ধারণ করা হয় – i) রৈখিক ফিল্টার ( গ্যাম্যাটোন ফিল্টার দেখুন); অথবা ii) পাওয়ার স্পেকট্রাম বিশ্লেষণ ( স্পেকট্রাল বিশ্লেষণ দেখুন) এর মাধ্যমে।
কক্লিয়ার ইমপ্লান্ট ও চৌম্বক-প্রতিসংবেদী চিত্রায়ন (MRI)
[সম্পাদনা]বিশ্বব্যাপী ১.৫ লক্ষাধিক ইমপ্লান্টেশনের মাধ্যমে CI এখন তীব্র শ্রবণ হানি চিকিৎসার মানদণ্ডে পরিণত হয়েছে। চেতনাগত বৃদ্ধি ও নবজাতক পরীক্ষার কারণে অনেক শিশুই শৈশবেই CI গ্রহণ করে এবং সারা জীবন তা বহন করে। এর ফলে MRI স্ক্যানের প্রয়োজন দেখা দিতে পারে, যা এখন ১.৫ টেসলা পর্যন্ত প্রযোজ্য।
ইতিহাসে CI কে ০.২ টেসলার বেশি চৌম্বক ক্ষেত্রে MRI-র সাথে অসামঞ্জস্যপূর্ণ মনে করা হতো। বাহ্যিক অংশ অবশ্যই সরাতে হয়। অভ্যন্তরীণ অংশের জন্য নিয়ম ভিন্ন। FDA কিছু সীমিত MRI ব্যবহারের অনুমোদন দেয় – যেমন MED-EL এর পালসার ও সোনাটা ০.২ T পর্যন্ত ব্যবহারের অনুমতি পায়, আর অ্যাডভান্সড বায়োনিক্স এর হাই-রেস 90 কে ও কোক্লিয়ার এর নিউক্লিয়াস ফ্রিডম ১.৫ T পর্যন্ত ব্যবহারের অনুমতি পায় অভ্যন্তরীণ চুম্বক অপসারণের পর। চুম্বক অপসারণে স্থানীয় অ্যানেস্থেশিয়ার মাধ্যমে ছোট একটি কাটা প্রয়োজন, তবে এটি ঝুঁকিপূর্ণ।
ক্যাডাভার স্টাডি দেখায় ১.৫ T স্ক্যানে ইমপ্লান্ট সরে যেতে পারে। তবে কম্প্রেশন ড্রেসিং দিলে ঝুঁকি হ্রাস পায়। কিন্তু MRI চিত্রে ইমপ্লান্ট আর্টিফ্যাক্ট তৈরি করে যা ডায়াগনস্টিক মান কমিয়ে দিতে পারে, বিশেষত শিশুদের মাথায় এর তুলনামূলক বড় আকার সমস্যাজনক। ক্রেন এট আল.২০১০ সালের গবেষণায় দেখা যায়, আর্টিফ্যাক্টের গড় অগ্র-পশ্চাত্মুখী প্রস্থ ছিল ৬.৬ ± ১.৫ সেমি, আর বাম-ডান প্রস্থ ছিল ৪.৮ ± ১.০ সেমি।[২৩]
ভেস্টিবুলার ইমপ্লান্ট
[সম্পাদনা]পরিচিতি
[সম্পাদনা]যাদের ভেস্টিবুলার সিস্টেম ক্ষতিগ্রস্ত হয়েছে, তারা শ্রবণ ও দৃষ্টির ব্যাঘাত, ভার্টিগো, মাথা ঘোরা এবং স্থানিক বিভ্রান্তির মতো উপসর্গের সম্মুখীন হন। বর্তমানে, দুর্বল বা ক্ষতিগ্রস্ত ভেস্টিবুলার সিস্টেমযুক্ত রোগীদের জন্য কার্যকর চিকিৎসা নেই। গত দশকে, বিজ্ঞানীরা একটি বৈদ্যুতিক উদ্দীপনাযুক্ত ডিভাইস তৈরি করেছেন, যা কক্লিয়ার ইমপ্লান্টের অনুরূপ এবং সেমিসারকুলার ক্যানাল ফাংশন পুনঃস্থাপনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। ভেস্টিবুলার ইমপ্লান্টগুলি এমন রোগীদের ভারসাম্য পুনরুদ্ধারের উদ্দেশ্যে তৈরি করা হয়েছে যাদের ভেস্টিবুলার সিস্টেম ক্ষতিগ্রস্ত হয়েছে। Figure[২৪] এ একটি ভেস্টিবুলার ইমপ্লান্টের প্রোটোটাইপ দেখানো হয়েছে, যা MED-EL (ইনসব্রুক, অস্ট্রিয়া) দ্বারা ডিজাইনকৃত একটি পরিবর্তিত কক্লিয়ার ইমপ্লান্ট।
এই ভেস্টিবুলার নিউরোপ্রোস্থেসিস প্রোটোটাইপে চারটি প্রধান উপাদান রয়েছে: একটি বৈদ্যুতিক উদ্দীপক, তিনটি এক্সট্রাকক্লিয়ার ইলেকট্রোড যেগুলি প্রতিটি সেমিসারকুলার ক্যানালের অ্যাম্পুলায় স্থাপন করা হয়, এবং একটি ইন্ট্রাকক্লিয়ার অ্যারে। ভেস্টিবুলার ইমপ্লান্ট চালু হলে, চার্জ-ব্যালান্সড, বাইফেজিক পালস আকারে বৈদ্যুতিক উদ্দীপনার ট্রেন প্রতিটি এক্সট্রাকক্লিয়ার ইলেকট্রোডের মাধ্যমে সংশ্লিষ্ট ভেস্টিবুলার নার্ভে পৌঁছে দেওয়া হয় [২৪]। শেষ পর্যন্ত, এই বৈদ্যুতিক উদ্দীপনা ভেস্টিবুলো-অকুলার রিফ্লেক্স (VOR)-এর মাধ্যমে চাহনির স্থিতিশীলতা বজায় রেখে রোগীর ভারসাম্য পুনরুদ্ধার করতে সহায়তা করে। ইমপ্লান্টযোগ্য প্রোস্থেসিসের দিকে অগ্রগতি আশাব্যঞ্জক ফলাফল দেখিয়েছে যা মাথা ঘোরানোর স্বাভাবিক ভেস্টিবুলার সংবেদনগত পরিব্যক্তি পুনরুদ্ধারে কার্যকর। তবে, ত্রিমাত্রিক মাথার চলাচল নির্ভুলভাবে সংকেতায়িত করতে গিয়ে অনাকাঙ্ক্ষিত স্নায়বিক ক্রিয়াকলাপ এড়িয়ে চলা এখনও একটি গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ।
ভেস্টিবুলার প্রোস্থেসিসের বিবর্তন (১৯৬৩–২০১৪)
[সম্পাদনা]১৯৬৩ সালে, কোহেন এবং সুজুকি [২৫] ভেস্টিবুলার প্রোস্থেসিস ধারণাটি উপস্থাপন করেন, যখন তারা দেখান যে ভেস্টিবুলার স্নায়ুর অ্যাম্পুলারি শাখায় বৈদ্যুতিক উদ্দীপনার মাধ্যমে চোখের গতি প্ররোচিত করা যায়। পরবর্তী গবেষণাগুলো পরিচালিত হয় একটানা এবং নির্ভুল উদ্দীপনার মডেল তৈরি করার লক্ষ্যে, যা বিভিন্ন ধরনের ভেস্টিবুলার ব্যাধি যেমন দ্বিপার্শ্বিক ভেস্টিবুলার কার্যক্ষমতা হারানো (BVL) এবং মেনিয়ারের রোগে আক্রান্ত রোগীদের পুনর্বাসনের জন্য ব্যবহৃত হতে পারে [২৪] [২৬]।
কোহেন ও সুজুকির পথিকৃত কাজের চার দশক পর, মারফেল্ড এবং সহকর্মীরা ভেস্টিবুলার স্নায়ুতে বৈদ্যুতিক উদ্দীপনার মাধ্যমে মসৃণ চোখের গতি তৈরি করার জন্য প্রথম ভেস্টিবুলার ডিভাইস তৈরি করেন [২৭] [২৮]।
নিউরো-ইলেকট্রনিক ভেস্টিবুলার ডিভাইসের বাস্তবতা গবেষকদের অনুপ্রাণিত করে একটি গতি-সনাক্তকারী সিস্টেম একত্রিত করার, যা মাথার গতি পরিমাপ করতে পারে। সান্তিনা এবং তাঁর সহকর্মীরা [২৯] [৩০] [৩১] [৩২] জাইরোস্কোপিক সেন্সরের সাহায্যে ত্রিমাত্রিক গতি পরিমাপ করেন এবং এই তথ্য ব্যবহার করে ভেস্টিবুলার স্নায়ুর মাধ্যমে চোখের পেশিকে নিয়ন্ত্রণকারী সংকেত তৈরি করেন। ২০১২ সালের শেষ নাগাদ, সারা বিশ্বে কেবল দুটি গবেষণা দল মানুষের উপর ভেস্টিবুলার ইমপ্লান্ট নিয়ে গবেষণা চালায়: একটি জে. রুবিনস্টাইনের নেতৃত্বে ইউনিভার্সিটি অব ওয়াশিংটনে এবং অন্যটি নেদারল্যান্ডসের মাস্ট্রিক্ট ইউনিভার্সিটি মেডিকেল সেন্টারে হারম্যান কিংমা ও সুইজারল্যান্ডের হপিতো ইউনিভার্সিটার দে জেনেভ-এ জঁ-ফিলিপ গুইয়োর যৌথ গবেষণা দল [২৪]।
জে. রুবিনস্টাইন ২০১০ সালে প্রথম ভেস্টিবুলার ক্লিনিক্যাল স্টাডির নেতৃত্ব দেন। রুবিনস্টাইন ও তাঁর সহকর্মীরা সফলভাবে একটি ভেস্টিবুলার পেসমেকার স্থাপন করেন যা মেনিয়ারের রোগে আক্রান্ত রোগীদের অনিচ্ছাকৃত ভার্টিগো আক্রমণ কমাতে বা বন্ধ করতে পারে [২৬]। এই ডিভাইসটিতে একটি হ্যান্ডহেল্ড কন্ট্রোলার যুক্ত ছিল, যা বিভিন্ন ইলেকট্রোডে নির্দেশিত বিভিন্ন ধরণের বৈদ্যুতিক উদ্দীপনার সূচনা ও সমাপ্তি করতে পারত, তবে এটি গতি কোড করতে পারত না [২৬]। দুর্ভাগ্যবশত, যেসব রোগীর দেহে এই ভেস্টিবুলার পেসমেকার প্রতিস্থাপন করা হয়েছিল, তাদের শ্রবণ ও ভারসাম্য সংক্রান্ত কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায় [৩৩] [২৬] [২৪]। এই দলটি এখন এমন এক নতুন উদ্দীপন পদ্ধতি নিয়ে গবেষণা করছে, যা গতি সম্পর্কিত তথ্যকে অন্তর্ভুক্ত করে [৩৩]।
দ্বিতীয় মানবিক ক্লিনিক্যাল গবেষণাটি ২০১২ সালে কিংমা, গুইয়ো এবং তাঁদের সহকর্মীরা পরিচালনা করেন। এই গবেষণায় ব্যবহৃত ভেস্টিবুলার ইমপ্লান্ট MED-EL দ্বারা প্রোটোটাইপ করা হয়। পেরেজ-ফোর্নোস এবং তাঁর সহকর্মীরা [২৪] দেখান যে, রোগীরা এমন একটি সন্তোষজনক কার্যকর পুনরুদ্ধার অর্জন করেন, যা তাদের হাঁটার মতো দৈনন্দিন কাজ সম্পাদনের ক্ষমতা প্রদান করে।
বর্তমানে বিশ্ববিদ্যালয় ও শিল্পের মধ্যে অংশীদারিত্বের মাধ্যমে উন্নয়ন অব্যাহত রয়েছে। ক্লিনিক্যাল প্রয়োগের উদ্দেশ্যে ভেস্টিবুলার প্রোস্থেসিস উন্নয়নে চারটি প্রধান বিশ্ববিদ্যালয়/শিল্প অংশীদার দল কাজ করছে। এই দলগুলো হলো: ইউনিভার্সিটি অব ওয়াশিংটনে রুবিনস্টাইনের দল ও ককলিয়ার লিমিটেড (লেন কভ, অস্ট্রেলিয়া), জনস হপকিন্স স্কুল অফ মেডিসিনে ডেল্লা সান্তিনার ভেস্টিবুলার নিউরোইঞ্জিনিয়ারিং ল্যাবরেটরি [বাল্টিমোর, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র], হার্ভার্ডের জেঙ্কস ভেস্টিবুলার ফিজিওলজি ল্যাবে ড্যানিয়েল মারফেল্ডের দল [ম্যাসাচুসেটস আই অ্যান্ড ইয়ার ইনফার্মারি, বোস্টন, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র], এবং হারম্যান কিংমা, জঁ-ফিলিপ গুইয়ো ও MED-EL-এর যৌথ দল।
ভবিষ্যৎ গবেষণার দিকনির্দেশনা
[সম্পাদনা]বর্তমানের সর্বাধুনিক ভেস্টিবুলার ইমপ্লান্ট প্রযুক্তি একটি দ্বি-ধাপবিশিষ্ট পদ্ধতি, যা সংশ্লিষ্ট অক্ষে ঘূর্ণনের প্রতিক্রিয়ায় তিনটি অ্যাম্পুলারি স্নায়ুকে বৈদ্যুতিক উদ্দীপনা প্রদান করে (অ্যান্টেরিয়র, পোষ্টেরিয়র বা হরিজন্টাল ক্যানাল)। তবে, স্নায়বিক উত্তেজনার প্রস্থেটিক বায়োফিজিক্স এখনও স্বাভাবিক সংবেদী পরিব্যক্তিকে অনুকরণ করার ক্ষেত্রে একটি চ্যালেঞ্জ রয়ে গেছে। যদিও ভেস্টিবুলার স্নায়ুর অ্যাফারেন্টগুলো কীভাবে মাথার গতিবিধি সংকেতায়িত করে সে সম্পর্কে অনেক কিছুই জানা গেছে, তবুও এখনো পর্যন্ত মাল্টিচ্যানেল প্রস্থেটিসের জন্য অ-আক্রমণাত্মক উদ্দীপনা সংকেতায়নের কৌশল কীভাবে ডিজাইন করা যায় তা বোঝা যায়নি। ডিজাইন এবং সংকেত পরিব্যক্তি সীমাবদ্ধতা অতিক্রমের উপর বর্তমানে সক্রিয় গবেষণা চলছে।
বর্তমান নিউরাল প্রস্থেটিসগুলো লক্ষ্যস্থ স্নায়ুতন্তুকে উত্তেজিত করার জন্য নকশাকৃত, তবে ক্রমাগত উত্তেজক উদ্দীপনা স্নায়বিক ঘাটতির কারণ হতে পারে [২৬]। চূড়ান্তভাবে, এমন একটি যন্ত্র অত্যন্ত কাঙ্ক্ষিত, যা একদিকে মাথার গতি উদ্দীপিত করতে পারে এবং বিপরীতদিকে তা দমন করতে পারে। সান্তিনা ও সহকর্মীদের দ্বারা সম্প্রতি বিকাশকৃত প্রোটোটাইপ সিস্টেম, SCSD1, দেখিয়েছে যে সরাসরি প্রবাহ উদ্দীপনা (সরাসরি বর্তমান উদ্দীপনা) উত্তেজক এবং দমনকারী উভয় VOR প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করতে পারে [৩৪]। তাদের ফলাফল ইঙ্গিত দেয় যে ভেস্টিবুলার সিস্টেমকে একটি কৃত্রিম ভিত্তির সঙ্গে পরিচয় করিয়ে দিলে উত্তেজক এবং দমনকারী সীমার গতিশীল পরিসর অনাকাঙ্ক্ষিতভাবে পরিবর্তিত হতে পারে। অন্যদিকে, ক্লিনিকাল গবেষণাগুলোতে দেখা গেছে, মানুষ কৃত্রিম নিউরাল ক্রিয়াকলাপের অনুপস্থিতি এবং উপস্থিতির সাথে কয়েক মিনিটের মধ্যেই খাপ খাইয়ে নিতে সক্ষম [৩৫]। একবার অভিযোজন সম্পন্ন হলে, উদ্দীপনার প্রশস্ততা ও ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করে বিভিন্ন গতির ও দিকের মসৃণ চোখের গতি সৃষ্টি করা সম্ভব [৩৫]।
ইলেকট্রিক্যাল প্রস্থেটিসের আরেকটি ডিজাইন সীমাবদ্ধতা হল বিদ্যুৎপ্রবাহ লক্ষ্যস্থ স্নায়ুতন্তুর বাইরে ছড়িয়ে পড়া, যার ফলে ভুল ক্যানাল উদ্দীপিত হয় [৩৬] [৩৭]। ফলে, চোখ এবং মাথার ঘূর্ণনের অক্ষের মধ্যে অমিল দেখা দেয় [৩৮]। সুতরাং, দিকনির্দেশক স্নায়বিক প্লাস্টিসিটির প্রক্রিয়া মানুষে সুষম প্রতিক্রিয়া প্রদান করতে পারে। অন্যান্য গবেষণায় ইঙ্গিত দেয় যে ইনফ্রারেড স্নায়ু উদ্দীপনা নির্দিষ্ট নিউরনকে লক্ষ্য করার ক্ষেত্রে উপকারী এবং আশেপাশের স্নায়ু গুচ্ছের জন্য কম বিঘ্নকারী [৩৬] [৩৮]। অপটিক্স ব্যবহারে অধিক স্থানিক নির্বাচনযোগ্যতা ও উন্নত অস্ত্রোপচার প্রবেশগম্যতা অর্জন করা সম্ভব [৩৬]।
তদ্ব্যতীত, ভেস্টিবুলার প্রস্থেটিস উন্নয়নের একটি মৌলিক চ্যালেঞ্জ হল, কীভাবে ভেস্টিবুলার প্রান্তিক অঙ্গগুলির তথ্য নির্দিষ্ট চলাচলের উদ্দীপনা দিতে পারে তা নিরূপণ করা। দেখা গেছে যে প্রতিফলন ও ধারণাত্মক প্রতিক্রিয়া নির্ভর করে কোন ভেস্টিবুলার অ্যাফারেন্ট ইনপুট উদ্দীপিত হচ্ছে তার উপর [৩৩]। সঠিক স্নায়ুর সাথে ইলেকট্রোডের অবস্থান নিশ্চিত করার জন্য অস্ত্রোপচারের কৌশল পরীক্ষা করা হচ্ছে, যা শেষ পর্যন্ত কাঙ্ক্ষিত প্রতিক্রিয়া উদ্দীপনের সক্ষমতাকে অনেকাংশে প্রভাবিত করতে পারে।
কারণ শ্রবণ ও ভেস্টিবুলার অঞ্চলগুলি অভ্যন্তরীণ কানে সংযুক্ত, তাই টার্গেট অ্যাম্পুলারি স্নায়ুর বাইরে বিদ্যুৎপ্রবাহ ছড়িয়ে পড়া ও/অথবা অস্ত্রোপচারের ঝুঁকি ককলিয়ার স্নায়ুকেও প্রভাবিত করতে পারে। সম্ভবত, ভেস্টিবুলার ইমপ্লান্টযুক্ত ব্যক্তিদের শ্রবণশক্তি হ্রাসের ঝুঁকি থাকবে, যেমনটি রিসাস বানরের ক্ষেত্রে দেখা গেছে [৩৯]। সান্তিনা ও সহকর্মীরা [৩৯] পেয়েছেন যে ইলেকট্রোড প্রতিস্থাপন শ্রবণশক্তিতে সর্বোচ্চ ১৪ ডেসিবেল হ্রাস ঘটাতে পারে এবং বৈদ্যুতিক উদ্দীপনা প্রদানে শ্রবণশক্তি আরও ০.৪-৭.৮ ডেসিবেল পর্যন্ত কমে যায়। এই গবেষণায় ইঙ্গিত দেওয়া হয়েছে যে, ককলিয়ার হেয়ার সেলসমূহে কারেন্ট ছড়িয়ে পড়ার ফলে নিকটবর্তী অঞ্চলে এলোমেলো স্নায়বিক ক্রিয়াকলাপ সৃষ্টি হতে পারে।
তৎসংক্রান্ত সূত্র
[সম্পাদনা]- ↑ Larry Squire; ও অন্যান্য (২০১২)। Fundamental Neuroscience 4th edition।
- ↑ ২.০ ২.১ ২.২ Lan Yue, James D. Weiland, Botond Roska, Mark S. Humayun (২০১৬)। "Retinal stimulation strategies to restore vision: Fundamentals and Systems"।
- ↑ Jackson, G.R., Owsley, C., Curcio, C.A (২০০২)। "Photoreceptor degeneration and dysfunction in aging and age-related maculopathy."।
- ↑ Shigeru Sato, Yoshihiro Omori; ও অন্যান্য (২০০৮)। "Pikachurin, a dystroglycan ligand, is essential for photoreceptor ribbon synapse formation"।
- ↑ Jost B. Jonas, Ulrike Schneider, Gottfried O.H. Naumann (১৯৯২)। "Count and density of human retinal photoreceptors"। Springer।
- ↑ Ashmore Jonathan (২০০৮)। "Cochlear Outer Hair Cell Motility"। American Physiological Society।
- ↑ ৭.০ ৭.১ ৭.২ Chris Sekirnjak, Pawel Hottowy, Alexander Sher, Wladyslaw Dabrowski, Alan M. Litke, E.J. Chichilnisky (২০০৮)। "High-Resolution Electrical Stimulation of Primate Retina for Epiretinal Implant Design"। Society of Neuroscience।
- ↑ Jong-Mo Seo; ও অন্যান্য (২০০৪)। "Biocompatibility of polyimide microelectrode array for retinal stimulation"।
- ↑ Eui Tae Kim; ও অন্যান্য (২০০৯)। "Feasibility of Microelectrode Array (MEA) Based on Silicone-Polyimide hybrid for retina prosthesis"।
- ↑ ১০.০ ১০.১ Eui Ta Eberhart Zrenner, KarlUlrich Bartz-Schmidt, Heval Benav, Dorothea Besch, Anna Bruckmann, Veit-Peter Gabel, Florian Gekeler, Udo Greppmaier, Alex Harscher, Steffen Kibbel, Johannes Koch, Akos Kusnyerik, tobias Peters, Katarina Stingl, Helmut Sachs et al.e Kim; ও অন্যান্য (২০১০)। "Subretinal electronic chips allow blind patients to read letters and combine them to words"।
- ↑ Pritchard Roy। "Stabilized Images on the Retina"।
- ↑ Asaf Shoval, ChrisopherAdams, Moshe David-Pur, Mark Shein, Yael Hanein, Evelyne Sernagor (২০০৯)। "Carbon nanotube electrodes for effective interfacing with retinal tissue"।
- ↑ Susanne Klauke, Michael Goertz, Stefan Rein, Dirk Hoehl, Uwe Thomas, Reinhard Eckhorn, Frank Bremmer, Thomas Wachtler (২০১১)। "Stimulation with a Wireless Intraocular Epiretinal Implant Elicits Visual Percepts in Blind Humans"। The Association for Research in Vision and Ophthalmology।
- ↑ Neville Z. Mehenti, GrehS. Tsien, Theodore Leng, Harvey A. Fishman, Stacey F. Bent (২০০৬)। "A model retinal interface based on directed neuronal growth for single cell stimulation"। Springer।
- ↑ ...
- ↑ ...
- ↑ ...
- ↑ ...
- ↑ http://www.utdallas.edu/~loizou/cimplants/tutorial/tutorial.htm
- ↑ www.ohsu.edu/nod/documents/week3/Rubenstein.pdf
- ↑ www.acoustics.bseeber.de/implant/ieee_talk.pdf
- ↑ T. Haslwanter (২০১২)। "Hilbert Transformation [Python]"। private communications।
- ↑ Crane BT, Gottschalk B, Kraut M, Aygun N, Niparko JK (2010) Magnetic resonance imaging at 1.5 T after cochlear implantation. Otol Neurotol 31:1215-1220
- ↑ ২৪.০ ২৪.১ ২৪.২ ২৪.৩ ২৪.৪ ২৪.৫ Perez Fornos, A.; Guinand, N.; Van De Berg, R.; Stokroos, R.; Micera, S.; Kingma, H.; Pelizzone, M.; and Guyot, J. (২০১৪)। "Artificial balance: restoration of the vestibulo-ocular reflex in humans with a prototype vestibular neuroprosthesis."। Frontiers in Neurology। 5।
- ↑ Cohen, B. and Suzuki, J. (১৯৬৩)। "Eye movements induced by ampullary nerve stimulation."। The American journal of physiology। 204: 347–351।
- ↑ ২৬.০ ২৬.১ ২৬.২ ২৬.৩ ২৬.৪ Golub, J. S.; Ling, L.; Nie, K.; Nowack, A.; Shepherd, S. J.; Bierer, S. M.; Jameyson, E.; Kaneko, C. R.; Phillips, J. O.; and Rubinstein, J. T. (২০১৪)। "Prosthetic Implantation of the Human Vestibular System."। Otology & Neurotology। 1: 136–147।
- ↑ Gong, W. and Merfeld, D. M. (২০০০)। "Prototype neural semicircular canal prosthesis using patterned electrical stimulation."। Annals of Biomedical Engineering। 28: 572–581।
- ↑ Lewis, R. F.; Haburcakova, C.; Gong, W.; Makary, C.; and Merfeld, D. M. (২০১০)। "Vestibuloocular Reflex Adaptation Investigated With Chronic Motion-Modulated Electrical Stimulation of Semicircular Canal Afferents."। Journal of Neurophysiology। 103: 1066–1079।
- ↑ Dai, C.; Fridman, G. Y.; Chiang, B.; Davidovics, N.; Melvin, T.; Cullen, K. E. and Della Santina, Charles C. (২০১১)। "Cross-axis adaptation improves 3D vestibulo-ocular reflex alignment during chronic stimulation via a head-mounted multichannel vestibular prosthesis."। Experimental Brain Research। 210: 595–606।
- ↑ Dai, C.; Fridman, G. Y.; Davidovics, N.; Chiang, B.; Ahn, J. and Della Santina, C. C. (২০১১)। "Restoration of 3D Vestibular Sensation in Rhesus Monkeys Using a Multichannel Vestibular Prosthesis."। Hearing Research। 281: 74–83।
- ↑ Dai, Chenkai and Fridman, Gene Y. and Chiang, Bryce and Rahman, Mehdi A. and Ahn, Joong Ho and Davidovics, Natan S. and Della Santina, Charles C. (২০১৩)। "Directional Plasticity Rapidly Improves 3D Vestibulo-Ocular Reflex Alignment in Monkeys Using a Multichannel Vestibular Prosthesis."। Journal of the Association for Research in Otolaryngology। 14: 863–877।
- ↑ Davidovics, Natan S. and Rahman, Mehdi A. and Dai, Chenkai and Ahn, JoongHo and Fridman, Gene Y. and Della Santina, Charles C. (২০১৩)। "Multichannel Vestibular Prosthesis Employing Modulation of Pulse Rate and Current with Alignment Precompensation Elicits Improved VOR Performance in Monkeys."। Journal of the Association for Research in Otolaryngology। 14: 233–248।
- ↑ ৩৩.০ ৩৩.১ ৩৩.২ Phillips, Christopher and DeFrancisci, Christina and Ling, Leo and Nie, Kaibao and Nowack, Amy and Phillips, James O. and Rubinstein, Jay T. (২০১৩)। "Postural responses to electrical stimulation of the vestibular end organs in human subjects."। Experimental Brain Research। 229: 181–195।
- ↑ Fridman, Gene Y. and Della Santina, Charles C. (২০১৩)। "Safe Direct Current Stimulation to Expand Capabilities of Neural Prostheses."। IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng.। 21: 319–328।
- ↑ ৩৫.০ ৩৫.১ Guyot, Jean-Philippe and Sigrist, Alain and Pelizzone, Marco and Kos, Maria I. (২০১১)। "Adaptation to steady-state electrical stimulation of the vestibular system in humans."। Annals of Otology, Rhinology & Laryngology। 120: 143–149।
- ↑ ৩৬.০ ৩৬.১ ৩৬.২ Harris, David M. and Bierer, Steven M. and Wells, Jonathon D. and Phillips, James O. (২০০৯)। "Optical nerve stimulation for a vestibular prosthesis."। Processing of SPIE। 5।
- ↑ Della Santina, Charles C. and Migliaccio, Americo A. and Patel, Amit H. (২০০৭)। "A multichannel semicircular canal neural prosthesis using electrical stimulation to restore 3-D vestibular sensation."। IEEE transactions on bio-medical engineering। 54: 1016–1030।
- ↑ ৩৮.০ ৩৮.১ Lumbreras, Vicente and Bas, Esperanza and Gupta, Chhavi and Rajguru, Suhrud M. (২০১৪)। "Pulsed Infrared Radiation Excites Cultured Neonatal Spiral and Vestibular Ganglion Neurons by Modulating Mitochondrial Calcium Cycling."। Journal of Neurophysiology।
- ↑ ৩৯.০ ৩৯.১ Dai, Chenkai and Fridman, Gene Y. and Della Santina, Charles C. (২০১১)। "Effects of vestibular prosthesis electrode implantation and stimulation on hearing in rhesus monkeys."। Hearing Research। 277: 204–210।