Physiologische Funktionsprüfungen von Retinaimplantaten an Tiermodellen

Zusammenfassung

Retinaimplantate sollen durch elektrische Stimulation der Retina bei blinden Patienten mit teilweise degenerierter Netzhaut (z. B. bei Retinitis pigmentosa) Seheindrücke erzeugen. Voraussetzung hierfür ist, dass die in der Retina elektrisch erzeugten Aktivitätsverteilungen auch korrekt in der Sehrinde abgebildet werden, so dass Form- und Bewegungssehen ermöglicht werden. In der Entwicklungsphase der Implantate werden die aufwendigen Erprobungs- und Optimierungsexperimente an Tiermodellen durchgeführt. Verwendete Tiermodelle im Retinaimplantat-Projekt des BMBF sind isolierte Netzhäute vom Hühnchen und der rezeptorgeschädigten Ratte sowie das narkotisierte Kaninchen, das Schwein und die Katze mit intakter Netzhaut. Die Untersuchungen zeigen, dass sowohl bei intakten als auch bei degenerierten Netzhäuten eine ortsaufgelöste Stimulation des neuronalen Netzwerkes möglich ist und geordnete Ganglienzellaktivität ausgelöst wird. Mit Registrierungen von Impulsaktivitäten mit penetrierenden Mikroelektroden direkt aus Area 17 der Sehrinde sowie durch Oberflächenableitungen von elektrisch evozierten Potenzialen der Sehrinde mit Makroelektroden konnte gezeigt werden, dass durch elektrische Stimulation in der Netzhaut tatsächlich die Sehrinde aktiviert wird.

Abstract

Retinal implants can – by electrical stimulation – create visual impressions in people with certain kinds of degenerative retinal diseases (e.g. Retinitis Pigmentosa). Electrically evoked potentials in the retina must be transferred into the visual cortex in an orderly manner, a prerequisite for any kind of form- and movement-perception. In the current developmental stage the difficult investigations are performed in various animal models: isolated retinae of intact chicken and of RCS-rats (a model for Retinitis Pigmentosa), as well as in anesthetised rabbits, pigs and cats with intact retinae. Our investigations show that spatially selective ganglion-cell responses can be recorded following focal electrical stimulation, in healthy and as well in degenerated retinae. Registration of activities in area 17 of the visual cortex demonstrate that electrical retinal stimulation can indeed activate it.