domingo, 6 de febrero de 2011

Chip implantado en la retina permite leer letras y palabras a ciegos

La tecnología BCI (interfaz cerebro máquina) avanza con rapidez. En este estudio, se implantó un chip en la retina de pacientes ciegos. Los resultados son esperanzadores y les han permitido leer letras y combinarlas en palabras así como reconocer formas y objetos.
La retinitis pigmentosa y la degeneración macular son enfermedades que afectan a los fotoreceptores de la retina y que afectan a 15 millones de personas en el mundo. El estudio se realizó con pacientes de retinitis pigmentosa y choroideraemia. Estos comenzaron a perder la vista entre los 6 y los 16 años pero habían tenido buena visión central (es decir, las áreas cerebrales de la visión estaban en buen estado). En el  momento del estudio hacía más de 5 años que no podían leer y aunque percibían algo de luz, no reconocían forma alguna. La operación sirve en principio para mejorar la visión de forma suficiente y que afecte a la vidad diaria.
El chip MPDA (del tamaño de este cuadrado ■) consiste en una retícula de 1500 (38x40) elementos independientes. Cada uno equivale a un pixel y consta de un fotodiodo, un amplificador y un electrodo. El chip se coloca en el interior de la retina y sustituye a los fotoreceptores naturales dañados. Cuando cada uno de los 1500 fotodiodos recibe luz, excita mediante su electrodo a las neuronas bipolares de la retina estableciendo el interfaz hombre-máquina. Las neuronas bipolares continúan la secuencia natural de estimulación nerviosa a través del resto de la retina, nervio óptico y cerebro.
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La corriente con la que cada electrodo excita a las´neuronas bipolares depende de la luminosidad que capte su fotodiodo..
El chip cubre u ángulo visual de 11º x 11º (1º es 288 µm de retina) La distancia entre dos electrodos del MPDA se corresponde a un ángulo visual de 15 minutos de arco.
EL chip dispone también de una retícula de 4 x 4 de estimulación directa para pruebas. Estos puntos no son dependientes de la luz sino que se estimulan directamente desde el exterior y sirven para calibrar el aparato.
Finalmente el chip está conectado a un cable que sale por detrás de la oreja y que sirve para la alimentación eléctrica y las pruebas.
Pruebas realizadas y resultados.
Las pruebas se realizaron en dos condiciones experimentales: con chip en Power ON y Power OFF. Comenzaron 7 días después de la operación.
Usando la retícula de prueba, todos los pacientes vieron con corrección puntos redondeados de color blancuzco. Reconocieron las formas presentadas como por ejemplo la forma de U.
Usando los fotodiodos del chip, la variación entre los pacientes fue alta. Uno de ellos realizó notables reconocimientos. No sólo reconoció formas, y barras en distintas orientaciones. Frente a una mesa, pudo reconocer una cuchara, un cuchillo, una copa, un plátano y una manzana. También pudo distinguir entre 16 letras (de un tamaño entre 5 y 8 cm). Pudo señalar un error en la escritura de su nombre MIIKKA (faltaban una I y una K).
La respuesta de contracción pupilar también funcionó correctamente.
Discusión.
Los implantes fuera de la retina obligan a realizar externamente todo el procesamiento óptico que esta realiza. Por el contrario este enfoque sólo reemplaza la parte dañada (los fotoreceptores) permitiendo que todo el resto del ojo trabaje normalmente (el ojo se mueve con normalidad proporcionando al cerebro una información consistente entre la dirección de la mirada y lo que ve, algo importante y que no ocurre con una cámara externa).
El problema del espacio. A pesar de que el campo visual 11º x 11º es pequeño, es suficiente para la orientación y la localización de objetos. Se estima que el campo visual necesario para leer es de 3º x 5º.
El problema del tiempo. Cuando se aplica un estímulo eléctrico continuo con la matriz de pruebas, la percepción se desvanece pasados 1-15 s. Aparentemente las neuronas de la retina sufren una inhibición prolongada. Para restaurar la visión es necesario mover los ojos o la cabeza.
Esto no ocurre con la matriz de fotodiodos ya que el paciente mueve los ojos con normalidad (microsacadas de hasta 50 min de arco entre 1 y 3 Hz) y la imagen se refresca constantemente.
Un hecho notable es que apenas requiere entrenamiento, más allá de una mejora oculomotora.
Conclusión.
El estudio demuestra que es posible la restauración parcial de la visión con una implantación de microelectrodos retinianos en pacientes que han sufrido una degeneración retiniana hasta un nivel que varía desde la localización y reconocimiento de objetos hasta la lectura.

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