Un pequeño chip inalámbrico colocado detrás del ojo, combinado con un par de gafas inteligentes avanzadas, ha restaurado parcialmente la visión en personas que padecen una forma avanzada de degeneración macular relacionada con la edad. En un estudio clínico dirigido por Stanford Medicine y colaboradores internacionales, 27 de 32 participantes recuperaron la capacidad de leer al año de recibir el implante.
Con funciones digitales como zoom ajustable y contraste mejorado, algunos participantes lograron una agudeza visual comparable a la visión 20/42.
Los resultados del estudio fueron publicados el 20 de octubre. Revista de medicina de Nueva Inglaterra.
Un hito en la recuperación de la visión funcional
El implante, llamado PRIMA y desarrollado en Stanford Medicine, es el primer dispositivo ocular artificial que restaura la visión utilizable a personas con una pérdida de visión que de otro modo sería intratable. La tecnología permite a los pacientes reconocer formas y patrones, un nivel de visión conocido como visión de formas.
“Todos los intentos anteriores de proporcionar visión con dispositivos artificiales dieron como resultado principalmente fotosensibilidad, no visión verdadera”, dijo Daniel Palanker, PhD, profesor de oftalmología y autor principal del artículo. “Somos los primeros en ofrecer el concepto”.
El estudio fue codirigido por el Dr. José-Alain Sahel, profesor de oftalmología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh, con el Dr. Frank Holz, de la Universidad de Bonn en Alemania, como autor principal.
Cómo funciona el sistema PRIMA
El sistema consta de dos partes principales: una pequeña cámara acoplada a unas gafas y un chip inalámbrico implantado en la retina. La cámara captura información visual y la proyecta al implante mediante luz infrarroja, que la convierte en una señal eléctrica. Estas señales reemplazan a los fotorreceptores dañados que normalmente detectan la luz y envían datos visuales al cerebro.
El proyecto PRIMA representa décadas de esfuerzo científico, incluidos numerosos prototipos, experimentos con animales y los primeros ensayos en humanos.
A Palanka se le ocurrió la idea por primera vez hace dos décadas mientras trabajaba con láseres oftálmicos para tratar enfermedades oculares. “Me di cuenta de que deberíamos aprovechar el hecho de que el ojo es transparente y transmitir información a través de la luz”, dijo.
“El dispositivo que imaginamos en 2005 ahora funciona notablemente bien en los pacientes”.
Reemplazo de fotorreceptores perdidos
Los participantes en el último ensayo tenían una etapa avanzada de degeneración macular relacionada con la edad conocida como atrofia geográfica, que destruye progresivamente la visión central. La enfermedad afecta a más de 5 millones de personas en todo el mundo y es la principal causa de ceguera irreversible en adultos mayores.
En la degeneración macular, las células fotorreceptoras sensibles a la luz en la retina central se degeneran, dejando sólo una visión periférica limitada. Sin embargo, muchas neuronas de la retina que procesan información visual permanecen intactas y PRIMA aprovecha estas estructuras supervivientes.
El implante, que mide apenas 2 por 2 milímetros, se coloca en zonas de la retina donde se han perdido fotorreceptores. A diferencia de los fotorreceptores naturales que responden a la luz visible, el chip detecta la luz infrarroja emitida por las gafas.
“La proyección se realiza mediante infrarrojos porque queremos asegurarnos de que sea invisible para los fotorreceptores que quedan fuera del implante”, dijo Palankar.
Combinando visión natural y artificial
Este diseño permite a los pacientes utilizar simultáneamente tanto su visión periférica natural como la nueva visión central artificial, mejorando su capacidad para orientarse y moverse.
“Es importante que vean visión artificial y periférica al mismo tiempo porque pueden integrar y utilizar la visión más plenamente”, afirmó Palankar.
Debido a que el implante es fotovoltaico (depende únicamente de la luz para generar corriente eléctrica), funciona de forma inalámbrica y puede colocarse de forma segura debajo de la retina. Las versiones anteriores de dispositivos oculares artificiales requerían una fuente de alimentación externa y cables que se extendieran más allá del ojo.
leer de nuevo
El nuevo ensayo incluyó a 38 pacientes mayores de 60 años que tenían atrofia geográfica debido a la degeneración macular relacionada con la edad y tenían una agudeza visual inferior a 20/320 en al menos un ojo.
De cuatro a cinco semanas después de que se implanta el chip en un ojo, los pacientes comienzan a usar anteojos. Aunque algunos pacientes pudieron distinguir el patrón inmediatamente, la agudeza visual mejoró en todos los pacientes después de unos meses de entrenamiento.
“Puede llevar meses de entrenamiento alcanzar el máximo rendimiento, similar a lo que se necesita para dominar la audición artificial del implante coclear”, afirmó Palankar.
De los 32 pacientes que completaron el ensayo de un año, 27 sabían leer y 26 demostraron una mejora clínicamente significativa en la agudeza visual, definida como la capacidad de leer al menos dos líneas adicionales en una tabla optométrica estándar. En promedio, la agudeza visual de los participantes mejoró en 5 líneas; Mejorado por una línea 12.
Los participantes utilizan prótesis para leer libros, etiquetas de alimentos y señales de metro en su vida diaria. Las gafas les permiten ajustar el contraste y el brillo y ampliar hasta 12 veces. Dos tercios informaron de una satisfacción de usuario moderada a alta con el dispositivo.
Diecinueve participantes experimentaron efectos secundarios, incluida hipertensión ocular (presión alta en el ojo), desgarros en la retina periférica y hemorragia subretiniana (acumulación de sangre debajo de la retina). Ninguno puso en peligro la vida y casi todos se resolvieron en dos meses.
Visión de futuro
Por ahora, el dispositivo PRIMA ofrece sólo visión en blanco y negro, sin sombras, pero Palankar está desarrollando un software que pronto permitirá la gama completa de escala de grises.
“El número uno en la lista de preferencias de los pacientes es la lectura, pero el número dos, muy cerca, es el reconocimiento facial”, dijo. “Y el reconocimiento facial requiere escala de grises”.
Está diseñando chips que ofrecerán una visión de mayor resolución. La resolución está limitada por el tamaño de los píxeles del chip. Actualmente, los píxeles tienen 100 micras de ancho, con 378 píxeles en cada chip. La nueva versión, ya probada en ratones, puede tener píxeles de 20 micras de ancho con 10.000 píxeles en cada chip.
Palankar quiere probar el dispositivo para detectar otros tipos de ceguera causada por la falta de fotorreceptores.
“Esta es la primera versión del chip y la resolución es relativamente baja”, dijo. “Los chips de próxima generación con píxeles más pequeños tendrán mejor resolución y se combinarán con especificaciones más elegantes”.
Un chip con píxeles de 20 micrones puede brindarle al paciente una visión 20/80, dijo Palankar. “Pero con el zoom electrónico, pueden acercarse al 20/20”.
Investigadores de la Universidad de Bonn en Alemania; Hôpital Fondation A. de Rothschild, Francia; Moorfields Eye Hospital y University College London; Hospital Universitario Académico de Ludwigshafen; Universidad de Roma Tor Vergata; Centro Médico Schleswig-Holstein, Universidad de Lübeck; L’Hôpital Universitaire de la Croix-Rousse y Université Claude Bernard Lyon 1; Azienda Ospedaliera San Giovanni Addolorata; Centre Monticelli Paradis y L’Université d’Aix-Marseile; el Hospital Intercomunal de Cretil y el Hospital Henry Mondor; Hospital Knapshaft Sar; Universidad de Nantes; Hospital Oftalmológico Universitario de Tubinga; Centro Médico de la Universidad de Münster; Hospital Universitario de Burdeos; Hospital Nacional de 15-20; Centro Médico de la Universidad Erasmus; Universidad de Ulm; Corporación Científica; Universidad de California, San Francisco; Universidad de Washington; Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh; y la Sorbonne Université contribuyeron a la investigación.
La investigación fue apoyada por fondos de Science Corporation, el Instituto Nacional de Investigación sobre Salud y Atención, Moorfields Eye Hospital National Health Service Foundation Trust y el Instituto de Oftalmología del University College London.
