Subretinal electronic chips allow blind patients to read letters and combine them to words

A light-sensitive, externally powered microchip was surgically implanted subretinally near the macular region of volunteers blind from hereditary retinal dystrophy. The implant contains an array of 1500 active microphotodiodes (‘chip’), each with its own amplifier and local stimulation electrode. At the implant's tip, another array of 16 wire-connected electrodes allows light-independent direct stimulation and testing of the neuron–electrode interface. Visual scenes are projected naturally through the eye's lens onto the chip under the transparent retina. The chip generates a corresponding pattern of 38 × 40 pixels, each releasing light-intensity-dependent electric stimulation pulses. Subsequently, three previously blind persons could locate bright objects on a dark table, two of whom could discern grating patterns. One of these patients was able to correctly describe and name objects like a fork or knife on a table, geometric patterns, different kinds of fruit and discern shades of grey with only 15 per cent contrast. Without a training period, the regained visual functions enabled him to localize and approach persons in a room freely and to read large letters as complete words after several years of blindness. These results demonstrate for the first time that subretinal micro-electrode arrays with 1500 photodiodes can create detailed meaningful visual perception in previously blind individuals

Confinement, chiral symmetry, and the lattice

Two crucial properties of QCD, confinement and chiral symmetry breaking, cannot be understood within the context of conventional Feynman perturbation theory. Non-perturbative phenomena enter the theory in a fundamental way at both the classical and quantum level. Over the years a coherent qualitative picture of the interplay between chiral symmetry, quantum mechanical anomalies, and the lattice has emerged and is reviewed here.Comment: 126 pages, 36 figures. Revision corrects additional typos and renumbers equations to be more consistent with the published versio

Comparison of advanced visual field defects, measured with the Tuebingen Mobile Campimeter (TMC) and the Octopus 101 perimeter

Ziel dieser Studie war, die Gesichtsfeld-Untersuchungsergebnisse von zwei verschiedenen Perimetern an Patienten mit fortgeschrittenen Gesichtsfeldausfällen zu vergleichen. Dazu wurde ein Standardgerät, das Octopus 101 (Haag-Streit) und das zu testende, in der Augen-klinik neu entwickelte tragbare Gerät, das Tübingen Mobilcampimeter (TMC) verwendet. Methoden: 31 Patienten im Alter zwischen 18 und 75 Jahren mit fortgeschrittenen Gesichtsfeldausfällen (fortgeschrittene Bogenskotome, konzentrische Einengung, Gesichtsfelddefekte, die die Mittellinie respektieren) und 6 gesunde Probanden wurden in die Studie eingeschlossen. Die erste Untersuchung fand immer am Referenzinstrument Octopus 101 statt: 30° NO Raster mit 192 Stimuli, 10 cd/m² Hintergrundleuchtdichte, Stimulusgröße Goldmann III = 26' und 320 cd/m² maximaler Stimulusleuchtdichte. Die zweite Untersuchung am TMC erfolgte innerhalb der nächsten drei Stunden und verblindet hinsichtlich der Referenzdiagnose mit 84 präsentierten Stimuli als Teil des Octopus 101 Rasters, Hintergrundleuchtdichte zwischen 8 und 20 cd/m², Stimulusgröße 34’ und Stimulusleuchtdichte 320 bis 370 cd/m². Die Genauigkeit (Anteil der an beiden Geräten konkordant wahrgenommenen und konkordant nicht wahrgenommenen Gesichtsfeldorte), die Sensitivität und die Spezifität wurden pro Person ausgezählt und ihre Mediane über die durchschnittlichen Logits berechnet. Ebenso in ein 95%-Konfidenzintervall (KI) geschätzt wurde das geometrische Mittel des Verhältnisses der Untersuchungszeiten. Ergebnisse: Da alle Gesichtsfelder mit dem TMC den gleichen Defektklassen zugeordnet wurden, betragen die Untergrenzen von KI für die Genauigkeit 91 %, die Sensitivität 89 % und die Spezifität 54 % der Personen. Bezüglich der gesamten Stichprobe war der Anteil der am TMC aber nicht am Octopus 101 wahrgenommenen Punkte von allen diskordant wahrgenommenen Punkten 35 % (KI: 30 % bis 40 %). Im Hinblick auf die einzelnen Gesichtsfelddefekte war die mediane punktweise Genauigkeit am größten bei den gesunden Probanden (97,9 %; KI: 97 bis 98.5 %), und am geringsten bei Patienten mit Bogenskotomen (80,6 %; KI: 77,3 % bis 83,5 %). Die mediane punktweise Sensitivität war am höchsten bei Patienten mit konzentrischer Einengung (94.5 %; KI: 82,9 bis 98,4 %), am niedrigsten bei gesunden Probanden (59,1 %; KI: 26,3 bis 85,3 %). Die mediane punktweise Spezifität lag am höchsten bei gesunden Probanden (98,1 %; KI: 96,6 bis 98,9 %), am niedrigsten bei Patienten mit konzentrischer Einengung (77,4 %; KI: 62,1 bis 87,7 %). Die durchschnittliche Untersuchungszeit lag bei 4,6 min am TMC und bei 9,8 min am Octopus 101. Zusammenfassung: Die Ergebnisse zeigen, dass das TMC ein geeignetes Gerät ist, um Gesichtsfeldausfälle sicher aufzudecken und zu dokumentieren.Purpose: To compare the results of the visual field testing of advanced visual field defects (VFDs) measured with a conventional perimeter (Octopus 101; O-101) and a new portable testing device, the Tuebingen Mobile Campimeter (TMC). Methods: Thirty seven subjects (18 to 75 years old), 13 with advanced arcuate scotomas, 12 with VFD respecting the vertical meridians, 6 with concentric constriction and 6 healthy individuals were included. Subjects were first tested with the Octopus 101 as reference instrument, 30°-NO grid, 192 stimuli, 10 cd/m² background luminance, stimulus Goldmann size III = 26’ and 320 cd/m² stimulus luminance. This was followed by testing with the TMC the same day with 84 stimuli as a subset of the O-101 grid, stimulus size 34', luminance 320 to 370 cd/m², background luminance 8 to 20 cd/m². Pointwise accuracy (proportion of concordant locations), sensitivity and specificity were estimated into 95% confidence intervals (CI) by averaging individual logits. Both examination durations were compared. Results: The TMC results are highly concordant with the results assessed with the Octopus 101 for all four defect classes. All 37 patterns were correctly recognized by the TMC examiner, so that lower limits of CI were for accuracy 91 %, sensitivity 89 % and specificity 54 %. For the entire sample, the percentage of discordant points, perceived with the TMC but not with the O-101, among all discordant points was 35 % (CI: 30 % to 40 %). Analysed by VFD pattern, the average pointwise accuracy was highest in healthy (97.9 %; CI: 97 % to 98.5 %), and lowest in arcuate scotomas (80.6 %; CI: 77.3 % to 83.5 %). Average pointwise sensitivity was highest in concentric constriction (94.5 %; CI: 82.9 % to 98.4 %), lowest in healthy individuals (59.1 %; CI: 26.3 % to 85.3 %). Average pointwise specificity was highest in healthy (98.1 %; CI: 96.6 % to 98.9 %), lowest in concentric constriction (77.4 %; CI: 62.1 % to 87.7 %). Mean patient examination time was 4.6 min with the TMC and 9.8 min with the Octopus 101. Conclusion: The results indicate that the TMC is a feasible device for documented detection of visual field loss. Key words: Visual field – screening method – perimetry – campimetry – portable – concentric – gri