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Un gran paso hacia la visión artificial

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Investigadores logran, mediante electrodos, imitar los patrones de actividad de la retina. En el futuro, podrían devolver la visión a quienes la perdieron años atrás

 

Hace apenas 20 años, la visión biónica era más un cliché de ciencia ficción que un objetivo médico realista. Pero en los últimos años, las primeras tecnologías de visión artificial han ido apareciendo en los mercados de Europa y Estados Unidos, permitiendo que personas que habían sido cegadas por la retinosis pigmentaria recuperararan parte de su vista. Pero aunque notable, la tecnología tiene sus límites. Sí, ha permitido a algunos de estos pacientes poder entrar por una puerta o incluso leer letras de gran tamaño, pero de momento aún no les permite conducir, correr por la calle, o ver la cara de un ser querido.

Ahora, en unas pruebas de laboratorio, los investigadores han ensayado la estimulación eléctrica de las células de la retina para producir los mismos patrones de actividad que se producen cuando la retina ve un objeto en movimiento. Aunque aún queda mucho trabajo por delante, este es un gran paso hacia la restauración de la visión natural de alta fidelidad natural para las personas ciegas, dicen estos investigadores, de la Universidad de Stanford, California, en un trabajo financiado en parte por los Institutos Nacionales de Salud norteamericanos y publicado en la revista Neuron.

“Hemos descubierto que podemos reproducir patrones naturales de actividad en la retina con una precisión exquisita”, dijo en un comunicado E.J. Chichilnisky, profesor de neurocirugía en la Escuela de Medicina de Stanford.

Nuestra retina contiene varias capas de células. La primera contiene células fotorreceptoras, que detectan la luz y la convierten en señales eléctricas. La retinitis pigmentosa y otras enfermedades que causan ceguera están causadas por un déficit de este tipo de células. Así, lo que tratan de hacer muchas de estas retinas biónicas o prótesicas, es estimular la capa de células ganglionares de la retina, última antes de que las señales vayan al cerebro, evitando así la necesidad de fotorreceptores.

Diferentes modelos artificiales

Existen varios tipos de prótesis de retina en desarrollo. El más conocido es el Argus II, desarrollado por la empresa Second Sight Therapeutics y que fue aprobado el año pasado en EEUU para el tratamiento de la retinosis pigmentaria. Se compone de una cámara, instalada en unas gafas, que transmite señales inalámbricas a una red de electrodos implantados en la retina. Estos electrodos estimulan las células ganglionares de la retina y dan a la persona una idea aproximada de lo que ve la cámara, incluyendo cambios en la luz y el contraste, o bordes y formas irregulares.

“Es muy emocionante para alguien que no ha visto nada durante 20 ó 30 años. Por otro lado, aún está muy lejos de la visión natural,” dijo Chichilnisky, no involucrado en el desarrollo de la Argus II.

La tecnología actual carece aún de la suficiente precisión para reproducir una visión natural. Aunque gran parte de procesamiento visual se produce en el cerebro, una parte se lleva a cabo en las células ganglionares de la retina, que son, en el fondo, un tipo de neurona. Hay entre un millón y un 1.500.000 de estas células dentro de la retina, y de al menos 20 variedades. La visión tal y como la conocemos -incluyendo la capacidad de ver detalles, formas, colores, profundidad o movimiento- requiere la activación de las células correctas en el momento adecuado.

Este nuevo estudio muestra que la estimulación eléctrica puede hacer precisamente eso en el tejido de una retina aislada. Los investigadores centraron sus esfuerzos en un tipo de células de la retina llamadas células parasol, conocidas por su importancia para la detección de movimiento dentro de una escena visual.

Emular la actividad

Los investigadores colocaron una cuadrícula de 61 electrodos dentro de la retina. Después, enviaron pulsos a cada uno de los electrodos y escucharon a las células responder, casi como si fuera un sonar. Esto les permitió identificar las células parasol y establecer la cantidad de estimulación requerida para activar cada una de las células.

Después, los investigadores registraron la respuesta de las células a una imagen sencilla, una barra blanca en movimiento que pasa sobre un fondo gris. Por último, se estimularon eléctricamente las células de la retina aislada con este mismo patrón y en las resistencias requeridas. Estas fueron capaces de reproducir las mismas oleadas de actividad de las células parasol que sí observaron la imagen en movimiento.

“Hay un largo camino por recorrer entre estos resultados y fabricar un dispositivo que produzca una actividad significativa, modelado sobre una gran región de la retina de un paciente humano”, dijo Chichilnisky. “Pero si podemos hacer frente a estos muchos obstáculos técnicos, podremos ser capaces de hablar con el sistema nervioso en su propio idioma, y reproducir con precisión sus funciones normales”.

Estos avances podrían ayudar, en efecto, a que la visión artificial sea más natural, pudiendo aplicarse también a otros tipos de dispositivos de prótesis, como los que están siendo estudiados para ayudar a personas con parálisis a recuperar el movimiento.

“Las prótesis de retina son muy prometedoras, pero esta investigación es un maratón, no un sprint”, dijo Thomas Greenwell, director del programa en neurociencia de la retina en el Instituto Nacional del Ojo, NEI por sus siglas en inglés. “Este importante estudio ayuda a ilustrar los retos de restaurar una visión de alta calidad, el progreso de un grupo hacia esa meta, y la continua necesidad de que todos en este campo sigamos innovando”.

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