TPE : La rétine artificielle, œil artificiel, œil bionique


La rétine artificielle, œil artificiel, œil bionique
 
Les personnes aveugles qui sont atteintes de la DMLA peuvent se faire implanter une rétine artificielle. 


I. Les personnes concernées

            La rétine artificielle est destinée aux personnes aveugles dont les cellules photoréceptrices sont endommagées mais chez lesquelles les cellules bipolaires et multipolaires restent fonctionnelles. C’est le cas des patients atteints de dégénérescence maculaire liée à l’âge. En effet comme on l’a vu précédemment, les photorécepteurs chez ces personnes, deviennent défaillants mais le réseau de neurones interne, c’est à dire les cellules bipolaires et multipolaires de la rétine reste intact en partie même si il y a un petit remodelage de la structure de l’œil du fait de la maladie.
II.                Le dispositif
1.      Les éléments constitutifs du dispositif
            Le système de prothèse rétinienne est composé de :
- l’implant de 3x3 mm, fixé sur la macula, qui correspond à 1500 photodiodes qui indiquent le nombre de pixels (1500 pixels). La rétine artificielle peut être plane avec une forme circulaire, elliptique ou courbé car elle doit être adapté aux courbes de l’œil ;
- le câble qui fait la liaison entre l’implant et le boîtier ;
-   le boîtier, situé sous la peau derrière l’oreille. Il permet l’alimentation en énergie et le contrôle des amplificateurs.

< Le câble et l’implant avec un zoom sur les photodiodes




< Le boitier et sa position


La rétine artificielle est sous-rétinienne, c’est-à-dire qu’elle est située au contact des photorécepteurs (entre les photorécepteurs et les cellules bipolaires).




2.      Composition et structure de la rétine artificielle en elle-même
            La rétine artificielle est composée d’un substrat et de deux couches distinctes.      
a)   Le substrat
            Le substrat sert de support à la première couche et à la deuxième couche de la rétine artificielle. Il en existe plusieurs types. Tout d’abord il peut être opaque, comme les substrats en polyimide. Il présente l’avantage de limiter les réflexions à l’intérieur du globe oculaire et donc d’éviter une possible dégradation de l’image. Il peut être aussi transparent comme les substrats en diamant qui présence l’avantage d’avoir une bonne résistance mécanique, une bonne isolation électrique et une bonne biocompatibilité. Un substrat peut aussi être également composé de plusieurs matériaux : par exemple un substrat peut avoir une couche de diamant, qui lui permettant d’avoir les avantages cités ci-dessus, et une couche de polyimide pour l’opacifier.
b)   La première couche
            La première couche est placée sur le substrat : il comprend des parties en matériau photovoltaïque séparées par une partie en matériau isolant. La première couche a généralement une épaisseur comprise entre 500 nm et 10 μm.

b1. Les parties en matériau photovoltaïque
            Le matériau photovoltaïque de la rétine artificielle est un semi-conducteur : le silicium. Les largeurs et les longueurs des parties en matériau photovoltaïque sont comprises entre 10 μm et 300 μm, (généralement entre 20 μm et 200 μm).

b2. Le matériau isolant.
            Le matériau isolant de la première couche est un matériau isolant qui doit être compatible avec le substrat, les parties en matériau photovoltaïque et la deuxième couche, notamment pour diminuer les tensions d’interface. Le matériau isolant peut notamment être du diamant isolant, de la céramique ou de polymère isolant (comme un polyimide ou une résine en époxyde ou en silicone). Les parties en matériau isolant et en matériau photovoltaïque de la première couche ont la même épaisseur, c’est-à-dire, comprise entre 10 μm et 300 μm (généralement entre 20 μm et 200 μm).

c)    La deuxième couche

            La deuxième couche d’une épaisseur de 0,5 à 20 nm (généralement de 2 à 5 nm) comprend des parties en matériau conducteur séparées par une partie en matériau isolant.     

c1. Le matériau conducteur
            Le matériau conducteur est un matériau conducteur compatible avec la première couche, qui permet notamment de diminuer les tensions d’interface entre la première et la deuxième couche. Le matériau conducteur est un métal comme l’or qui est utilisé comme le matériau conducteur. Les largeurs et longueurs des parties en matériau conducteur sont comprises entre 10 μm et 50 μm (généralement, entre 20 μm et 30 μm).

c2. Le matériau isolant
            Le matériau isolant de la deuxième couche est un matériau isolant compatible avec les parties en matériau conducteur et la première couche notamment en permettant de diminuer également les tensions d’interface. Il peut être du diamant isolant ou un polymère isolant. Le matériau isolant des première et deuxième couche est souvent le même, ce qui simplifie la préparation de la rétine artificielle.
d)   La possibilité d’une troisième couche

            La rétine artificielle peut comporter une troisième couche disposée sur la deuxième couche et qui comprend un matériau aidant l’adhésion avec les cellules. Par exemple, la rétine peut comporter une couche de poly-lysine, d’éléments de la matrice extracellulaire (laminines, collagènes, fibronectine, vitronectine), ou de cell-tak™ (protéines polyphénoliques). Cette troisième couche n’est pas obligatoire car la rétine établit normalement un contact stable avec les tissus rétiniens.
e)    L’organisation des différentes couches
            Pour que la rétine artificielle permette au patient, chez qui elle est implantée, de distinguer une image partielle, il faut que la rétine soit structurée en plusieurs pixels.
            Cette pixellisation est obtenue grâce à la structure des couches : les parties en matériau photovoltaïque et les parties en matériau conducteur de la rétine artificielle sont superposées les unes aux autres. Avec une coupe verticale de la rétine artificielle, nous devrions voir le substrat, au-dessus la première partie, composée de matériau photovoltaïque, puis au-dessus encore la deuxième partie composée de matériau conducteur et au-dessus troisième couche éventuellement.
            Chaque sous-ensemble substrat - partie en matériau photovoltaïque - partie en matériau conducteur constitue un pixel. La rétine artificielle comporte autant de pixels que de sous-ensembles. La rétine comprend donc autant de parties en matériau conducteur que de parties en matériau photovoltaïque. En effet, chaque pixel est isolé électriquement des autres pixels par les parties en matériau isolant pour permettre à certains sous-ensembles de transformer la lumière en signal électrique et à d’autres non pour former une image pixélisé en noir et blanc. De plus, la partie en matériau conducteur est de surface inférieure à celle de la partie en matériau photovoltaïque située en dessous, pour concentrer les charges émises vers un seul neurone ou un petit groupe de neurones. 
III.              Le fonctionnement dispositif


La lumière réfléchit par la porte rentre dans l’œil, traverse la cornée, l’iris, le cristallin en suivant l’axe optique et parvient au niveau des photorécepteurs, où la rétine artificielle est implantée, et donc au niveau du substrat

Cette lumière arrive donc dans la première couche. Dans les parties en matériau photovoltaïque de cette première, le silicium est activé par les données lumineuses, c’est-à-dire qu’il est soumis à un rayonnement de photons : des charges positives sont alors générées. Ces charges seront amplifiées par le boitier, c’est-à-dire que les signaux électriques générés seront plus important que ceux produit par le silicium seul. Cela va permettre au patient de mieux distinguer les contrastes noir et blanc par exemple si les images sont en basse lumière.

Ces charges photogénérées positives vont alors créer un courant électrique mais elles possèdent un fort pouvoir oxydant et sont susceptibles de dégrader les neurones au contact. C’est pourquoi la rétine a besoin d’une deuxième couche. Au niveau de l’interface entre les parties en matériau conducteur de la deuxième couche et les parties en matériau photovoltaïque de la première couche, l’interface silicium/or joue le rôle d’une barrière de Schottky et empêche le transfert des charges positives aux neurones en contact avec la rétine artificielle. La barrière Schottky apparait lorsqu’un métal est mis au contact d’un semi-conducteur, les électrons passent soit du métal au semi-conducteur ou l’inverse mais cela crée une différence de potentiel qui empêche plus d’électrons de passer. La deuxième couche de la rétine artificielle permet donc d’éviter la dégradation des neurones par les charges positives.

L’ensemble des sous-ensembles substrat - partie en matériau photovoltaïque - partie en matériau conducteur activés par les données lumineuses permet de transmettre vers chaque neurone lié ou chaque petit groupe de neurones rétiniens sollicités les charges électriques suffisantes pour stimuler les cellules restantes de la rétine et transmettre les informations électriques le long du nerf optique au cerveau.















L’image partielle de la porte apparait dans le cerveau du patient.


IV.             Le rôle des différents éléments de la rétine artificielle
Nous allons étudier son fonctionnement et notamment à la conversion du signal lumineux en signal électrique, réalisée par la jonction PN, qui explique la stimulation neuronale.
1.      Le semi-conducteur, conducteur et isolant
 
a)   Les liaisons 
            Lorsqu’on applique un champ électrique extérieur sur un matériau, une conduction a lieu car une circulation d’un courant électrique à lieu dans le matériau, dû au déplacement de charges électriques dans le matériau.

a1. Les liaisons covalentes
            Les atomes se lient entre eux en mettant en commun des électrons célibataires (appelés électrons de valence) de la couche externe. Ces électrons s’associent en paires et appartiennent aux deux atomes qui participent à la liaison. Les liaisons sont très robustes et pour les casser, il faut leur fournir une énergie importante. Ils ne circulent pas facilement dans la matière.

a2. Les liaisons métalliques
            Un grand nombre d’atomes mettent en commun des électrons célibataires. Les atomes en libérant au moins un ou plusieurs électrons deviennent des ions qui ne sont pas neutres. Ils forment un réseau cristallin qui baigne dans un nuage d’électrons très mobiles appelés électrons libres. 
b)   Les isolants 
            Dans les matériaux isolants, on a affaire à des liaisons covalentes. Les liaisons sont donc solides et les charges, c’est-à-dire les électrons immobiles, restent liés aux atomes auxquelles elles appartiennent. Un champ électrique sur ces matériaux n’aurait aucun effet sur eux et donc aucun courant électrique ne circule, car il n’y a pas de charges mobiles.
c)    Les conducteurs
            Les liaisons des atomes composant les matériaux conducteurs sont de type métallique. Chaque atome libère un électron qui peut circuler librement dans le cristal. Sans champ électrique extérieur, ces électrons se déplacent dans un mouvement désordonné mais il n’y a pas de courant électrique généré spontanément car statistiquement la somme de tous les déplacements est nulle. Mais dès qu’un champ électrique extérieur est appliqué au matériau conducteur, les électrons vont circuler dans le sens déterminé par le sens du champ électrique, créant un courant. 
d)   La théorie des bandes de valence et de conduction
            La théorie des bandes est un modèle quantique en physique qui modélise les valeurs d’énergie que peuvent subir les électrons dans un cristal. On distingue la bande interdite appelée le « gap » qui est constituée de niveaux d’énergie interdites et les bandes permises qui correspondent aux niveaux d’énergie autorisés.
            Parmi ces bandes permises, on distingue deux bandes : la bande de valence et de conduction. Dans la bande de valence, les électrons contribuent à la cohésion du cristal grâce à des liaisons de valence alors que, dans la bande de conduction, les électrons, reliées par des liaisons métalliques, sont libres et assurent la conduction du courant. La répartition des bandes détermine la conductivité du matériau. L’intervalle séparant les deux bandes se mesure en électronvolts (eV).
            Dans les isolants, la bande de valence et de conduction sont séparées par une bande interdite de 6 eV. Dans les conducteurs, les deux bandes se chevauchent, ce qui explique que, quel que soit le champ électrique extérieur appliqué, les électrons vont circuler.



< la théorie des bandes


e)    Les semi-conducteurs intrinsèques
            Cependant pour certain cristal, leur conductivité dépend des conditions physiques externes. Par exemple, lorsqu’on augmente la température d’un cristal, certains électrons de valence ont une énergie suffisante qui leur permet de passer dans la bande de conduction. L’augmentation de la température fait que certains électrons quittent leur liaison et deviennent des électrons libres. En quittant leur liaison, ils créent un trou qui doit être rebouché par un autre électron libre, surtout quand on applique un champ électrique. Les électrons libres et les trous vont se déplacer en sens inverse, causant un courant électrique et certaines des paires électron-trou formées vont se recombiner, tandis que d’autres non. Ces métaux sont appelés les semi-conducteurs intrinsèques qui se situent entre les isolants et les conducteurs.

            Un semi-conducteur intrinsèque est constitué d’un réseau cristallin très pur. On utilise soit des éléments du tableau périodique qui possèdent soit des atomes avec 4 électrons de valence, soit des combinaisons d’atomes qui possèdent 3 et 5 électrons de valence. Les atomes sont liés entre eux par des liaisons covalentes solides mais l’énergie nécessaire pour accéder de la bande de valence à la bande de conduction séparée par la bande interdite, comprise entre 0,5 à 3,5 eV, est moins importante que pour les isolants. Le silicium () qui est utilisé comme le semi-conducteur dans la partie photovoltaïque, nécessite une énergie de 1,12 eV pour accéder à la bande de valence.

< la théorie des bandes complétée par les semi-conducteurs.


            La résistivité des semi-conducteurs diminue quand la température augmente : en effet, plus la température est élevée, plus le nombre de trous et d’électrons libres augmente et plus le courant produit est intense.

            La conductivité du cristal peut être améliorée en dopant les semi-conducteurs intrinsèques. Ce dopage a pour but d’ajouter des impuretés, appelées dopants, dans le cristal pour fournir des charges excédentaires mais contrôlées. Le dopant a un numéro atomique proche de celui du semi-conducteur utilisé. Ce dopage permet également de déplacer le spectre d’absorption du semi-conducteur et de la rétine artificielle vers l’une ou l’autre des parties du spectre. Cela sert, par exemple, pour avoir une meilleure capacité de réception à la lumière visible. Néanmoins, l’absorption du semi-conducteur dans le visible n’est pas obligatoire car une absorption dans l’infrarouge est possible et est moins nocive car il a un niveau énergétique faible. De plus, plus il y a de dopant par unité de volume, plus le cristal est conducteur, mais après 1019 atomes de dopant par cm3, le cristal commence à se désagréger.

            Ces semi-conducteurs sont appelés semi-conducteurs extrinsèques. Il existe deux types.

e1. Le semi-conducteur de type P 
            Le dopage P est l’introduction d’atomes trivalents, c’est à dire d’atome possédant un nombre inférieur d’électrons de valence, ce qui fournit des charges positives en accès. Il va se créer des trous qui sont des porteurs minoritaires. Le dopage P du silicium peut-être réalisé avec du bore (3 électrons sur sa couche externe).

< Dopage P au Bore
e2. Le semi-conducteur de type N.
            Le dopage N est l’introduction des atomes pentavalent, c’est-à dire des atomes ayant un électron de valence en plus, ce qui fournit des charges négatives en excès : des électrons libre qui sont des porteurs majoritaires et vont circuler librement dans le cristal. Comme le semi-conducteur possède un électron de plus, celui-ci va circuler librement dans le cristal. En effet, les électrons libres seront pratiquement aussi mobiles qu’avec le cas des conducteurs et des liaisons métalliques.
Le dopage N du silicium peut-être réalisé avec du phosphore ou de l’arsenic (5 électrons sur la couche externe).
< Dopage N au phosphore
f)     Le fonctionnement de la jonction PN
            Quand on rassemble les deux cristaux dopés P et N, les électrons libres de la bande de valence, ne participant pas aux liaisons covalente, migrent vers la région P pour se compléter les trous présents dans la bande de conduction. Ils passent donc de la bande de valence à la bande de conduction grâce à l’apport d’énergie nécessaire. Il se forme alors zone de déplétion, appelée aussi une zone de charge d’espace (ZCE), sans porteurs majoritaires. Selon le sens conventionnel du courant, du côté P, elle est négative et du côté N, elle est positive. Il y a donc un engendrement d’un courant plus important qu’un semi-conducteur intrinsèque.
2.       L’effet photoélectrique
            Le phénomène qui explique le courant électrique extérieur créé lorsque la plaque est exposée à la lumière est l’effet photoélectrique. La lumière est constituée de photons, que l’on peut comparer à des « grains de lumière ». La fréquence du rayonnement  et la longueur d’onde  sont liées par la relation :
avec qui correspond à la longueur d’onde d’un rayon, c la célérité de la lumière, qui est égale à 3,0.108 m.s-1 dans le vide, la fréquence du rayonnement.

            L’énergie E d’un photon est donnée par la relation :
avec h la constante de Planck qui est égale à 6,63.10-34 Joules et la fréquence du rayonnement.

            Le photon doit apporter, à un électron pour qu’il soit libre, une énergie minimale Eg donnée par la relation : EG = Ec - Ev
Avec Ec - Ev qui corresponde à l’intervalle séparant la bande de conduction et la bande de valence. Cette énergie lui permet de passer de la bande de valence à la bande de conduction et donc de franchir la bande interdite. Elle est comprise entre 0,5 à 3,5 eV pour les semi-conducteurs.
            Le photon communiquant à un électron l’énergie nécessaire pour passer de la bande de valence à la bande de conduction crée des paires électron-trou dans la jonction. Les porteurs de charges formés vont alors rejoindre leur zone de base (la zone de type N pour les électrons et la zone de type P pour les trous) : un courant électrique est créé.
V.                Biocompatibilité, bio-stabilité
            Pour pouvoir fonctionner, le problème de biocompatibilité, de bio-stabilité et faisabilité chirurgicale doit être pris en compte. Le corps humain est un milieu agressif : il contient beaucoup d’eau salée, qui corrode les composants électriques. Les matériaux utilisés pour la rétine artificielle sont des biomatériaux, c’est-à-dire des matériaux non vivants utilisés dans un dispositif médical pour interagir avec les systèmes biologiques.
1.      La biocompatibilité et la bio-stabilité
            La biocompatibilité est la capacité d’un biomatériau à remplir une fonction particulière avec une adaptation du corps du patient et la bio-stabilité est la capacité biomatériaux à être stable, à ne pas interférer, ni dégrader, le milieu biologique dans l’œil.
            Le substrat de la prothèse rétinienne est en diamant synthétique car elle combine les avantages de forte résistance mécanique, de bonne isolation électrique et de biocompatibilité très efficace. En effet, comme il s’agit de carbone, la composition est proche de celle de la matière vivante et sa composition est assez robuste.
            Le silicium à cause de son faible coût, de son rendement photovoltaïque et de sa bonne biocompatibilité. En effet, il est très efficace et il peut rester dans le corps sans provoquer d’infections postopératoires et il est résistant à la corrosion.
            Le matériau conducteur est en or (Au) qui présente une résistance mécanique et une biocompatibilité.
            L’antenne et le boîtier électronique sont placés autour du globe oculaire à l’aide d’une bande sclérale, ils ne sont pas atteints par les agressions au sein du corps
VI.             Expérience
La première couche de la rétine artificielle contient du matériau photovoltaïque qui effectue la transformation de l’énergie lumineuse en énergie électrique. La couche envoie ensuite le message électrique à la deuxième couche et puis aux neurones rétiniens (pixel blanche ou pixel noir selon le message électrique). Dans cette expérience nous allons voir les facteurs qui font que la plaque photovoltaïque émet la couleur blanche ou noir du pixel mais nous élargiront le cadre pour prendre en compte les trois couleurs primaire de la synthèse additive (la rétine artificielle ne permet pas de transmettre ces couleurs aux neurones rétiniens.
1.      Problème
Quels sont les facteurs qui permettent à la plaque photovoltaïque d’émettre des messages nerveux à des tensions différentes ?
2.      Hypothèse
On sait qu’un objet noir absorbe la lumière sans en émettre. L’œil ne reçoit donc aucune lumière et donc ne transmet aucun courant électrique aux neurones rétiniens. De plus, les objets de couleur renvoient des longueurs d’onde différente reçus par l’œil en fonction de leur couleur.
Lors de la conversion énergie lumineuse – énergie électrique, la plaque photovoltaïque remplaçant la rétine artificielle, devrait transmettre aux neurones rétiniens des courants électriques à des tensions différentes, en fonction de la couleur, donc des longueurs d’onde   
3.      Expérience
            Pour vérifier notre hypothèse, nous avons réalisé une expérience comprenant un ordinateur avec un logiciel appelé synchronie qui nous permettra de mesurer la tension à partir d’un graphique, des filtres bleu, vert, rouge, une lampe et une plaque photovoltaïque (par hypothèse les courbes de réponse des filtres sont identiques). Cette dernière a été reliée au logiciel synchronie pour mesurer la tension émise par la source de lumière, ici la lampe. Nous avons éclairé plusieurs fois la plaque photovoltaïque sur une durée de 20 secondes, en alternant, à chaque fois, les filtres de sorte que la lumière devienne bleue, verte puis rouge et nous avons éteint la lampe pour qu’il y ait aucune lumière (objet noir). La plaque photovoltaïque transforme l’énergie lumineuse reçue en énergie électrique et les tensions obtenues sont recueillies par l’ordinateur (synchronie).On s’attend à obtenir des tensions électrique différentes selon les longueurs d’onde ou l’absence de lumière (noir)





1. Ordinateur avec synchronie
2. Interface entre la plaque et synchronie
3. Câbles liant la plaque à l’interface
4. La plaque photovoltaïque
5. La lampe (source de lumière)
6. Différents filtres
7. Support des filtres.





4.      Résultats
            Légende :
----- = courbe d’un objet libérant lumière blanche puis vert puis à nouveau blanche
                        ----- = courbe d’un objet libérant lumière blanche puis bleu puis à nouveau blanche
                        ----- = courbe d’un objet libérant lumière blanche puis rouge puis à nouveau blanche
                        ----- = courbe d’un objet libérant lumière blanche puis noir puis à nouveau blanche

On observe une baisse de la tension lorsqu’un filtre de n’importe quelle couleur est placé devant la source de lumière.
Dans la courbe verte, la tension est de 0,43 V. A environ 7 secondes, elle passe de 0.43 à 0.40V. Entre 7 et 13 seconde, la tension reste constante à environ 0,40V. A environ 13 secondes, elle augmente de 0,40 V à 0,43 V. De 13 à 20 secondes elle reste constante à 0,43 V.
Dans la courbe bleue, la tension est de 0,42 V. A environ 8 secondes, elle passe de 0.42 à 0.23V. Entre 7 et 13 seconde, la tension reste constante à 0,23 V. Et à environ 13 secondes, elle augmente de 0,23 V à 0,43 V. De 13 à 20 secondes elle reste constante à 0,43 V.
Dans courbe rouge, la tension augmente de 0,39V et 0,40 V. A environ 7 secondes, elle passe de 0.40 à 0.38 V. Entre 7 et 15 seconde, la tension reste constante entre 0,38 V et 0,39 V. Et à environ 15 secondes, elle augmente de 0,39 V à 0,41 V. De 15 à 20 secondes elle reste constante à 0,41 V.

Dans la courbe noire, la tension est de 0,37 V. Entre 7 et 9 secondes, elle passe de 0.37 à 0,01V. Entre 9 et 12 seconde, la tension reste constante à 0,01 V. Et à 12 secondes, elle augmente de 0,01 V à 0,37 V. De 13 à 20 secondes elle reste constante à 0,37 V.
5.      Interprétation
            Ce graphique nous montre la tension électrique convertie grâce à la plaque photovoltaïque des lumières bleu, rouge, verte, noire et blanche. La courbe constante correspond à l’intensité de la lumière blanche et chaque affaissement de la courbe correspond le moment où le filtre d’une couleur a été placé.
Lorsque la lumière est placée derrière un filtre rouge, on constate que la tension électrique diminue légèrement.
            Lorsque la lumière est placée derrière un filtre vert, on constate que la tension électrique diminue légèrement également mais plus que le celui du rouge : la tension est propre est propre à l’énergie lumineuse verte.
            Lorsque la lumière est placée derrière un filtre bleu, on constate que la tension électrique diminue moyennement : il a donc une tension propre.
            Lorsque la lumière est placée derrière un filtre noir, on constate que la tension électrique diminue fortement, pour atteindre presque une tension électrique nulle : il a donc une tension propre également.
6.      Conclusion
            La plaque photovoltaïque transmet des messages nerveux à des tensions différentes et ces tensions correspondent à une couleur. En effet chaque lumière à sa tension propre. Après la lumière blanche, le rouge est celui qui émet une tension électrique forte, ensuite vient le vert, puis le bleu et enfin le noir. On peut aussi en conclure que plus la longueur d’onde est grande, plus la tension électrique générée par la plaque photovoltaïque est grande.
7.      Critique de l’expérience
 
Nous pouvons critiquer l’expérience par le fait que la salle dans laquelle l’expérience a été effectuée n’était pas complètement noire alors qu’il aurait fallu un lieu sombre pour reproduire exactement les conditions de la rétine artificielle. Ce problème explique pourquoi la tension de la couleur noir n’est pas nulle mais de l’ordre de 0,1 V.
De plus, les courbes ayant été réalisées séparément puis ensuite rassembler dans un unique et seul graphique, la tension de la lumière blanche de départ n’est pas la même pour chaque couleur (pour l’expérience avec le filtre vert, la lumière blanche émet une tension électrique de 0,43 V ; avec le filtre bleu, la lumière blanche émet une tension électrique de 0,42 V ; avec le filtre rouge, la lumière blanche émet une tension électrique de 0,39 V ; avec une absence de couleur, la lumière blanche de départ émet une tension électrique de 0,37 V). Pour que les courbes soient comparables graphiquement il aurait fallu que la lumière blanche de départ émette la tension pour les quatre expériences. Ce problème est du changement de distance effectués, sans le vouloir, lors des changements de filtres pour les quatre expériences. Néanmoins, les courbes restent comparables avec le calcul de différence entre la tension de départ et la tension lors de l’application d’un filtre à la lumière de chaque courbe. 
VII.          Conclusion
1.      Résultat
Ils sont neuf patients à travers le monde à avoir bénéficié d’une implantation de rétine artificielle. Trois, parmi les neuf, ont pu lire spontanément des lettres, ont été capables de reconnaitre des visages, de distinguer des objets (comme des fruits, des panneaux, des téléphones). Les résultats sont très encourageants.

Toutefois, il peut y avoir des différences dans les résultats : cela s’explique en partie par la variabilité de l’état de conservation du tissu rétinien qui est différents selon les individus. De plus, des accidents peuvent survenir. Par exemple, chez un patient, l’implantation a dû être abandonnée car lors de l’opération une extrémité de l’implant a touché le nerf optique.

Cependant, aujourd’hui, il est impossible de stimuler les neurones un par un. De plus, tous les neurones reçoivent des stimuli identiques alors que, pour une image réelle, ils sont différents. Cela provoque une certaine désorganisation de l’image.
De plus, cet implant qui a besoin d’un câble qui traverse la paroi oculaire oblige une immobilisation complète de l’œil qui sont compensé par les mouvements de la tête (en partie) mais qui pose néanmoins problème. Ce câble peut aussi provoquer des hypotonies (baisse de pression intraoculaire) et des endophtalmies (infection intraoculaire), ce qui est aussi un problème majeur.
2.      Pixellisation
Plus une image a de détails et plus le cortex visuel a besoin de pixels pour la reconstituer. En effet, le cortex visuel a besoin d’un certain nombre de pixels pour apercevoir des formes, des obstacles, des visages, des lettres : par exemple des milliers de pixels sont exigés pour la restauration fonctionnelle de la vue, comme pour la reconnaissance de visages et la lecture.

Comme nous pouvons le remarquer, une image correcte est obtenue à partir de 900 pixels, un niveau à partir duquel la lecture devient envisageable. L’identification d’un visage est possible à partir de 5000 pixel et une image nette est obtenue avec 850 000 pixels. Or la rétine artificielle permet d’obtenir une vision de 1500 pixels, ce qui dont une image très correct mais pas extrêmement précise. Cela qui explique que l’image est en noir et blanc et que le projet de rétablir une vision en couleur par stimulation électriques n’est pas encore envisageable car en effet avec des couleurs, la rétine artificielle ne fournira un dégradé de couleur où l’on ne pourra voir aucune forme concrète.

Les recherches sur ce dispositif se poursuivent pour améliorer ses performances. Par exemple certains chercheurs tentent de remplacer le silicium par un autre semi-conducteur, le dioxyde de titane (TiO2) qui nécessite une énergie de 3,2 eV pour accéder à la bande de valence. Cela produira un courant qui ne demande pas à être amplifier et donc la présence d’un boitier pour contrôler l’amplification ne sera pas nécessaire (l’immobilisation de l’œil par la même occasion).

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