La búsqueda de retinas protésicas avanza hacia ensayos en humanos, con una ayuda de realidad virtual

Una retina artificial sería una gran ayuda para muchas personas con discapacidad visual, y la posibilidad se acerca cada vez más a la realidad año tras año. Uno de los últimos avances adopta un enfoque diferente y muy prometedor, utilizando pequeños puntos que convierten la luz en electricidad, y la realidad virtual ha ayudado a demostrar que podría ser un camino viable a seguir.

Estas prótesis de retina fotovoltaicas proceden de la École polytechnique fédérale de Lausanne, donde Diego Ghezzi lleva varios años trabajando en la idea.

Las primeras prótesis de retina se crearon hace décadas, y la idea básica es la siguiente: una cámara fuera del cuerpo (en un par de anteojos, por ejemplo) envía una señal a través de un cable a una pequeña matriz de microelectrodos, que consta de muchos electrodos diminutos que perforar la superficie de la retina que no funciona y estimular las células de trabajo directamente.

Los problemas con esto son principalmente que la alimentación y el envío de datos a la matriz requieren un cable que vaya desde el exterior del ojo hacia adentro; en general, un «no» cuando se trata de prótesis y del cuerpo en general. La matriz en sí también está limitada en la cantidad de electrodos que puede tener por el tamaño de cada uno, lo que significa que durante muchos años la resolución efectiva en el mejor de los casos fue del orden de unas pocas docenas o cientos de «píxeles». (El concepto no se traduce directamente debido a la forma en que funciona el sistema visual).

El enfoque de Ghezzi evita estos dos problemas con el uso de materiales fotovoltaicos, que convierten la luz en una corriente eléctrica. No es tan diferente de lo que sucede en una cámara digital, excepto que en lugar de registrar la carga como en la imagen, envía la corriente a la retina como lo hicieron los electrodos alimentados. No es necesario un cable para transmitir energía o datos al implante, porque ambos son proporcionados por la luz que lo ilumina.

El investigador Diego Ghezzi sostiene una lente de contacto con puntos fotovoltaicos.

Créditos de imagen: Alain Herzog / EPFL

En el caso de la prótesis EPFL, hay miles de pequeños puntos fotovoltaicos, que en teoría serían iluminados por un dispositivo fuera del ojo que envía luz de acuerdo con lo que detecta de una cámara. Por supuesto, todavía es algo increíblemente difícil de diseñar. La otra parte de la configuración sería un par de anteojos o antiparras que capturan una imagen y la proyectan a través del ojo sobre el implante.

Escuchamos por primera vez sobre este enfoque en 2018, y las cosas han cambiado un poco desde entonces, ya que un nuevo documento en papel .

«Aumentamos el número de píxeles de aproximadamente 2.300 a 10.500», explicó Ghezzi en un correo electrónico a TechCrunch. «Así que ahora es difícil verlos individualmente y parecen una película continua».

Por supuesto, cuando esos puntos se presionan contra la retina, la historia es diferente. Después de todo, eso es solo 100 × 100 píxeles más o menos si fuera un cuadrado, no exactamente alta definición. Pero la idea no es replicar la visión humana, que puede ser una tarea imposible para empezar, y mucho menos realista para la primera toma de cualquiera.

“Técnicamente, es posible hacer que los píxeles sean más pequeños y más densos”, explicó Ghezzi. «El problema es que la corriente generada disminuye con el área de píxeles».

Imagen que muestra un primer plano de los puntos fotovoltaicos en el implante de retina, etiquetados con unos 80 micrones de diámetro cada uno.

La corriente disminuye con el tamaño de los píxeles y, para empezar, el tamaño de los píxeles no es exactamente grande. Créditos de imagen: Ghezzi et al

Entonces, cuanto más agregue, más difícil será hacerlo funcionar, y también existe el riesgo (que probaron) de que dos puntos adyacentes estimulen la misma red en la retina. Pero muy pocos y la imagen creada puede no ser inteligible para el usuario. 10,500 parece mucho, y puede ser suficiente, pero el simple hecho es que no hay datos que lo respalden. Para empezar, el equipo recurrió a lo que puede parecer un medio poco probable: la realidad virtual.

Debido a que el equipo no puede hacer exactamente una instalación de «prueba» de un implante de retina experimental en personas para ver si funciona, necesitaban otra forma de saber si las dimensiones y la resolución del dispositivo serían suficientes para ciertas tareas cotidianas como reconocer objetos y letras.

Una escena callejera renderizada digitalmente y versiones monocromáticas distorsionadas a continuación que muestran varias formas de representarla a través de fósforos virtuales.

Créditos de las imágenes: Jacob Thomas Thorn et al

Para hacer esto, colocaron a las personas en entornos de realidad virtual que eran oscuros excepto por pequeños «fósforos» simulados, los pinchazos de luz que esperan crear al estimular la retina a través del implante; Ghezzi comparó lo que la gente vería con una constelación de estrellas brillantes y cambiantes. Variaron la cantidad de fósforos, el área sobre la que aparecen y la longitud de su iluminación o «cola» cuando la imagen cambiaba, preguntando a los participantes qué tan bien podían percibir cosas como una palabra o una escena.

La palabra "ACEPTO" traducida de varias formas con fósforos virtuales.

Créditos de las imágenes: Jacob Thomas Thorn et al

Su hallazgo principal fue que el factor más importante era el ángulo visual: el tamaño total del área donde aparece la imagen. Incluso una imagen clara es difícil de entender si solo ocupa el centro de su visión, por lo que incluso si la claridad general se ve afectada, es mejor tener un campo de visión amplio. El análisis robusto del sistema visual en el cerebro intuye cosas como bordes y movimiento incluso a partir de entradas escasas.

Esta demostración mostró que los parámetros del implante son teóricamente correctos y el equipo puede comenzar a trabajar para realizar ensayos en humanos. Eso no es algo que pueda suceder rápidamente, y si bien este enfoque es muy prometedor en comparación con los anteriores, todavía pasarán varios años, incluso en el mejor de los casos, antes de que sea posible que esté ampliamente disponible. Aún así, la perspectiva misma de un implante de retina funcional de este tipo es emocionante y la seguiremos de cerca.