Cómo funciona la visión artificial, ¡Y cómo podría cambiar el futuro!

Incluso si usas lentes, tu visión es  suficientemente buena para reconocer las letras de esta página. Mientras lees esta oración, lo más seguro es que estrés inconsciente de los miles de pedazos de información visual que tus ojos están captando cada segundo.  Solamente en la retina, se encuentran millones de células en  funcionamiento ahora mismo actuando como fotorreceptores que reaccionan a la luz, similar a cómo funcionan las cámaras al capturar  imágenes.

La retina es una capa fina de tejido neural. Algunas de estas células actúan para recibir luz, mientras que otras interpretan la información y envían mensajes al cerebro a través del nervio óptico. Este es parte del proceso que te permite ver. En retinas disfuncionales o dañadas, los fotorreceptores dejan de funcionar, causando la ceguera.

Hasta ahora, aquellos que han perdido su visión por problemas en la retina, han tenido poca esperanza para recuperarla. Pero avances tecnológicos podrían pronto devolver el placer de ver. Muchos grupos de científicos ya han desarrollado micro chips de silicona que pueden crear visión artificial. En este artículo examinaremos cómo funciona tu retina y porqué la ceguera causada por problemas en la retina ya no significan la pérdida de visión.

Cómo funciona tu retina

El ojo es uno de los órganos más sorprendentes del cuerpo. Para entender como la visión artificial es creada, es importante saber el importante rol que juega la retina en cómo ves. Aquí está una simple explicación de lo que ocurre cuando ves un objeto:

• La luz dispersa del objeto entra a través de la córnea.
• La luz es proyectada sobre la retina.
• La retina envía mensajes al cerebro a través del nervio óptico.
• El cerebro interpreta lo que es el objeto.

La retina es compleja. Esta membrana delgada es parte vital de tu habilidad para ver. Su principal función en recibir y transmitir imágenes al cerebro. Estos son los tres tipos principales de células en el ojo que ayudan a realizar esta función.

• Bastones
• Conos
• Células ganglionares

Existen aproximadamente 125 millones de bastones y conos dentro de la retina que actúan como los fotorreceptores del ojo. Los bastones son los más numerosos de los fotorreceptores y son capaces de funcionar en poca luz (pueden detectar un solo fotón) y pueden crear imágenes en blanco y negro sin mucha luz. Cuando hay suficiente luz disponible, los conos nos dan la habilidad de ver color y detallar los objetos. Los conos son los responsables de permitirte leer este artículo, porque nos permiten ver a alta resolución.

La información recibida por los bastones y los conos es luego transmitida a cerca de 1 millón de células ganglionares en la retina. Estas interpretan los mensajes de los bastones y de los conos y envían la información al cerebro a través del nervio óptico.

Existen varias enfermedades de retina que atacan estas células, el cual puede resultar en ceguera. La más notable de estas enfermedades son la retinitis pigmentaria  y la degeneración macular asociada con la edad. Estas dos enfermedades atacan la retina, causando la pérdida de la visión periférica o ceguera total. Sin embargo, se ha encontrado que ninguna de estas enfermedades afecta las células ganglionares o el nervio óptico. Esto significa que si los científicos pueden desarrollar conos y bastones artificiales, la información aún podría enviarse al cerebro para su interpretación.

Creando visión  artificial

El camino actual que los científicos están tomando para crear visión artificial recibió una sacudida en 1988, cuando el Dr. Mark Humayun demostró que una persona ciega podría ver luz al estimular el nervio del ganglio detrás de la retina con una corriente eléctrica. Esta prueba demostró que los nervios detrás de la retina aún funcionaron incluso cuando la retina se había degenerado. Basándose en esta información, los científicos se han dispuesto a crear un dispositivo que pueda traducir imágenes y pulsos eléctricos que puedan restaurar la visión.

Hoy en día, dicho dispositivo está muy cerca de estar disponible para millones de personas que han perdido su visión por enfermedad en la retina. La retina artificial de silicona (ASR), desarrollada por OptoBionics, mejoró la visión en 10 sujetos por un periodo de dos años. Sin embargo, para finales del 2007, la compañía se declaró en banca rota, y está esperando un comprador que permita continuar las pruebas.

Como puedes ver en esta imagen, el ASR es un dispositivo extremadamente pequeño. Tiene un diámetro de solo 2 mm y es más delgado que un cabello humano. Su tamaño microscópico tiene una muy buena razón. Para que una retina artificial funcione tiene que ser lo  suficientemente pequeña para que los doctores puedan trasplantarlo en el ojo sin dañar otras estructuras dentro del ojo.

El desarrollo más significante en retina artificial ha sido la creación del Proyecto de Retina Artificial por el  Departamento de Energía, el cual está liderado por Mark Humuyan. Este proyecto es un grupo de compañías públicas y privadas, universidades y laboratorios de investigación que han unido esfuerzos para perfeccionar un dispositivo de tamaño nano. Desde el 2002, seis voluntarios ciegos han probado el dispositivo, el cual los ha ayudado con éxito a percibir luz y oscuridad y objetos grandes. El proyecto además tiene dos dispositivos más en prueba.

Cómo funciona la retina artificial de silicona

La ASR contiene cerca de 3.500 células solares microscópicas que son capaces de convertir la luz en pulsos eléctricos, simulando la función de los conos y bastones. Para implantar este dispositivo dentro del ojo, los cirujanos hacen tres incisiones diminutas en la parte blanca del ojo. A través de estas incisiones, los cirujanos introducen un dispositivo miniatura de corte que remueve el gel en el medio del ojo y lo reemplaza con salina. Luego, una abertura precisa se crea en la retina a través del cual ellos inyectan fluido para levantar una porción de la retina, el cual crea un bolsillo pequeño en el espacio subretinal para que entre el  dispositivo. Luego se sella la retina sobre el ASR.

Para que un micro chip funcione necesita energía, y lo sorprendente del ASR es que recibe toda la energía que necesita desde la luz que entra en el ojo. Como aprendiste antes, la luz que entra en el ojo es direccionada a la retina. Esto significa que con el implante de ASR colocado detrás de la retina, este recibe toda la luz que entra en el ojo. Esta energía solar elimina la necesidad de cables, baterías u otros dispositivos secundarios para suministrar energía.

Otro micro chip que podría restaurar la visión parcial está actualmente en desarrollo por un equipo de investigadores de la Universidad Johns Hopkins, Universidad del Estado de Carolina del Norte y la Universidad del Norte de Carolina – Chape Hill, llamado el chip de componente de retina artificial (ARCC) el cual es muy similar al ASR. Ambos están hechos de silicona y ambos obtienen su energía del sol. Sin embargo, existen diferencias significantes entre los dos.

A diferencia del ASR el cual está colocado entre capas del tejido de la retina, el ARCC está colocado por encima de la retina. Ya que es tan delgado, la luz que entra en el ojo pasa a través del dispositivo para activar los fotosensores por detrás del chip. Sin embargo, esta luz no es la fuente de energía del ARCC. Un dispositivo secundario adjunto a un par de lentes direcciona un láser a las células solares del chip para proveer energía. El láser tendría que funcionar con baterías.

[no_toc]De acuerdo a los investigadores, el ARCC les dará a los pacientes la habilidad de ver imágenes de 10 por 10 píxeles, lo que es el tamaño de una sola letra en esta página. Sin embargo, los investigadores han dicho que eventualmente podrían desarrollar una versión del chip que permita ver 250 por 250 píxeles, lo que le podría permitir a los ciegos leer un periódico.