Únete á nosa canle de Whatsapp
Unha muller de 57 anos, Bernardeta Gómez, cega nos últimos 16, conseguiu percibir letras, identificar siluetas e responder a determinados estímulos visuais grazas a un implante cerebral baseado en microeléctrodos intracorticais. O fito conseguiuse en Elche, onde investigadores da Universidad Miguel Hernández (UMH) e hospitais da cidade acaban de publicar un artigo dentro dunha colaboración internacional na que demostran que o implante pode realizarse e forma segura e que, ademais, a estimulación directa da codia cerebral produce percepcións visuais cunha resolución moito máis alta do que se conseguiu ata a data.
O traballo, impulsado polo grupo de Neuroingeniería Biomédica da UMH, dirixido polo catedrático de Bioloxía Celular Eduardo Fernández Jover, dá así continuidade a unha liña de traballo que, en decembro de 2020, xa fixera posible realizar con éxito e por primeira vez un experimento parecido ao estimular a codia visual de primates. Naquel caso, utilizouse un implante de máis de mil eléctrodos que permitiu aos animais percibir formas, movemento e letras. Con todo, os animais non eran cegos. “Este traballo vai un pouco máis aló. Implantamos [os microeléctrodos] no cerebro dunha persoa completamente cega durante máis de 16 anos”, conta Fernández Jover.
É a primeira vez que se realiza un implante cerebral deste tipo nunha persoa cega e, tal e como explica o profesor Eduardo Fernández, os resultados son moi alentadores para o desenvolvemento dunha neuroprótese visual que poida axudar a persoas cegas ou con baixa visión residual a mellorar a súa mobilidade, e mesmo dunha forma máis ambiciosa a percibir a contorna que as rodea e orientarse nel. Con todo, o investigador da UMH engade que, aínda que os resultados deste e outros traballos son moi prometedores, aínda hai moitos problemas por resolver e por tanto é moi importante avanzar aos poucos e non crear falsas expectativas, xa que de momento é apenas unha investigación en curso.
Durante seis meses, os investigadores realizaron distintos experimentos nos que a persoa voluntaria tiña que tentar recoñecer letras, a posición dos estímulos ou a forma de distintos obxectos. Estes repetíronse varias veces para observar a aprendizaxe da codia visual da persoa e observar posibles cambios.
O dispositivo implantado trátase dunha pequena matriz tridimensional de 100 microeléctrodos para comunicarse coas células cerebrais de forma bidireccional: permite tanto o rexistro de sinais eléctricos como a estimulación do cerebro. Trátase dun dispositivo moi pequeno, de tan só 4 milímetros de lado, con eléctrodos de 1,5 milímetros de lonxitude. Unha das conclusións do estudo é que este non afecta á función da codia cerebral nin á das neuronas que quedan próximas ao implante.
Eduardo Fernández Jover explica que os resultados deste novo estudo demostran que a implantación e explantación deste tipo de micro dispositivos pode realizarse de forma segura en humanos e que a estimulación eléctrica destes eléctrodos, que penetran dentro da codia cerebral, é capaz de inducir de forma segura e estable percepcións visuais cunha resolución moito máis alta do que se conseguiu ata a data. Ademais, engade Fernández Jover, “a cantidade de corrente eléctrica necesaria para inducir percepcións visuais con este tipo de microelectrodos é moito menor que a que se necesita con eléctrodos situados na superficie do cerebro, o que se traduce nunha maior seguridade”.
O sistema completo de estimulación inclúe unha retina artificial que emula o funcionamento do sistema de visión humana, situada dentro dunhas lentes convencionais. A retina artificial capta o campo visual situado fronte á persoa e transfórmao en trens de impulsos eléctricos optimizados para estimular as neuronas da cortiza visual a través deste pequenos micro eléctrodos.
“Grazas a iso, a persoa implantada foi capaz de recoñecer diversos patróns complexos de estimulación e percibir con precisión formas e letras”, explica o catedrático da UMH. Ademais, prodúcese un proceso de aprendizaxe co tempo, de maneira que co adestramento adecuado cada vez é máis fácil recoñecer distintos patróns. Para axudala no proceso de aprendizaxe, os investigadores crearon varios videoxogos, como unha variación da clásico Pac-Man ou un xogo baseado na popular serie de televisión The Simpsons.
No contexto desta investigación, o profesor Fernández Jover apunta que o desenvolvemento de neuropróteses visuais cerebrais é unha necesidade para o futuro, xa que para moitas persoas cegas non existen tratamentos ou dispositivos de axuda útiles. Por exemplo, os pacientes con enfermidades dexenerativas da retina moi avanzada ou as persoas con glaucoma severo ou con patoloxías que afecten os nervios ópticos, non poden beneficiarse das modernas próteses de retina que se están desenvolvendo nalgúns centros. Nestes casos é necesario enviar información da contorna directamente á parte do cerebro que procesa visión, e os resultados deste estudo, aínda que preliminares, indican que isto pode ser posible e que mesmo despois de moitos anos de cegueira completa, o cerebro humano segue sendo capaz de procesar información visual.
Actualmente, o equipo investigador está a recrutar novos voluntarios cegos para participar nestes experimentos. En próximos estudos, esperan utilizar un sistema codificador de imaxes máis sofisticado, capaz de estimular máis eléctrodos simultaneamente para reproducir imaxes visuais máis complexas.
Nos experimentos colaboraron a Cátedra de Investigación en Retinose Pigmentaria Bidons Egara da UMH, o Grupo IMED Hospitais, o Centro CIBER de Investigación en Bioingeiería, Biomateriales e Nanomedicina, o Netherlands Institute for Neuroscience (Países Baixos) e o John A. Moran Eye Center a Universidade de Utah (EUA).
O estudo foi financiado polo Programa Prometeo para Grupos de Investigación de excelencia da Generalitat Valenciana, polo Instituto de Saúde Carlos III, polo Ministerio de Ciencia e Innovación e pola Comisión Europea, dentro do programa H2020.
Referencia: Visual percepts evoked with an Intracortical 96-channel microelectrode array inserted in human occipital cortex (Publicado en The Journal of Clinical Investigation).
