Un chip ocular de Stanford ayuda a devolver la vista a personas ciegas

Un innovador chip ocular inalámbrico, implantado en la parte posterior del ojo, ha restaurado la visión a personas que padecen una forma avanzada de degeneración macular asociada a la edad. En un estudio clínico liderado por Stanford Medicine y colaboradores internacionales, 27 de los 32 participantes lograron recuperar la habilidad de leer en un año tras recibir el implante.

Gracias a características digitales como el zoom ajustable y el contraste mejorado, algunos participantes alcanzaron una nitidez visual comparable a 20/42. Los hallazgos de este estudio se publicaron el 20 de octubre en el New England Journal of Medicine.

Un Hito en la Restauración de Visión Funcional

El implante, denominado PRIMA y desarrollado en Stanford Medicine, es el primer dispositivo prostético ocular en restaurar una visión útil para individuos con pérdida de visión, normalmente irreversible. Esta tecnología permite a los pacientes reconocer formas y patrones, un nivel de visión conocido como visión de forma.

"Todos los intentos anteriores de proporcionar visión con dispositivos prostéticos resultaron en sensibilidad a la luz, pero no en visión de forma", afirmó Daniel Palanker, PhD, profesor de oftalmología y coautor del estudio. "Somos los primeros en proporcionar visión de forma".

El estudio fue co-liderado por José-Alain Sahel, MD, profesor de oftalmología en la Universidad de Pittsburgh, junto con Frank Holz, MD, de la Universidad de Bonn en Alemania, quien fue el autor principal.

Cómo Funciona el Sistema PRIMA

El sistema consta de dos partes principales: una pequeña cámara ubicada en unas gafas y un chip inalámbrico implantado en la retina. La cámara captura la información visual y la proyecta a través de luz infrarroja hacia el implante, el cual la convierte en señales eléctricas. 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, que implicó numerosos prototipos, pruebas con animales y un ensayo humano inicial. Palanker concibió la idea hace más de veinte años mientras trabajaba con láseres oftálmicos para tratar trastornos oculares. "Me di cuenta de que debíamos usar el hecho de que el ojo es transparente y transmitir información mediante luz", comentó.

"El dispositivo que imaginamos en 2005 ahora funciona sorprendentemente bien con pacientes".

Sustitución de Fotorreceptores Perdidos

Los participantes en el último ensayo padecieron una etapa avanzada de degeneración macular relacionada con la edad, conocida como atrofia geográfica, que destruye progresivamente la visión central. Esta condición 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 deterioran, dejando solo una visión periférica limitada. Sin embargo, muchas de las neuronas retinianas que procesan la información visual permanecen intactas, y PRIMA aprovecha estas estructuras sobrevivientes.

El implante, que mide apenas 2 por 2 milímetros, se coloca en el área de la retina donde se han perdido los 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 hace mediante infrarrojos porque queremos asegurarnos de que sea invisible para los fotorreceptores restantes fuera del implante", indicó Palanker.

Combinando Visión Natural y Artificial

Este diseño permite a los pacientes utilizar tanto su visión periférica natural como la nueva visión prostética central de manera simultánea, mejorando su capacidad para orientarse y moverse.

"El hecho de que vean simultáneamente la visión prostética y la periférica es importante porque pueden fusionarlas y utilizar su visión al máximo", afirmó Palanker.

Dado que el implante es fotovoltaico —funciona únicamente con luz para generar corriente eléctrica—, opera de manera inalámbrica y puede colocarse de forma segura debajo de la retina. Versiones anteriores de dispositivos oculares artificiales requerían fuentes de poder externas y cables que se extendían fuera del ojo.

Leer Nuevamente

El nuevo ensayo incluyó a 38 pacientes mayores de 60 años que padecían atrofia geográfica debido a degeneración macular relacionada con la edad y tenían visión peor a 20/320 en al menos un ojo.

De cuatro a cinco semanas después de la implantación del chip en un ojo, los pacientes comenzaron a utilizar las gafas. Aunque algunos pacientes pudieron identificar patrones de inmediato, la agudeza visual de todos los pacientes mejoró a lo largo de meses de entrenamiento.

"Puede tomar varios meses de entrenamiento alcanzar un rendimiento óptimo, algo similar a lo que requieren los implantes cocleares para dominar la audición prostética", mencionó Palanker.

De los 32 pacientes que completaron el ensayo de un año, 27 pudieron leer y 26 mostraron una mejora clínicamente significativa en agudeza visual, definida como la habilidad de leer al menos dos líneas adicionales en una tabla de visión estándar. En promedio, la agudeza visual de los participantes mejoró en 5 líneas; uno mejoró en 12 líneas.

Los participantes utilizaron la prótesis en sus vidas diarias para leer libros, etiquetas de alimentos y señales del metro. Las gafas les permitieron ajustar el contraste y el brillo, además de magnificar hasta 12 veces. Dos tercios reportaron una satisfacción media a alta con el dispositivo.

Diecinueve participantes experimentaron efectos secundarios, incluyendo hipertensión ocular, desgarros en la retina periférica y hemorragia subretiniana. Ninguno de estos efectos fue mortal, y casi todos se resolvieron en dos meses.

Visiones Futuras

Por ahora, el dispositivo PRIMA solo proporciona visión en blanco y negro, sin tonos intermedios, pero Palanker está desarrollando un software que pronto permitirá el rango completo de tonos de gris.

"El número uno en la lista de deseos de los pacientes es poder leer, pero el número dos, muy cerca, es el reconocimiento facial", comentó. "Y el reconocimiento facial requiere escalas de grises".

También está diseñando chips que ofrecerán una visión de mayor resolución. La resolución está limitada por el tamaño de los píxeles en el chip. Actualmente, los píxeles miden 100 micrones de ancho, con 378 píxeles en cada chip. La nueva versión, ya probada en ratas, podría tener píxeles tan pequeños como 20 micrones, con 10,000 píxeles en cada chip.

Palanker también tiene la intención de probar el dispositivo para otros tipos de ceguera causados por la pérdida de fotorreceptores.

"Esta es la primera versión del chip, y la resolución es relativamente baja", concluyó. "La próxima generación del chip, con píxeles más pequeños, tendrá mejor resolución y se emparejará con gafas de diseño más estilizado".

Un chip con píxeles de 20 micrones podría proporcionar a un paciente visión de 20/80, dijo Palanker. "Pero con un zoom electrónico, podrían acercarse a 20/20".

Investigadores de la Universidad de Bonn, Hôpital Fondation A. de Rothschild en Francia, Moorfields Eye Hospital y University College London, el Hospital Académico de Ludwigshafen, la Universidad de Roma Tor Vergata, el Centro Médico Schleswig-Holstein, Universidad de Lübeck, Hôpital Universitaire de la Croix-Rousse y Université Claude Bernard Lyon 1, la Azienda Ospedaliera San Giovanni Addolorata, el Centre Monticelli Paradis y la Université d'Aix-Marseille, el Hospital Intercomunal de Créteil y Henri Mondor Hospital, Knappschaft Hospital Saar, la Universidad de Nantes, el Hospital Universitario de Tübingen, el Centro Médico de la Universidad de Münster, el Hospital Universitario de Burdeos, Hôpital National des 15-20, el Centro Médico de Erasmus, Universidad de Ulm, Science Corp., Universidad de California en San Francisco, Universidad de Washington, Universidad de Pittsburgh y Sorbonne Université contribuyeron al estudio.

El estudio fue financiado por Science Corp., el National Institute for Health and Care Research, Moorfields Eye Hospital National Health Service Foundation Trust, y el University College London Institute of Ophthalmology.

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