Un implante cerebral permite a personas ciegas percepción de formas y letras. Se trata de un nuevo implante cerebral basado en microelectrodos intracorticales.
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Un implante cerebral permite a personas ciegas percepción de formas y letras
Un estudio de la Universidad Miguel Hernández (UMH) demuestra que la implantación en el cerebro humano de este micro dispositivo se realiza de forma segura.
Y que la estimulación directa de la corteza cerebral produce percepciones visuales con resolución más alta de lo que se había conseguido.
Neuroingeniería Biomédica de la UMH
El grupo de Neuroingeniería Biomédica de la UMH, dirigido por el catedrático de Biología Celular Eduardo Fernández Jover, publica los resultados del experimento en la revista Journal of Clinical Investigation.
En diciembre de 2020, este mismo equipo de investigadores consiguió realizar con éxito y por primera vez un experimento parecido al estimular la corteza visual de primates.
En aquel caso, se utilizó un implante de más de mil electrodos que permitió a los animales percibir formas, movimiento y letras. Sin embargo, los animales no eran ciegos.
Micro electrodos en el cerebro de una persona ciega
“Este trabajo va un poco más allá. Hemos implantado [los micro electrodos] en el cerebro de una persona completamente ciega durante más de 16 años”, declara el catedrático de la UMH y miembro del Centro de Investigación Biomédica en Red para la Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina.
La persona voluntaria, una mujer de 57 años de edad, ha sido capaz de percibir letras e identificar la silueta de algunos objetos.
Estudio pionero
Esta es la primera vez que se realiza un implante cerebral de este tipo en una persona ciega.
Como explica el profesor Eduardo Fernández, los resultados son muy alentadores para el desarrollo de una neuroprótesis visual que pueda ayudar a personas ciegas o con baja visión residual a mejorar su movilidad.
E incluso de una forma más ambiciosa a percibir el entorno que las rodea y orientarse en él.
Resultados prometedores y mucho por investigar
No obstante, el investigador de la UMH añade que, aunque los resultados de este y otros trabajos son muy prometedores, todavía hay muchos problemas por resolver.
Por lo tanto, es muy importante avanzar poco a poco y no crear falsas expectativas, ya que de momento se trata solo de una investigación en curso.
Durante seis meses, los investigadores realizaron distintos experimentos. La persona voluntaria tenía que intentar reconocer letras, la posición de los estímulos, la forma de distintos objetos.
Estos se repitieron varias veces para observar el aprendizaje de la corteza visual de la persona y observar posibles cambios.
100 micro electrodos para estimular el cerebro
El dispositivo implantado se trata de una pequeña matriz tridimensional de 100 micro electrodos para comunicarse con las células cerebrales de forma bidireccional. Permite tanto el registro de señales eléctricas como la estimulación del cerebro.
Se trata de un dispositivo muy pequeño, de tan solo 4 milímetros de lado, con electrodos de 1,5 milímetros de longitud. Una de las conclusiones es que no afecta a la función de la corteza cerebral ni a la de las neuronas próximas al implante.
Implantación segura de electrodos
El investigador de la UMH explica que los resultados demuestran que la implantación y explantación de este tipo de micro dispositivos puede realizarse de forma segura en humanos.
Y que la estimulación eléctrica de estos electrodos, dentro de la corteza cerebral, es capaz de inducir de forma segura y estable percepciones visuales con una resolución mucho más alta de lo que se había conseguido.
Además, añade Fernández Jover, “la cantidad de corriente eléctrica necesaria para inducir percepciones visuales con este tipo de microelectrodos es mucho menor que la que se necesita con electrodos situados en la superficie del cerebro, lo que se traduce en una mayor seguridad”.
Retina artificial
El sistema completo de estimulación incluye una retina artificial que emula el funcionamiento del sistema de visión humana, situada dentro de unas gafas convencionales.
La retina artificial capta el campo visual situado enfrente de la persona y lo transforma en trenes de impulsos eléctricos optimizados para estimular las neuronas de la corteza visual a través de estos pequeños micro electrodos.
Percepción de formas y letras con precisión
“Gracias a ello, la persona implantada ha sido capaz de reconocer diversos patrones complejos de estimulación y percibir con precisión formas y letras”, explica el profesor de la UMH.
Además, se produce un proceso de aprendizaje con el tiempo, de manera que con el entrenamiento adecuado cada vez es más fácil reconocer distintos patrones.
Para ayudarla en el proceso de aprendizaje, los investigadores crearon varios videojuegos, como una variación del clásico Pac-Man (“Comecocos”) o un juego basado en la popular serie de televisión Los Simpson.
Neuroprótesis visuales cerebrales
En el contexto de esta investigación, el profesor Fernández Jover apunta que el desarrollo de neuroprótesis visuales cerebrales es una necesidad para el futuro. Para muchas personas ciegas no existen tratamientos o dispositivos de ayuda útiles.
Por ejemplo, los pacientes con enfermedades degenerativas de la retina muy avanzada, con glaucoma severo o con patologías que afecten a los nervios ópticos. Estas personas no pueden beneficiarse de las modernas prótesis de retina que se están desarrollando en algunos centros.
En estos casos es necesario enviar información del entorno directamente a la parte del cerebro que procesa visión. Los resultados preliminares indican que es posible y que después de muchos años de ceguera completa, el cerebro humano es capaz de procesar información visual.
Reproducir imágenes visuales más complejas
Actualmente, el equipo investigador está reclutando nuevos voluntarios ciegos para participar en estos experimentos. En próximos estudios, esperan utilizar un sistema codificador de imágenes más sofisticado, capaz de estimular más electrodos simultáneamente para reproducir imágenes visuales más complejas.
En los experimentos han colaborado la Cátedra de Investigación en Retinosis Pigmentaria Bidons Egara de la UMH, el Grupo IMED Hospitales, el Centro CIBER de Investigación en Bioingeiería, Biomateriales y Nanomedicina, el Netherlands Institute for Neuroscience (Países Bajos) y el John A. Moran Eye Center la Universidad de Utah (EE.UU.).
El estudio ha sido financiado por el Programa Prometeo para Grupos de Investigación de excelencia de la Generalitat Valenciana, por el Instituto de Salud Carlos III, por el Ministerio de Ciencia e Innovación y por la Comisión Europea, dentro del programa H2020.
