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Ahora te veo
Los científicos han construido un nuevo tipo de retina protésica que algún día podría restaurar la vista detallada a los millones de personas que han perdido la vista debido a una enfermedad de la retina.
Línea de visión: Una nueva técnica permite a los investigadores tomar una imagen en escala de grises (arriba a la izquierda), codificarla (arriba a la derecha) y transmitirla al cerebro con mucha menos pérdida de fidelidad (abajo a la izquierda) de lo que permite el método estándar (abajo a la derecha).
Neurocientífico Sheila Nirenberg , del Weill Cornell Medical College en Nueva York, y el estudiante postdoctoral Chethan Pandarinath han permitido que ratones ciegos vean imágenes casi normales de todo, desde rostros humanos y animales hasta panoramas complejos de Central Park.
Ya existen retinas artificiales. Pero requieren cirugía para implantar una serie de electrodos profundamente en el ojo. Los electrodos estimulan las células que transmiten información al cerebro y deben ser alimentados por una batería externa. Son capaces de restaurar la visión cruda, lo que permite a los pacientes captar solo contrastes y bordes importantes, como un objeto claro sobre un fondo oscuro. Pero la investigación de Nirenberg, que se presentó esta semana en la reunión de la Sociedad de Neurociencia en San Diego, permite que las imágenes fijas y en movimiento se transmitan de manera más limpia y rápida que nunca. Y el método no requiere cirugía.
En los ojos de los mamíferos, un conjunto de células en la retina detecta la luz y luego una capa separada de células, llamadas células ganglionares, transmite esa información al cerebro. Debido a que la degeneración macular y otras enfermedades de la retina hacen que las células que detectan la luz mueran pero dejan intactas las células ganglionares, los investigadores han estado tratando durante 50 años de descifrar su código, los patrones por los cuales las células ganglionares se activan, para capitalizar los efectos del ojo. circuito natural. Nirenberg ahora lo ha clavado, o al menos una aproximación cercana. Después de 10 años de trabajo, conoce la relación entre lo que vemos y cómo eso se traduce en patrones de activación de células ganglionares.
Realmente es un triunfo para nuestro campo, dice Jonathan Victor , neurocientífico del Weill Cornell Medical College que no participó en la investigación. En retrospectiva, podría parecer que era obvio que no solo necesitas enviar señales al cerebro (como lo hacen las retinas artificiales actuales) sino también descubrir cómo la retina transforma la luz en las señales particulares que envía. Pero de alguna manera, nadie lo pensó de esa manera.
Después de descifrar el código de la retina, Nirenberg quería entregárselo al cerebro de una manera más precisa de lo que era posible utilizando la tecnología de electrodos existente. Para ello, ella y sus colegas recurrieron a la optogenética, una técnica desarrollada recientemente que infunde a las neuronas proteínas sensibles a la luz de algas verdiazules, provocando que se enciendan cuando se exponen a la luz.
Los investigadores utilizaron ratones que fueron modificados genéticamente para expresar una de estas proteínas, canalrodopsina, en sus células ganglionares. Luego, les presentaron a los ratones una imagen que se había traducido a una cuadrícula de 6.000 luces pulsantes. Cada luz se comunicaba con una sola célula ganglionar, y cada pulso de luz provocaba que se disparara su correspondiente célula, transmitiendo así la imagen codificada al cerebro. En este momento, no puede hacer que las celdas individuales se disparen usando electrodos. Con la canalrodopsina, puede apuntar a las células ganglionares individuales, dice Nirenberg.
En los humanos, tal configuración requeriría un par de anteojos de alta tecnología, integrados en los cuales habría una cámara diminuta, un chip codificador para traducir las imágenes de la cámara al código retiniano y una matriz en miniatura de miles de luces. Cuando cada luz pulsaba, desencadenaba una célula ganglionar cargada de canalrodopsina. Ya no se requeriría cirugía para implantar una matriz de electrones en la profundidad del ojo, aunque se requeriría alguna forma de terapia génica para que los pacientes expresen canalrodopsina en sus retinas. Nirenberg y Pandarinath han comenzado a colaborar con un especialista en terapia génica retiniana, el oftalmólogo de la Universidad de Florida. William Hauswirth .
Es una estrategia bastante novedosa. Todavía no he visto nada parecido, dice Ed Boyden , bioingeniero del MIT y uno de los creadores de la optogenética. Parece que los datos podrían hacer ciertas cosas que podrían ser bastante poderosas, estimulando la retina de una manera que puede hacer que las neuronas simulen con mayor precisión la visión normal.
Mientras tanto, el código retiniano descifrado también se puede aplicar a los implantes que ya están en el mercado. Nirenberg está en conversaciones con el fabricante de prótesis de retina Segunda señal , en Sylmar, California, que ha implantado dispositivos de matriz de electrodos en varios pacientes. Simplemente sacaríamos su software y pondríamos nuestro software, dice Nirenberg. Llevará algún tiempo hacer la versión de terapia génica, así que hagamos al menos algo con los pacientes que ya tienen implantados los electrodos.