El tiempo no es amigo de tu cuerpo. Los años desgastarán el color de tu cabello, opacarán la hinchazón de tus articulaciones y borrarán la elasticidad de tu piel. Sin embargo, entre estas muchas indignidades de la edad, una de las peores es la posible pérdida de visión.
La causa principal de la pérdida de visión relacionada con la edad es la degeneración macular, una enfermedad que se come lentamente en la visión central, dejando un agujero borroso u oscuro en el medio de su campo de visión. Los Institutos Nacionales de Salud estiman que para 2020 casi tres millones de estadounidenses mayores de 40 años sufrirán alguna etapa de la enfermedad. Pero la pérdida de visión no se limita a los ancianos. La retinitis pigmentosa, una enfermedad genéticamente heredada, también afecta a 1 de cada 4.000 personas en los Estados Unidos, tanto jóvenes como viejos.
Las enfermedades se dirigen a los fotorreceptores, que son las células en forma de bastón y cono en la parte posterior del ojo. Estas células convierten la luz en una señal eléctrica que viaja al cerebro a través del nervio óptico. La degeneración macular y la retinitis pigmentosa descomponen estos fotorreceptores. En las formas más avanzadas de la enfermedad, muchas tareas se vuelven casi imposibles sin ayuda: leer textos, mirar televisión, conducir un automóvil e incluso identificar rostros.
Aunque los impactos son severos, no toda la esperanza se pierde. El resto de las neuronas y células de la retina que transmiten las señales eléctricas a menudo se dejan intactas. Eso significa que si los científicos pueden manipular un dispositivo que esencialmente puede imitar la función de los bastones y conos, el cuerpo aún puede procesar las señales resultantes.
Los investigadores y desarrolladores de todo el mundo están intentando hacer precisamente eso. Un equipo de Stanford está utilizando una solución pequeña y elegante: pequeños implantes de fotodiodos, una fracción del ancho de un cabello, que se insertan debajo de la parte dañada de la retina.
"Funciona como los paneles solares en su techo, convirtiendo la luz en corriente eléctrica", dice Daniel Palanker, profesor de oftalmología en la Universidad de Stanford, en un comunicado de prensa sobre el trabajo. "Pero en lugar de que la corriente fluya hacia su refrigerador, fluye hacia su retina".
PRIMA consiste en implantes retinianos, un par de anteojos con una cámara de video y una computadora de bolsillo. (Laboratorio Daniel Palanker) Apodado PRIMA (IMPLANTE fotovoltaico de la retina), los paneles minuciosos se combinan con un conjunto de gafas que tienen una cámara de video incrustada en el centro. La cámara toma imágenes de los alrededores y transfiere las imágenes de forma inalámbrica a una computadora de bolsillo para su procesamiento. Luego, las gafas transmiten las imágenes procesadas a los ojos en forma de pulsos de luz infrarroja cercana.
El pequeño conjunto de implantes de "panel solar" de silicio, cada uno de aproximadamente 40 y 55 micras de diámetro en la última iteración de PRIMA, recoge la luz IR y la convierte en una señal eléctrica, que se envía a través de la red natural de neuronas del cuerpo y se convierte en un imagen en el cerebro
Para probar el dispositivo, el equipo implantó los pequeños paneles PRIMA en ratas, luego los expuso a destellos de luz, midiendo su respuesta mediante electrodos implantados sobre la corteza visual, la parte del cerebro que procesa las imágenes. Utilizando los implantes de 70 micrones que habían desarrollado en ese momento, los investigadores descubrieron que las ratas tenían una visión de alrededor de 20/250, ligeramente por encima de la ceguera legal en los EE. UU., Que es una visión de 20/200. Esto significa que una persona puede ver a 20 pies lo que una persona con visión perfecta puede ver a 250 pies, haciendo que la mayoría de sus alrededores se vean borrosos.
"Estas mediciones con píxeles de 70 micrones confirmaron nuestras esperanzas de que la agudeza visual protésica esté limitada por el paso del píxel [o la distancia desde el centro de un píxel hasta el centro del próximo píxel]. Esto significa que podemos mejorarlo reduciendo los píxeles. ", Escribe Palanker por correo electrónico. Ya han desarrollado píxeles de tres cuartos del tamaño. "Ahora estamos trabajando en píxeles aún más pequeños", escribe.
PRIMA, por supuesto, no es el único equipo que persigue este objetivo. Un dispositivo llamado Argus II de Second Sight, una empresa con sede en California, ya llegó al mercado en los EE. UU. Aprobado en febrero de 2013 por la Administración de Alimentos y Medicamentos para pacientes con retinitis pigmentosa grave, la configuración básica es similar a PRIMA. Pero en lugar de un panel solar, el implante es una rejilla de electrodos, que se une a una caja electrónica del tamaño de un guisante y antenas internas. Una cámara con gafas toma una imagen que es procesada por una computadora pequeña y luego se transmite de forma inalámbrica al implante, que dispara señales eléctricas para crear la imagen.
Pero hay varios inconvenientes en este sistema. La electrónica del implante es voluminosa y las antenas pueden experimentar interferencia de los electrodomésticos u otros dispositivos que dependen de las antenas, como los teléfonos celulares. El dispositivo también tiene una resolución limitada, restaurando la visión a alrededor de 20 / 1.260 sin procesamiento de imagen adicional. Debido a esta resolución limitada, la FDA solo ha aprobado su uso en pacientes que son casi completamente ciegos.
"La FDA no quiere correr el riesgo de dañar la visión en un ojo que ya tiene algo, porque la cantidad de restauración visual es mínima", dice William Freeman, director del Centro de Retina Jacobs de la Universidad de California en San Diego. . "Se puede obtener un poco, pero no es mucho".
Muchas más tecnologías también están en proceso. Una empresa alemana Retinal Implant AG utiliza un chip digital, similar a lo que se encuentra en una cámara. Pero las pruebas preliminares para la tecnología en humanos han sido mixtas. Freeman es parte de otra compañía, Nanovision, que emplea implantes de nanocables que son apenas más grandes que una longitud de onda de luz. Aunque funcionan de manera similar a los fotodiodos de PRIMA, Freeman dice que tienen potencial para ser más sensibles a la luz y podrían ayudar a los futuros pacientes a ver en una escala de grises, no solo en blanco y negro. La tecnología aún se encuentra en ensayos con animales para evaluar su efectividad.
"[Para] todas estas tecnologías, hay limitaciones que son intrínsecas", dice Grace L. Shen, directora del programa de enfermedades de la retina en el Instituto Nacional del Ojo. Aunque no está directamente involucrado en la investigación de prótesis, Shen sirve como oficial de programa para una de las subvenciones que respalda el trabajo de Palanker.
PRIMA aborda algunos de los límites de las soluciones basadas en electrodos como Second Sight. Aunque las imágenes que produce todavía son en blanco y negro, PRIMA promete una resolución más alta sin la necesidad de cables o una antena. Y debido a que los implantes son modulares, se pueden colocar en mosaico para adaptarse a cada paciente individual. "Puedes poner tantos como necesites para cubrir un gran campo visual", dice Palanker.
Prima también es más fácil de implantar. Una sección de la retina se desprende con la inyección de líquido. Luego, una aguja hueca cargada con los paneles solares, esencialmente, se usa para colocar los paneles en el ojo.
Pero como con todas las cirugías oculares, existen riesgos, explica Jacque Duncan, oftalmólogo de la Universidad de California en San Francisco, que no participó en el trabajo. Para la cirugía subretiniana que requiere PRIMA, estos riesgos incluyen desprendimiento de retina, sangrado y cicatrización. También existe la posibilidad de que si el dispositivo no se coloca correctamente, podría dañar la vista residual.
Dicho esto, la opinión de Duncan sobre el nuevo dispositivo es positiva. "Creo que este es un desarrollo emocionante", dice ella. "El enfoque PRIMA tiene mucho potencial para proporcionar una agudeza visual que podría ser comparable o incluso mejor que el dispositivo Second Sight ARGUS II actualmente aprobado".
Como Anthony Andreotolla, un paciente con un implante Argus II, le dijo a CBS a principios de este año, su visión es ciertamente limitada: "Puedo notar la diferencia entre un automóvil, un autobús o una camioneta. No puedo decir qué hace el automóvil es." Pero la perspectiva de nuevos avances está dando a los pacientes, incluido Andreotolla, que sufre de retinitis pigmentosa y perdió la visión cuando cumplió los 30 años, esperanza para el futuro.
PRIMA todavía tiene un largo camino por recorrer antes de estar listo para el mercado. El equipo se ha asociado con Pixium Vision de Francia y juntos están trabajando para la comercialización. Palanker y sus co-inventores poseen dos patentes relacionadas con la tecnología. El siguiente paso son los ensayos en humanos, el primero de los cuales acaba de ser aprobado por la agencia reguladora francesa. Los ensayos comenzarán pequeños, solo cinco pacientes que serán estudiados en el transcurso de 36 meses. "Queremos ver cuáles son los umbrales y los problemas quirúrgicos", dice Palanker.
Estas pruebas servirán como base de prueba para el dispositivo, dice Shen. "Hasta que realmente no lo prueben en humanos, no podríamos estar seguros de cuáles son los beneficios".
La imagen de la derecha muestra una matriz de 1 mm de ancho implantada subretinalmente en un ojo de rata. La imagen SEM muestra una mayor ampliación de la matriz con 70um píxeles colocados en el epitelio pigmentario de la retina en un ojo porcino. La inserción de color a la izquierda muestra un solo píxel en la matriz hexagonal. (Laboratorio Daniel Palanker) En este momento, explica Shen, la claridad visual que imparten los dispositivos no es lo que ella considera "imágenes visuales significativas". Eso solo se puede lograr mediante una mejor comprensión de las vías neuronales. "Si solo tienes un montón de cables, no hace una radio", dice ella. "Debe tener el cableado correcto".
Lo mismo es cierto de la visión; No es un sistema plug-and-play. Al mapear toda la vía neural, solo entonces los investigadores pueden esperar crear imágenes más nítidas utilizando dispositivos protésicos, tal vez incluso imágenes en color.
Palanker está de acuerdo. "El uso adecuado de los circuitos retinianos restantes para generar la producción retiniana lo más cerca posible de la natural debería ayudar a mejorar la visión protésica", escribe en un correo electrónico.
También hay enfermedades de la visión en las que muchas de estas soluciones no funcionan, dice Freeman. La pérdida de visión por glaucoma es un ejemplo. "Las células internas de la retina están muertas, por lo que sea lo que sea que estimules no hay conexiones con el cerebro", dice.
Pero decenas de investigadores de todos los campos están en el caso, empujando los límites de lo que sabemos que es posible: ingenieros, científicos de materiales, biólogos y otros. Aunque puede llevar un tiempo, es probable que aún haya más por venir. Al igual que con nuestros teléfonos celulares y cámaras, dice Shen, los sistemas se han vuelto más rápidos, más eficientes y más pequeños en las últimas dos décadas. "Tengo la esperanza de que todavía no hemos alcanzado nuestro límite", agrega.
La clave en este momento, dice Freeman, es gestionar las expectativas. Por un lado, los investigadores están tratando de no dar a las personas falsas esperanzas. "Por otro lado, no quieres decirle a la gente que esto no tiene remedio", dice. "Lo estamos intentando y creo que eventualmente uno o más de estos enfoques funcionarán".
