Im Jahr 2011 wurde in Europa das erste Retina-Implantat für die medizinische Versorgung zugelassen, zwei Jahre später folgte ein zweites Modell. Doch letztes Jahr stellten beide Hersteller die Produktion ein – wegen mangelnder Nachfrage. Die Neuroprothesen verbesserten das Sehvermögen blinder Patienten nicht so stark, dass sie im Alltag wirklich davon profitiert hätten. Was scheint wie ein Rückschlag, hat die Forschung allerdings nicht gestoppt, sondern eher beflügelt, meint Serge Picaud.

"Diese Implantate waren sehr wichtig, um zu zeigen, dass es prinzipiell möglich ist, einen Teil des Sehvermögens wiederzuerlangen. Die Arbeiten waren entscheidend, um das Feld voran zu bringen."

Serge Picaud ist Direktor am Institut de la Vision in Paris und arbeitet an einem neuen Retina-Implantat. Das Herzstück der Neuroprothese ist ein winziger Elektrodenchip, der unter die Netzhaut implantiert wird. Eine Videokamera, die in einer Brille integriert ist, filmt die Umgebung. Ein Minicomputer vereinfacht die Umgebungsbilder und übersetzt sie in Infrarotpulse, die ins Auge gelangen. Dort aktivieren die Lichtsignale dann gezielt einzelne Elektroden des Chips, die wiederum verbliebene Nervenzellen in der Retina reizen. Vom Prinzip her funktioniert diese künstliche Netzhaut ganz ähnlich wie ihre gescheiterten Vorläufer. Im Detail gibt es aber wichtige Verbesserungen, allen voran die Auflösung.

"Wir haben eine neue Art von Erdung eingeführt. Plus- und Minuspol der Elektroden liegen jetzt direkt beieinander. Dadurch wird der Strom, der an einer Elektrode fließt, sofort abgeleitet. Das Signal verschmiert nicht mehr so, wie das bei früheren Implantaten der Fall war. Dadurch ist die Auflösung viel besser geworden. Jede Elektrode ist jetzt ein echtes Pixel, also ein Bildpunkt. Das Implantat hat 378 Elektroden und de Ergebnisse der ersten klinischen Untersuchung mit 5 Patienten zeigen: Das Sehvermögen verbessert sich stärker als mit jedem anderen Retina Implantat bisher. Die Patienten erreichen Sehschärfen von 20/460 oder 20/560."
Das bedeutet, sie können Objekte, die normalsichtige Menschen aus rund 150 Metern erkennen, wahrnehmen, sobald sie unter 6 Metern entfernt sind. Diese Sehleistung reicht, um Messer und Gabel auf dem Tisch zu unterscheiden, um Hindernisse zu erkennen oder größere Buchstaben zu lesen. Um wirklich alltagstauglich zu sein, reicht das aber noch nicht, denkt Fabio Benfenati, Direktor am Italienischen Institut für Technologie in Genua.

"Selbst wenn das räumliche Sehvermögen soweit wiederhergestellt würde, das die Betroffenen 20 Zentimeter große Buchstaben lesen könnten – es würde sie wohl nicht sehr glücklich machen. Denn sie würden gern ein Buch lesen und fernsehen – und nicht große Dinge sehen."

Egal ob Cochlea-Implantate für Taube, künstliche Retinas für Blinde oder Neuroprothesen für Gelähmte: Bisher war allen gemein, dass Nervenzellen durch Elektroden angeregt werden. In den letzten Jahrzehnten sind aber neue Methoden dazu gekommen, denn Optogenetik und Stammzelltherapie eröffnen neue Möglichkeiten. Auch Fabio Benfenati verfolgt mit seiner Arbeitsgruppe einen Ansatz, der ganz ohne Elektroden auskommt.

"Unser Fokus liegt darauf, intelligente Schnittstellen zwischen Neuronen und anderen Materialien zu entwickeln. Wir konzentrieren uns vor allem auf organische Polymere, die photoelektrische Eigenschaften haben. Das heißt, wenn sie von Licht mit der passenden Wellenlänge angestrahlt werden, entsteht in solchen Polymeren ein elektrisches Feld."

Statt die lichtempfindlichen Polymere in einem Implantat zu verbauen, können sie als Nanopartikel ins Auge injiziert werden. Dort verteilen sie sich auf der Netzhaut und werden in die Zell-Membranen eingebaut. Auf diese Weise verleihen die Polymere eigentlich "blinden" Neuronen die Eigenschaft Licht wahrzunehmen. Und weil die Lichtsignale auf der Ebene einzelner Zellen aufgelöst werden, verspricht die Methode höhere Auflösung: Ein Neuron entspricht einem Pixel. Mit konventionellen Elektroden ist das nicht zu schaffen. Aufgrund ihrer Größe stimulieren sie auch unter idealen Bedingungen immer mehrere Nervenzellen.

Ob die lichtempfindlichen Nanopartikel in der Praxis halten, was die Theorie verspricht, haben Fabio Benfenati und sein Team zunächst mit blinden Ratten untersucht.

"Nach der Injektion, konnten die Tiere sehr gut sehen. Nun ist der Sehsinn bei Ratten generell nicht so ausgeprägt, sie orientieren sich hauptsächlich über den Geruchsinn. Dennoch konnten wir zeigen: Die Behandlung verlieh unseren blinden Ratten die gleiche Sehstärke wie gesunden Tieren. Das weckt natürlich Hoffnungen, der Ansatz könnte auch in höher entwickelten Sehsystemen funktionieren."

Eine Pilotstudie um das Potential der Nanopartikel für Menschen abzuschätzen, plant Fabio Benfenati in Genua bereits. Ob und wann Patienten regulär von der Methode profitieren könnten, wagt er aber noch nicht vorherzusagen. Im Moment sind Implantate, die die Netzhaut mit Elektroden stimulieren, einfach am besten untersucht und näher an praktischen Anwendungen.