No mundo todo, milhões de pessoas correm o risco de perder a visão por causa de doenças degenerativas dos olhos. Uma delas, a retinite pigmentosa, afeta 1 em 4.000 pessoas. Hoje temos tecnologia capaz de devolver visão parcial às pessoas com essa síndrome, graças a implantes como o Argus II.

Primeira prótese de retina do mundo, ele reproduz algumas funções desta parte do olho essencial à visão, permitindo que os usuários percebam movimentos e formas. Mas isso é apenas o começo. Pesquisadores continuam buscando melhorias na tecnologia, com um objetivo ambicioso em mente.

publicidade

“Nosso objetivo agora é desenvolver sistemas que realmente imitem a complexidade da retina”, disse Gianluca Lazzi, professor reitor de oftalmologia e engenharia elétrica da Escola de Medicina Keck e da Escola de Engenharia Viterbi, ambas na Universidade do Sul da Califórnia (USC).

Leia mais:

Lazzi e seus colegas publicaram dois estudos recentes baseados em um sofisticado modelo de computador que simula o que acontece na retina. Validado experimentalmente, ele reproduz as formas e posições de milhões de células nervosas no olho, bem como suas propriedades físicas e interconexões.

“Coisas que não podíamos nem ver antes, agora podemos modelar”, disse Lazzi. “Podemos imitar o comportamento dos sistemas neurais, para que possamos realmente entender porque eles fazem o que fazem”.

Usando o novo modelo, os pesquisadores identificaram possíveis formas de aumentar a nitidez e conceder visão a cores para futuros usuários de próteses de retina.

O olho biônico, na prática

Pacientes com o Argus II recebem um minúsculo implante ocular atrás da retina, composto por uma série de eletrodos que são ativados remotamente quando um sinal é transmitido por um par de óculos especiais equipados com uma câmera.

Os padrões de luz detectados pela câmera determinam quais células ganglionares da retina são ativadas pelos eletrodos, enviando um sinal ao cérebro que resulta na percepção de uma imagem em preto e branco composta por 60 pontos.

Argus II: implante devolve visão parcial a pacientes com Retinite Pigmentosa. Imagem: Second Sight
Argus II: implante devolve visão parcial a pacientes com Retinite Pigmentosa. Imagem: Second Sight

Mas sob certas condições, um eletrodo no implante irá estimular os axônios das células vizinhas ao seu alvo. Para o usuário do olho biônico, isso resulta na percepção de uma forma alongada em vez de um ponto.

Em um estudo publicado no IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, Lazzi e seus colegas usaram seu modelo de computador para resolver esse problema.

Os pesquisadores usaram modelos para dois subtipos de células ganglionares da retina, tanto no nível de uma única célula como em grandes redes. Eles identificaram um padrão de pulsos curtos que tem como alvo preferencial os corpos celulares, com menos ativação de axônios fora do alvo.

Outro estudo recente na revista Scientific Reports aplicou o mesmo sistema de modelagem por computador aos mesmos dois subtipos de células para investigar como codificar cores.

A pesquisa se baseia em investigações anteriores, que mostraram que as pessoas que usam o Argus II percebem variações de cor de acordo com as mudanças na frequência do sinal elétrico. Usando seu modelo, Lazzi e seus colegas desenvolveram uma estratégia para ajustar a frequência do sinal para criar a percepção da cor azul.

Além da possibilidade de adicionar a visão de cores ao olho biônico, a codificação com matizes poderia ser combinada com a inteligência artificial em futuros avanços baseados no sistema, de forma que elementos particularmente importantes no ambiente de uma pessoa, como rostos ou portas, se destaquem.

“Há um longo caminho, mas estamos caminhando na direção certa”, disse Lazzi. “Podemos dar inteligência a essas próteses e, com o conhecimento, vem o poder.”

Fonte: TechXplore