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Demo: Artificial Retina
A mediados de la década de 1980, el neuroftalmólogo Joseph Rizzo III estaba investigando los trasplantes de retina para restaurar la visión de las personas ciegas. Un día, al extraer la retina de un animal de laboratorio, una membrana delgada como un tejido que recubre la parte posterior del interior del globo ocular, tuvo una epifanía. En el momento en que hice el corte, me dije a mí mismo: '¿Qué diablos estás haciendo?', Cuenta Rizzo. Se dio cuenta de que estaba cortando conexiones nerviosas que en realidad se salvan en muchas formas de ceguera. Las células sensibles a la luz de la retina mueren en la retinosis pigmentaria y la degeneración macular relacionada con la edad, que afectan a millones de personas en todo el mundo; pero las neuronas cercanas que transportan las señales de esas células al cerebro permanecen intactas. Entonces Rizzo concibió una prótesis de retina, un implante que tomaría una señal inalámbrica de una cámara de video, evitaría los receptores de luz y estimularía las células nerviosas sanas directamente para alimentar la imagen al cerebro. Rizzo, que trabajaba en Massachusetts Eye and Ear Infirmary y en el Boston VA Medical Center, se asoció con el ingeniero eléctrico del MIT, John Wyatt Jr., para seguir el plan. En 1988, lanzaron el Boston Retinal Implant Project, que hoy comprende 27 investigadores en ocho instituciones. El equipo ya ha realizado pruebas en humanos a corto plazo y espera probar una prótesis permanente para 2006. Wyatt y Rizzo recientemente le dieron a la editora colaboradora de TR, Erika Jonietz, un vistazo a su progreso.
1. Relé de imagen. En una pequeña sala de trabajo sin ventanas repleta de mesas y equipos en su laboratorio del MIT, Wyatt explica cómo se captura una imagen en tiempo real y se transmite a la prótesis de retina. Mientras habla, un científico visitante llamado Shawn Kelly modela las partes externas del sistema. La idea: una pequeña cámara de video digital comercial (los investigadores aún no han elegido una) se montaría en un par de anteojos. Mientras el usuario miraba a su alrededor, un transmisor, ahora solo una bobina de cables, unida a una placa de circuito que se empaquetará y se colocará en un cinturón, enviaría imágenes de forma inalámbrica desde la cámara al implante en su ojo. Aquí está la bobina del transmisor, dice Wyatt, señalando dos anillos de cobre concéntricos pegados al auricular de las gafas. Usando ondas de radio, dice, el anillo interior envía los datos a la prótesis, mientras que la bobina exterior envía energía.
Esta historia fue parte de nuestro número de septiembre de 2004
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2. Mensaje recibido. Colocando las gafas junto a un modelo de globo ocular, Wyatt muestra cómo la bobina del transmisor se alinea con una bobina receptora similar en el implante, que se asienta en la superficie del ojo. En nuestro diseño, colocamos casi toda la masa del implante fuera del globo ocular, dice Wyatt. Durante años, quisimos poner todo dentro. Pero al ojo no le gustan las cosas de adentro; por eso no tiene cremallera. Entre 1998 y 2000, el equipo realizó una serie de experimentos con un implante interno, colocando electrodos dentro de los ojos de voluntarios ciegos durante unas horas y disparando los electrodos en diferentes patrones de prueba. La gente vio manchas y, ocasionalmente, líneas, pero no vieron tanto como esperábamos, dice Wyatt. Creemos que las personas pueden ver mejor si tienen más tiempo para dedicarlo al implante y realmente aprenden a usarlo. Por eso, el equipo trabajó en el desarrollo de una prótesis más adecuada para un uso permanente. El resultado es el diseño actual fuera del globo ocular. El implante se fija a la superficie del ojo con pequeñas suturas para evitar que se mueva mientras el ojo se mueve normalmente en su cuenca. Lo único que penetra en el ojo es un pequeño conjunto de electrodos de 10 micrómetros de espesor, dos milímetros de ancho y tres milímetros de largo. La matriz se desliza por debajo de la retina, donde los electrodos estimulan las células nerviosas supervivientes en respuesta a las imágenes de la cámara, proporcionando un pequeño parche de visión.
3. Visión sintética. Wyatt saca el implante del modelo y lo coloca sobre una placa de circuito cercana para verlo mejor. Un polímero blanquecino flexible que se amolda al ojo forma su base. La electrónica se encuentra en el pentágono en la parte superior. Wyatt señala un pequeño cuadrado negro en esa región que actúa como el cerebro del implante. Este chip, diseñado en su laboratorio, recibe datos de imagen y energía del transmisor y determina el patrón de disparo de electrodos que mejor recreará la imagen de la cámara. En la parte inferior de una delgada pieza de conexión de polímero se encuentra la bobina receptora y, a su izquierda, en una tira transparente y flexible, la propia matriz de electrodos.
4. Acercarse . Rizzo mueve el implante bajo una lupa para examinar la matriz. Actualmente consta de solo 15 electrodos, cada uno de 400 micrómetros de ancho. Un electrodo impulsará un grupo de células nerviosas cercanas, dice Rizzo. Aunque esto proporcionará solo un área pequeña de visión de baja resolución, Rizzo cree que ayudará con su primer objetivo: mejorar la calidad de vida de las personas ciegas al permitirles caminar por áreas desconocidas más fácilmente que con bastones, y un bastón es bonito. bueno, dice. Después de 16 años de investigación, Rizzo y Wyatt saben que lograr incluso ese objetivo limitado será un gran paso adelante en la visión artificial.