ayuda a mejorar la movilidad
Neuroprótesis visuales a la conquista de la ceguera
Las personas con ceguera o con visión baja residual pueden beneficiarse de las novedosas neuroprótesis que actúan en la corteza cerebral visual.
Enrique Mezquita. Valencia | dmredaccion@diariomedico.com | 08/01/2013 00:00
Los estudios y desarrollos para proporcionar una mayor autonomía a las personas ciegas o con baja visión son especialmente impactantes desde un punto de vista tanto científico como social y humano.
En este contexto se enmarca un proyecto del Instituto de Bioingeniería de la Universidad Miguel Hernández (UMH), de Elche, centrado en diseñar y desarrollar un nuevo sistema basado en múltiples microelectrodos intracorticales para ayudar a personas con ceguera o baja visión residual a mejorar su movilidad e incluso, de una forma más ambiciosa, a percibir el entorno que les rodea y orientarse en él.
El proyecto, denominado Desarrollo de una neuroprótesis visual cortical para discapacidades visuales severas, se fundamenta en los resultados previos obtenidos por el grupo de investigación de la UMH en el contexto de varios proyectos de investigación nacionales y europeos y uno de sus principales objetivos es la elaboración de un nuevo modelo de retina artificial que tenga en cuenta la estructura y funcionalidad de las retinas biológicas.
Creación de fosfenos
Según ha explicado a DM Eduardo Fernández Jover, investigador principal del proyecto, "la estimulación eléctrica de la corteza occipital desencadena la percepción subjetiva de destellos de luz denominados técnicamente fosfenos. El primer trabajo sobre su aparición tras la estimulación eléctrica del córtex visual se debe a Lowënstein y Borchart en 1918, pero fueron los estudios del neurocirujano canadiense Wilder Penfield en la década de l950 los que confirmaron estos hallazgos. Más tarde, Brindley y Lewin, en la Universidad de Cambridge, y el grupo de Dobelle en la de Utah hicieron prolongadas observaciones sobre los fosfenos y los estímulos eléctricos que los desencadenaban, sentando las bases de una neuroprótesis visual a nivel de la corteza visual, que es la aproximación en la que estamos trabajando".
Gracias a estos precedentes y los trabajos previos del propio grupo, "hemos colaborado en el desarrollo de distintos tipos de microelectrodos intracorticales, que pueden ser utilizados tanto para la estimulación como para el registro de neuronas de la capa IV de la corteza cerebral. También hemos contribuido a demostrar que esta tecnología es segura y que sus materiales son, en general, bien tolerados por el tejido nervioso".
Asimismo, Fernández Jover ha explicado que su equipo ha diseñado y desarrollado un nuevo modelo de retina artificial, "inspirado en el funcionamiento de las retinas biológicas, y que tiene la ventaja de que es totalmente reconfigurable y que se adapta a las necesidades específicas de cada paciente".
Tareas básicas
El especialista ha destacado que "el objetivo está relacionado con la posibilidad real de ayudar a personas ciegas o con diferentes discapacidades visuales en tareas tales como la orientación, movilidad, leer caracteres grandes en un ordenador, etc. Para muchas de estas personas no existen tratamientos médicos o dispositivos de ayuda útiles; por tanto, el desarrollo de una neuroprótesis visual basada en microelectrodos intracorticales podría ser de gran ayuda".
No obstante, ha reconocido que "somos conscientes de las dificultades que acarrea trabajar en esta línea y del gran esfuerzo necesario para llegar a sistemas con resultados de éxito similares al menos a los obtenidos con los implantes cocleares. Sin embargo, nuestros resultados previos nos animan a continuar desarrollando un sistema que pueda culminar en una alternativa útil para las personas con deficiencias visuales severas".
Respecto a fechas o plazos temporales para lograr el objetivo, el investigador señala que "es muy difícil darlos, pero en cualquier caso éste no es un concepto nuevo ni presenta retos insolubles, ya que muchos de los problemas a los que nos estamos enfrentando se han resuelto satisfactoriamente en otros contextos, como por ejemplo en el de los implantes cocleares".
Sin embargo, también existen todavía cuestiones relacionadas con la biocompatibilidad, la seguridad y eficacia, e incluso aspectos no tecnológicos (relacionados, por ejemplo, con la aceptación de estos dispositivos por parte de los médicos y los pacientes y la clarificación de quién debe pagar por ellos), que necesitan ser contestados antes de que estas alternativas puedan ser consideradas como una opción terapéutica más.
"En cualquier caso, el actual ritmo de avances, tanto en experimentación animal como en el terreno tecnológico y de fabricación de materiales, permitirá contestar a muchas de estas preguntas, especialmente si se invierten los recursos humanos y materiales necesarios".
Plasticidad cerebral
Los investigadores de la Miguel Hernández también trabajan, en colaboración con la ONCE, en el desarrollo de nuevas tecnologías para estudiar las modificaciones plásticas que tienen lugar en el cerebro de los sujetos ciegos como consecuencia de su adaptación a la pérdida de visión. Estos proyectos se desarrollan a través de la colaboración multidisciplinar de investigadores básicos y clínicos, con amplia experiencia en neurobiología, neurociencias e ingeniería biomédica.
El grupo coordina el proyecto Retina del Centro de Investigación Biomédica en Bioingeniería,
Biomateriales y Nanomedicina, que se centra en nuevas terapias para el tratamiento de las dos enfermedades oculares que representan las principales causas de ceguera intratable en las sociedades occidentales: la degeneración macular y la retinosis pigmentaria.
Con el dispositivo neurológico, el campo visual que se sitúa enfrente de una persona afectada por ceguera o baja visión es codificado por una retina artificial bioinspirada.
Estimulación
Las señales son procesadas externamente y transformadas en impulsos eléctricos que estimulan las neuronas de la corteza occipital.
Sin cables
La transmisión de señales entre el sistema de procesamiento de señales y los electrodos intracorticales se lleva a cabo
de forma inalámbrica, sin molestias.
El objetivo
La retina artificial busca mejorar la orientación, la movilidad, la lectura de grandes caracteres en los ordenadores de los enfermos.
Los flecos
Seguridad, eficacia y biocompatibilidad y aceptación del dispositivo necesitan aún respuestas.
El proyecto, denominado Desarrollo de una neuroprótesis visual cortical para discapacidades visuales severas, se fundamenta en los resultados previos obtenidos por el grupo de investigación de la UMH en el contexto de varios proyectos de investigación nacionales y europeos y uno de sus principales objetivos es la elaboración de un nuevo modelo de retina artificial que tenga en cuenta la estructura y funcionalidad de las retinas biológicas.
Creación de fosfenos
Según ha explicado a DM Eduardo Fernández Jover, investigador principal del proyecto, "la estimulación eléctrica de la corteza occipital desencadena la percepción subjetiva de destellos de luz denominados técnicamente fosfenos. El primer trabajo sobre su aparición tras la estimulación eléctrica del córtex visual se debe a Lowënstein y Borchart en 1918, pero fueron los estudios del neurocirujano canadiense Wilder Penfield en la década de l950 los que confirmaron estos hallazgos. Más tarde, Brindley y Lewin, en la Universidad de Cambridge, y el grupo de Dobelle en la de Utah hicieron prolongadas observaciones sobre los fosfenos y los estímulos eléctricos que los desencadenaban, sentando las bases de una neuroprótesis visual a nivel de la corteza visual, que es la aproximación en la que estamos trabajando".
Gracias a estos precedentes y los trabajos previos del propio grupo, "hemos colaborado en el desarrollo de distintos tipos de microelectrodos intracorticales, que pueden ser utilizados tanto para la estimulación como para el registro de neuronas de la capa IV de la corteza cerebral. También hemos contribuido a demostrar que esta tecnología es segura y que sus materiales son, en general, bien tolerados por el tejido nervioso".
Asimismo, Fernández Jover ha explicado que su equipo ha diseñado y desarrollado un nuevo modelo de retina artificial, "inspirado en el funcionamiento de las retinas biológicas, y que tiene la ventaja de que es totalmente reconfigurable y que se adapta a las necesidades específicas de cada paciente".
Tareas básicas
El especialista ha destacado que "el objetivo está relacionado con la posibilidad real de ayudar a personas ciegas o con diferentes discapacidades visuales en tareas tales como la orientación, movilidad, leer caracteres grandes en un ordenador, etc. Para muchas de estas personas no existen tratamientos médicos o dispositivos de ayuda útiles; por tanto, el desarrollo de una neuroprótesis visual basada en microelectrodos intracorticales podría ser de gran ayuda".
No obstante, ha reconocido que "somos conscientes de las dificultades que acarrea trabajar en esta línea y del gran esfuerzo necesario para llegar a sistemas con resultados de éxito similares al menos a los obtenidos con los implantes cocleares. Sin embargo, nuestros resultados previos nos animan a continuar desarrollando un sistema que pueda culminar en una alternativa útil para las personas con deficiencias visuales severas".
Respecto a fechas o plazos temporales para lograr el objetivo, el investigador señala que "es muy difícil darlos, pero en cualquier caso éste no es un concepto nuevo ni presenta retos insolubles, ya que muchos de los problemas a los que nos estamos enfrentando se han resuelto satisfactoriamente en otros contextos, como por ejemplo en el de los implantes cocleares".
Sin embargo, también existen todavía cuestiones relacionadas con la biocompatibilidad, la seguridad y eficacia, e incluso aspectos no tecnológicos (relacionados, por ejemplo, con la aceptación de estos dispositivos por parte de los médicos y los pacientes y la clarificación de quién debe pagar por ellos), que necesitan ser contestados antes de que estas alternativas puedan ser consideradas como una opción terapéutica más.
"En cualquier caso, el actual ritmo de avances, tanto en experimentación animal como en el terreno tecnológico y de fabricación de materiales, permitirá contestar a muchas de estas preguntas, especialmente si se invierten los recursos humanos y materiales necesarios".
Plasticidad cerebral
Los investigadores de la Miguel Hernández también trabajan, en colaboración con la ONCE, en el desarrollo de nuevas tecnologías para estudiar las modificaciones plásticas que tienen lugar en el cerebro de los sujetos ciegos como consecuencia de su adaptación a la pérdida de visión. Estos proyectos se desarrollan a través de la colaboración multidisciplinar de investigadores básicos y clínicos, con amplia experiencia en neurobiología, neurociencias e ingeniería biomédica.
El grupo coordina el proyecto Retina del Centro de Investigación Biomédica en Bioingeniería,
Biomateriales y Nanomedicina, que se centra en nuevas terapias para el tratamiento de las dos enfermedades oculares que representan las principales causas de ceguera intratable en las sociedades occidentales: la degeneración macular y la retinosis pigmentaria.
Los ensayos en neurología y tecnología adaptan dispositivos que mejoran la baja visión
FuncionamientoCon el dispositivo neurológico, el campo visual que se sitúa enfrente de una persona afectada por ceguera o baja visión es codificado por una retina artificial bioinspirada.
Estimulación
Las señales son procesadas externamente y transformadas en impulsos eléctricos que estimulan las neuronas de la corteza occipital.
Sin cables
La transmisión de señales entre el sistema de procesamiento de señales y los electrodos intracorticales se lleva a cabo
de forma inalámbrica, sin molestias.
El objetivo
La retina artificial busca mejorar la orientación, la movilidad, la lectura de grandes caracteres en los ordenadores de los enfermos.
Los flecos
Seguridad, eficacia y biocompatibilidad y aceptación del dispositivo necesitan aún respuestas.
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