El uso de micro paneles solares,
como células colocadas quirúrgicamente debajo de la retina, los científicos de
la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford han desarrollado un
sistema que algún día podría devolver la vista a personas que han perdido la
visión debido a ciertos tipos de enfermedades degenerativas del ojo.
Este dispositivo - un nuevo tipo
de prótesis de retina - consiste en un par de anteojos especialmente diseñados,
los cuales están equipados con una cámara en miniatura y un PC de bolsillo que
está diseñado para procesar el flujo de datos visuales. Las imágenes
resultantes se muestran en una micropantalla de cristal líquido integrado en
las gafas, similar a lo que se utiliza en gafas de vídeo para juegos. A
diferencia de las gafas de vídeo normal, sin embargo, las imágenes se
transmiten desde la pantalla LCD utilizando pulsos de láser de luz cercana al
infrarrojo para un chip de silicio fotovoltaico - un tercio tan delgado como
una hebra de cabello - implantado debajo de la retina.
Las corrientes eléctricas de los
fotodiodos en el chip entonces accionan las señales en la retina, que luego
fluyen al cerebro, permitiendo a un paciente recuperar la visión.
Este sistema, funciona como los
paneles solares en el techo de una casa, convirtiendo la luz en corriente
eléctrica, señalo Daniel Palanker, PhD, profesor asociado de oftalmología y uno
de los autores principales del estudio. Pero en vez de la corriente generada
fluya, por ejemplo, para alimentar de energía a su TV u otro equipo, este flujo
de energía va a desembocar en la retina.
El prof. Palanker también es
miembro del Laboratorio de Física Experimental Hansen de Stanford y del
programa de investigación interdisciplinario de Stanford, Bio-X. El autor del
estudio otros altos es Alexander Sher, PhD, del Instituto de Santa Cruz de
Física de Partículas de la UC Santa Cruz, sus co-primeros autores son Keith Mathieson,
PhD, un profesor visitante en el laboratorio de Palanker, y James Loudin, PhD,
un post-doctorado erudito. Palanker y Loudin conjunto concebido y diseñado el
sistema de prótesis y los paneles fotovoltaicos.
Por otro lado, actualmente
existen varias otras prótesis de retina que se están desarrollando, y al menos
dos de ellos están en ensayos clínicos. Por ejemplo, un dispositivo fabricado
por la compañía de la visión de Los Angeles, fue aprobado en abril para su uso
en Europa, y el otro fabricante de prótesis, una empresa alemana llamada Retina
Implant AG, anunció los resultados de su ensayo clínico en Europa.
A diferencia de estos otros
dispositivos - que requieren bobinas, cables o antenas en el interior del ojo
para entregar el poder y la información sobre el implante de retina - el
dispositivo de Stanford utiliza la luz infrarroja cercana para transmitir
imágenes, evitando así la necesidad de alambres y cables, y hacer el
dispositivo delgado y fácilmente implantable.
Los implantes actuales son muy
voluminosos, y la cirugía para colocar el cableado intraocular para la
recepción, el procesamiento y el poder es difícil, precisa el prof. Palanker.
El dispositivo desarrollado por su equipo, señaló, no tiene prácticamente todo
el hardware incorporado externamente en las gafas. "El cirujano sólo tiene
que crear un pequeño espacio debajo de la retina y luego deslizar las células
fotovoltaicas en su interior." Es más, uno puede embaldosar estas células
fotovoltaicas en grandes cantidades dentro del ojo para proporcionar un campo
de visión más amplio que los otros sistemas puede ofrecer, agregó.
La Universidad de Stanford posee
patentes sobre dos tecnologías utilizadas en el sistema, y Palanker y sus
colegas recibiría regalías de la concesión de licencias de estas patentes.
La propuesta de la prótesis está
destinada a ayudar a las personas que sufren de enfermedades degenerativas de
retina, como la degeneración macular relacionada con la edad y retinitis
pigmentosa. El primero es la primera causa de pérdida de visión en América del
Norte, y la segunda causa un estimado de 1,5 millones de personas en todo el
mundo a perder de vista, de acuerdo con el grupo sin fines de lucro Fighting
Blindness Foundation. En estas enfermedades, las células fotorreceptoras de la
retina lentamente van degenerando, en última instancia conduce a la ceguera.
Sin embargo, las neuronas de la retina interna que normalmente transmiten las
señales de los fotorreceptores en el cerebro estan en gran parte intactas. La prótesis
de retina se basan en la idea de que hay otras maneras de estimular las
neuronas.
El dispositivo de Stanford,
utiliza luz del infrarrojo cercano, que tiene mayor longitud de onda que la luz
visible normal. Es necesario el uso de este enfoque, porque la gente, cegada
por enfermedades degenerativas de retina todavía tiene células fotorreceptoras,
que siguen siendo sensibles a la luz visible. Para que esto funcione, tenemos
que entregar mas luz de lo que la visión normal requiere, precisa el prof.
Palanker; por otro lado, si usamos la luz visible, sería dolorosamente
brillante. Cerca de la luz infrarroja no es visible a simple vista, aunque es
"visible" para los diodos que se implantan como parte de este sistema
de prótesis.
El prof. Palanker lo explica comparando
el ojo humano con la cámara, en el que la retina es la película o el chip
digital, y cada fotorreceptor es un píxel. En este modelo se reemplazan los
fotorreceptores con diodos fotosensibles. Cada píxel es como una célula solar muy
pequeña, le enviaremos la luz, entonces vera el día y la corriente estimula las
neuronas en la capa nuclear interna de la retina. Esto, a su vez, debe tener un
efecto en cascada, la activación de las células ganglionares en la capa externa
de la retina, que envía la información visual al cerebro que nos permiten ver.
Para este estudio, Palanker y su
equipo fabricó un chip del tamaño de una punta de un lápiz que contiene cientos
de estos diodos sensibles a la luz. Para probar cómo estos chips respondieron,
los investigadores utilizaron las retinas de ambos ratones normales y ratones
ciegos que sirven como modelos de la enfermedad degenerativa de la retina. Los
científicos colocaron un arreglo de fotodiodos por debajo de la retina y se
coloca un conjunto de electrodos múltiples por encima de la capa de células
ganglionares para medir su actividad. Los científicos entonces envían pulsos de
luz, visible e infrarrojo cercano, para producir la corriente eléctrica en los
fotodiodos y se midió la respuesta en la capa exterior de las retinas.
En las ratas normales, los
ganglios fueron estimulados, como se esperaba, por la luz visible normal, sino
que también presenta una respuesta similar a la luz del infrarrojo cercano: Esa
es la confirmación de que los diodos disparo la actividad neuronal.
En las retinas degeneradas de
ratas, a la luz normal, provocó una respuesta pequeña, pero la luz cercana al infrarrojo
motivo fuertes picos en la actividad más o menos similares a lo que ocurrió en
las retinas de ratas normales. Ellos no responden a la luz normal, pero lo
hicieron hasta el infrarrojo. De esta manera la visión se restaura con nuestro
sistema. Señaló que las retinas dañadas de las ratas se requiere una mayor
cantidad de luz del infrarrojo cercano para alcanzar el mismo nivel de
actividad como las retinas de ratas normales.
Si bien existía la preocupación
de que la exposición a tales dosis de luz infrarroja cercana puede causar que
el tejido se calienta, el estudio encontró que la radiación era todavía una
centésima del límite de seguridad establecido ocular.
Después de completar el estudio,
Palanker y sus colegas han implantado los fotodiodos en los ojos de las ratas,
los cuales están en plena observación, midiendo su efectos y resultados en los
últimos seis meses. Los datos preliminares indican que las señales visuales
lleguen al cerebro en condiciones normales en las ratas ciegas, aunque el
estudio está todavía en curso.
Si bien este y otros dispositivos
podrían ayudar a la gente a recuperar parte de su visión, las tecnologías
actuales no permiten que la gente vea el color y la visión resultante está
lejos de ser normal.
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