Utilizando las últimas tecnologías, los investigadores están construyendo nuevos dispositivos protésicos para restaurar la visión en los ciegos.

La ceguera sigue siendo uno de los impedimentos sensoriales más debilitantes, afecta a cerca de 40 millones de personas en todo el mundo. Muchos de estos pacientes pueden ser tratados eficazmente con cirugía o medicamentos, pero algunas patologías no se pueden corregir con los tratamientos existentes. En particular, cuando las células fotorreceptoras, receptores de luz se degeneran, como es el caso en la retinitis pigmentosa, o cuando el nervio óptico se daña como resultado de glaucoma o trauma en la cabeza, sin cirugía o medicina que puedan restaurar la visión perdida. En tales casos, una prótesis visual puede ser la única opción.

Similares a los implantes cocleares, que estimulan las fibras nerviosas auditivas descendentes de las células ciliadas sensoriales dañadas para restaurar la audición, las prótesis visuales tienen como objetivo proporcionar a los pacientes información visual mediante la estimulación de las neuronas en la retina, en el nervio óptico, o en las áreas visuales del cerebro.

En una retina saludable, las células fotorreceptoras, los bastones y conos convierten la luz en señales eléctricas y químicas que se propagan a través de la red de neuronas de la retina a las células ganglionares, cuyos axones forman el nervio óptico y transmiten la señal visual al cerebro. Dispositivos protésicos trabajan a diferentes niveles de la recepción inicial y la conversión bioquímica de los fotones de luz que entran por los pigmentos de bastones y conos fotorreceptores en la parte posterior de la retina. Las prótesis se han diseñado para estimular el sistema visual en el nivel del propio cerebro.

Aunque las prótesis cerebrales aún no se han probado en las personas, resultados clínicos con prótesis de retina están demostrando que los implantes pueden permitir a los pacientes ciegos localizar y reconocer objetos, orientarse en un entorno desconocido, e incluso realizar algunas tareas de lectura.

DISTINTAS PROTESIS

Los sustitutos de fotorreceptores perdidos

En el enfoque subretiniana para prótesis visuales, los electrodos se colocan entre el epitelio retiniano del pigmento (RPE) y la retina. Estimulan las neuronas bipolares de la retina interna, a continuación transmiten señales neurales de la retina por la red a las células ganglionares de la retina (CGR) que se propagan al cerebro a través del nervio óptico. La adaptación a la estimulación constante y la integración a pulsos eléctricos que duran varios milisegundos proporcionan estimulación selectiva de las neuronas de la retina interna y evita la activación directa de las células ganglionares y sus axones, que de otro modo limitarían considerablemente la capacidad de los pacientes para interpretar la disposición espacial de una escena visual.

El Proyecto Retina Implant Boston, está desarrollando una prótesis de retina que transmite información de una cámara montada en unas gafas a una antena receptora implantado debajo de la piel alrededor del ojo con radiofrecuencia telemetría-tecnología similar a la emisión de radio. La señal decodificada se envía entonces a un conjunto de electrodos subretiniano implantado a través de un cable que penetra en el ojo. La información entregada a la retina por este dispositivo no está relacionado con dirección de la mirada, por lo que para inspeccionar una escena un paciente debe mover la cabeza, en lugar de sólo los ojos.

El implante subretiniano Alfa IMS, desarrollado por Retina Implant AG en Reutlingen, Alemania, rectifica este problema mediante la inclusión de una cámara subretiniana, que convierte la luz en cada píxel en corrientes eléctricas. Este dispositivo a sido probado en pacientes con éxito.

Detrás del Ojo

Subretinal prótesis implantadas entre la retina y el EPR, junto con implantes epirretinianas que se sientan en la superficie de la retina, han demostrado buenos resultados en la restauración de alguna percepción visual para pacientes con pérdida profunda de la visión. Sin embargo, tales dispositivos requieren cirugías técnicamente desafiantes, y el sitio de implantación limita el tamaño potencial de estos dispositivos. Epirretinal y prótesis subretinianas también enfrentan retos con la estabilidad y la ocurrencia de eventos adversos intraoculares, como la infección o desprendimiento de retina.

Debido a estos problemas, los investigadores han estado investigando una ubicación para el implante menos invasiva y más estable: entre la coroides y la esclera vascular exterior.

El grupo de la Universidad de Osaka, en colaboración con la empresa japonesa NIDEK, ha venido desarrollando un dispositivo protésico intraescleral, que, a diferencia de los dispositivos de Corea y BVA, se implanta en entre las capas de la esclerótica en lugar de en el espacio supracoroidal. En un ensayo clínico de este dispositivo, que se refiere a menudo a la estimulación como supracoroidea-Transretinal (STS), dos pacientes con retinitis pigmentosa avanzada mostraron una mejoría en la resolución espacial y la agudeza visual en un periodo de cuatro semanas después de la implantación.

En el cerebro

Además de las neuronas del ojo, los investigadores también se han centrado en el cerebro para estimular la visión artificial en los seres humanos. A mediados de la década de 1950, los estadounidenses John C. Button, un osteópata y posteriormente MD, y Tracy Putnam, entonces Jefe de Neurocirugía en el Hospital Cedars-Sinai en Los Angeles, había implantado alambres de acero inoxidable conectados a un simple estimulador en las cortezas de cuatro personas ciegas, y los pacientes posteriormente dijeron haber visto destellos de luz.

La primera prótesis visual cortical funcional se produjo en Inglaterra en 1968, cuando Giles Brindley, un fisiólogo, y Walpole Lewin, un neurocirujano, ambos en la Universidad de Cambridge, implantaron 80 electrodos de superficie incrustados en una gorra de silicona en la corteza occipital derecho de un paciente. Cada electrodo conectado a uno de los 80 receptores de radio extracraneales, los cuales generaron formas simple. El paciente puede señalar con la mano a su ubicación en su campo visual. Cuando se estimuló más de un electrodo a la vez, surgieron patrones simples.

Sin embargo, no fue hasta la década de 2000 que la tecnología estuvo disponible para conectar una cámara portátil en miniatura y equipo a los electrodos para la conversión práctica de lugares del mundo real en señales eléctricas. Con la estimulación cortical resultante, un paciente fue capaz de reconocer letras grandes y el contorno de las imágenes.

Sin embargo, los electrodos de superficie utilizados en estas prótesis corticales utilizaban grandes corrientes eléctricas, los pacientes corrían el riesgo de desencadenar ataques epilépticos o migrañas debilitantes. Los dispositivos también necesitaban cables externos que penetraban el cráneo, con riesgo de infección.

Hoy en día, con el uso de la tecnología inalámbrica, una serie de grupos son el objetivo de mejorar las prótesis visuales corticales, con la esperanza de proporcionar un beneficio a millones de personas con ceguera incurable en la actualidad.

Un dispositivo prometedor de este grupo es el sistema de visión biónica-Gennaris, que comprende una cámara digital en un marco de gafas. Las imágenes se transmiten en un pequeño procesador de visión computerizada que convierte la imagen en patrones de forma de onda, que se transmiten de forma inalámbrica a los pequeños azulejos electrónicos que se implantan en la corteza visual situada en la parte posterior del cerebro.

El dispositivo se encuentra en la etapa preclínica, con los primeros ensayos en humanos previstos para el próximo año,los pacientes podrán usarla para moverse por el entorno, identificar objetos en frente de ellos, detectan el movimiento, y posiblemente leer letras grandes.

El desarrollo de dispositivos de visión biónica está acelerando rápidamente debido a los esfuerzos invertidos en los chips de silicio el diseño de electrodos, los algoritmos de procesamiento de visión por computador y las tecnologías inalámbricas. Somos optimistas de que una serie de dispositivos de visión biónica prácticos, seguros y eficaces estará disponible en la próxima década y que los individuos ciegos tendrán la capacidad de “ver” su mundo una vez más.

Pablo Garcia Vivanco

Ldo. FarmaciaPablo_Garcia_Vivanco