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Un paso más hacia la visión artificial
Martes, 24 de Abril de 2007

La visión es el más útil y apreciado de los sentidos humanos. No es para menos, ya que los cientí­ficos calculan que más del 40 por ciento de toda la información que llega al cerebro lo hace a través del sistema visual. La OMS estima que en el mundo hay más de 65 millones de ciegos, y que en los próximos quince años la cifra se puede duplicar.

Durante más de dos milenios de Medicina, la posibilidad de devolver la visión a los ciegos ha sido una utopí­a, pero los avances en Oftalmologí­a, Genética, Ingenierí­a… sugieren desde hace décadas que hay luz al final del túnel en determinados tipos de ceguera.

La degeneración macular, la retinitis pigmentosa, el glaucoma o los traumas oculares son algunas de las principales causas de la ceguera y se deben, todas ellas, a la inutilización del ojo, órgano de la visión, pero estas causas no anulan el resto del sistema visual -nervios, tálamo o corteza cerebral-. En relación a estos casos se investiga desde 1918 la posibilidad de generar mediante impulsos eléctricos externos en la corteza cerebral percepciones subjetivas de luz, denominadas fosfenos, que reemplacen las señales que el ojo transmite al cerebro. Con impulsos eléctricos, al fin y al cabo, trabaja el sistema nervioso.

Reproducir el «mapa visual»

Hasta ahora, dos son los campos abiertos en estas investigaciones: la implantación de electrodos en determinadas zonas de la retina, que reproducen la función neuronal de los conos y los bastones; e implantar electrodos en la corteza cerebral, concretamente, en la región primaria del córtex, la V1, en la que se reproduce el «mapa visual» enviado por la retina. Ambas técnicas han logrado resultados prometedores, pero muy limitados en los dos casos.

Ahora, un equipo de investigadores del Departamento de Neurobiologí­a de la Escuela de Medicina de Harvard, encabezados por John S. Pezaris y R. Clay Reid, ha abierto una tercera ví­a para atacar el problema. Han probado que la estimulación eléctrica del sistema visual puede facilitar mucho el diseño y la aplicación de elementos protésicos para solucionar o mitigar la ceguera si dichos estí­mulos se aplican, mediante electrodos, directamente al centro de proceso de datos de la visión, es decir, al tálamo, y más en concreto a su núcleo geniculado lateral dorsal (NGL), que es la región que recibe las señales de la retina, las procesa y, posteriormente, las remite a la región V1 del córtex cerebral, en la que se reciben y analizan los distintos mensajes de la visión -colores, tamaños, profundidad, movimientos…-.

La investigación, publicada hoy en «PNAS», la revista de la Academia Nacional de Ciencias estadounidense, detalla cuatro razones por las cuales es más eficaz la implantación de electrodos en el núcleo geniculado que en el córtex cerebral.

La primera es que el campo receptor de las neuronas del NGL es simple y similar al de la retina, pero la estimulación neuronal es más sencilla. La segunda, porque presenta una mayor respuesta a las corrientes funcionales, en particular a las enviadas por los sistemas magnocelular y parvocelular de la retina. La tercera, es que una sencilla craneotomí­a permite, por medio de un tubo de diámetro muy pequeño, implantar los electrodos de forma que reproduzcan la mayor parte del campo visual, con especial atención a las neuronas que recogen la información enviada por la fóvea, la parte de la retina que, en los primates, carece de bastones, pero presenta una gran cantidad de conos y es el punto de máxima agudeza visual. Cuarta y más importante razón: el acceso quirúrgico al NGL requiere de muy pocas innovaciones y es una técnica conocida, ya que el núcleo geniculado lateral dorsal es adyacente a las regiones cerebrales que se estimulan en la actualidad con electrodos como terapia contra enfermedades como el párkinson.

Los experimentos desarrollados por Pezaris y Reid se llevaron a cabo sobre dos macacos -macho y hembra- sanos, es decir, sin perturbaciones en su sentido de la visión.Les fueron implantados electrodos de tungsteno en diferentes localizaciones del NGL.Impulsos eléctricos

En el experimento se examinó el impulso eléctrico que llegaba al núcleo geniculado lateral dorsal cuando los monos veí­an sobre una pantalla de ordenador puntos luminosos -inmóviles, en movimiento, de mayor o menor intensidad…-. La información fue recogida en una base de datos o «mapa visual». El siguiente paso en el experimento fue examinar los movimientos de los ojos de los macacos en respuesta a la estimulación eléctrica del tálamo.

Los investigadores comprobaron que los monos, durante la estimulación eléctrica, dirigí­an su mirada hacia los puntos de la pantalla correspondientes a la localización del electrodo en la región del cerebro estimulada, de acuerdo con el «mapa visual» elaborado anteriormente, con más de un 80 por ciento de aciertos. La «exactitud» del método fue comprobada en centenares de localizaciones, con diferentes intensidades y voltajes, con resultados «muy satisfactorios».

Este hecho prueba que el sistema visual del primate, similar al del ser humano, recibió, procesó y reaccionó al estí­mulo eléctrico como si de una señal visual se tratase.

Los investigadores concluyen en su trabajo que el núcleo geniculado lateral dorsal del tálamo (NGL) es el lugar más apropiado para conectar al cerebro un sistema protésico de visión artificial.

Noticia original aparecida en
Diario ABC. Madrid, 24/04/2007


http://www.abc.es/20070424/sociedad-ciencia/paso-hacia-vision-artificial_200704240303.html

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