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Artículo
de divulgación que surge de un impresionante trabajo científico
publicado hace una semana.
Este
artículo revoluciona completamente las previsiones sobre disponer en
poco tiempo de un sistema de chip para las personas ciegas por
retinosis pigmentaria y otras patologías degenerativas de retina.
Precisamente el experimento aquí descripto cambia el paradigma del
abordaje sobre la comunicación entre la retina y el cerebro ya que el
descubrimiento central es la preparación de un modelo matemático y
computacional capaz de explicar la naturaleza del mensaje entre las
células que reciben la información lumínica (los fotorreceptores) y las
que trasmiten esa información en terminos eléctricos a través de las
neuronas ganglionares subyacentes y de allí a toda la vía hasta el
cerebro.
Esto
permitió generar un chip que codifica la información recibida y que
puede enviarla a neuronas ganglionares modificadas por terapia génica
para funcionar como traductores del mensaje. Este chip será muchísimo
más preciso que los que se están probando actualmente ya que no servirá
sólo para distinguir objetos oscuros contra un haz de luz, sino que
podrá definir muchísimo más las imágenes permitiendo el reconocimiento
de rostros, paisajes, etc.
Realmente
un enorme descubrimiento que nos indica que seleccionamos adecuadamente
los referentes que consultamos habitualmente para aportarles
información ya que la doctora Niremberg trabaja habitualmente con los
científicos que leemos hace más de 10 años y que han publicado
profusamente sobre el uso de filtros adecuados ya que manejan
perfectamente la biología molecular de las células de la retina
demostrando a través de ensayos experimentales inobjetables cada una de
sus aseveraciones.
Aclaro
esto porque creo que es imprescindible que evaluemos con absoluta
precisión la info científica que mandamos al grupo, y que nos
cercioremos exactamente de sus fuentes, ya que los destinatarios,
pacientes y familiares, en su mayoría no están en condiciones de
decidir si lo que están leyendo es correcto o no porque no están
formados en estas disciplinas y es sumamente peligroso e injusto
generar reacciones solamente en base a apreciaciones emocionales que
conducen a errores de interpretaciòn.
Por
mi parte, sólo subo artículos de divulgación como el que transcribo,
después de haber leído el trabajo científico publicado en revista
científica con referato que le da origen. Precisamente para determinar
que el pasaje a vocabulario más sencillo no implique un error grave en
la interpretación del mismo. Lo mismo vale para el uso del traductor
del Google, que altera mucho la sintaxis al punto de tornar difícil la
correcta comprensión. Aclaro esto porque este traductor es una
herramienta usual, de hecho el artículo que transcribo está pasado por
él y es importante saber que es una herramienta con serias
limitaciones. Por este motivo lo expliqué previamente a copiarlo. Si a
alguien le interesa ver el trabajo científico original, me lo piden y
se lo envío.
Marcela
Retina Artificial podría
restaurar la vista a los ciegos
Fecha del artículo: 15 Agosto 2012
Dos investigadores de los EE.UU. han dado un gran paso adelante en
el desarrollo de tecnología para ayudar a los ciegos ver; han hecho una
retina artificial que restauró la visión normal en ratones ciegos. Y ya
han elaborado una manera de hacer que un dispositivo similar para los
monos, que esperan volver a diseñar y probar rápidamente para el uso
humano.
Retinas artificiales no son un invento nuevo, sin embargo, los
producidos hasta ahora sólo producen ásperos campos visuales donde el
usuario ve manchas y bordes de luz para ayudarles a navegar.
Pero el que Sheila Nirenberg y Pandarinath Chethan en el Weill Cornell
Medical College de Nueva York han desarrollado permite a los animales
para detectar los rasgos faciales y el seguimiento de imágenes en
movimiento.
Ellos reportan en línea su avance en la edición 13 de agosto de la
revista de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).
Unique Feature: Coded Neural Signals
Su retina artificial es diferente, ya que incorpora una característica
única: el código neural que las células de la retina utilizar para
comunicar la información visual al cerebro. Combinando el código con la
capacidad de estimular un gran número de células sensibles a la luz
produce un sistema que da al cerebro la cantidad correcta y el tipo de
información con el fin de "ver".
El autor principal, Nirenberg, neurocientífico computacional en el
Weill Cornell, dijo a la prensa que ella piensa que un día las personas
ciegas podrán llevar una visera, similar a la que Geordi La Forge lleva
en la serie de televisión Star Trek. La pantalla tendrá una cámara que
toma a la luz y un chip que convierte la luz en un código que utiliza
el cerebro para recrear la imagen.
"Es un momento emocionante. Podemos hacer retinas de ratones
ciegos ven, y nos estamos moviendo tan rápido como podemos para hacer
lo mismo en los humanos", dijo Nirenberg, profesor en el
Departamento de Fisiología y Biofísica en el Instituto de Computación
Biomedicina en el Weill Cornell.
¿Cómo funciona la Retina?
Los científicos esperan que retinas artificiales podrían utilizarse
para tratar la ceguera humana dentro de una década. La visión normal es
donde la luz entra en el ojo y cae sobre las células fotosensibles que
se encuentran en la superficie de la retina. Los "circuitos"
en la retina convierten la luz en una serie de señales eléctricas
codificadas o impulsos neuronales, y pasarlos a las células de salida
de llamadas células ganglionares que transmiten los pulsos codificados
al cerebro a través del nervio óptico en la parte posterior del ojo.
El cerebro comprende la secuencia de pulsos codificados neuronales y la
traduce en imágenes significativas.
Una causa común de ceguera es cuando la retina es dañado por
enfermedades que matan a los fotorreceptores, y / o destruir los
circuitos que crean los impulsos neuronales codificados. Pero a menudo,
estas enfermedades no dañar las celdas de salida.
¿Por qué prótesis actuales no pueden hacer el trabajo completo
Prótesis actuales funcionan mediante el uso de electrodos que se
implantan en el ojo del paciente ciego, para conducir las células
supervivientes: estimulan las células ganglionares con corriente
eléctrica.
Sin embargo, este método sólo produce campos visuales muy difíciles:
las células son estimuladas, pero que no están recibiendo las señales
correctas, una especie de equivalente neural de "ruido
blanco".
Los científicos están trabajando en diversas formas de mejorar en este enfoque.
Por ejemplo, una manera es tener más estimuladores en el implante, en
la esperanza de que con más estimulación, la imagen va a mejorar.
Otro enfoque que se está probando está utilizando la terapia génica
para generar proteínas sensibles a la luz en la retina para estimular
las células ganglionares.
Pero la invención que se "esperando a suceder", como se
explica Nirenberg, es uno que no sólo estimula un gran número de
células, sino que también estimula con el código correcto, el mismo que
la retina utiliza para comunicarse con el cerebro.
La forma en que hizo el descubrimiento
Nirenberg tenido la idea de que cualquier patrón de luz que incide
sobre la retina se tiene que convertir en patrones equivalentes de
impulsos de los nervios a través de un código general o conjunto de
ecuaciones matemáticas.
Ella dijo que la gente ha estado tratando de encontrar el código de
patrones simples. Pero estaba convencido de que el código tenía que ser
generalizables a cualquier tipo de estímulo, simple y complejo, ya sea
para los rostros, paisajes, todo lo que el ojo mira.
El verdadero "aha" momento llegó cuando estaba trabajando en
el código por una razón diferente, dijo Nirenberg. Se dio cuenta de lo
que encontró podría trabajar en una prótesis.
Así que ella y Pandarinath poner las ecuaciones que estaban trabajando
en un chip electrónico, y lo combinó con un mini-proyector.
El chip se traduce el patrón de luz (la imagen) que entra en el ojo en
impulsos eléctricos codificados, y el mini-proyector, los convierte en
impulsos de luz.
Los pulsos de luz estimular las proteínas sensibles a la luz que se han
insertado en las células ganglionares, y el resultado es que el cerebro
recibe pulsos codificados neuronales.
Se probó el método en ratones. Ellos hicieron y compararon dos
versiones de la prótesis: uno sin el código, y otra con el código.
Nirenberg dijo que el efecto fue dramático. Al poner en el código, el
rendimiento del sistema "saltó" a niveles casi normales, es
decir:
"... No había suficiente información en la salida del sistema para
la reconstrucción de imágenes de rostros, animales, básicamente
cualquier cosa que intentamos", dijo Nirenberg.
Hicieron algunas pruebas rigurosas para demostrar que los modelos realizados
con la ayuda de la prótesis en las retinas ratones ciegos emparejado
los producidos por las retinas de ratones ver.
El estudio muestra que los componentes críticos para la fabricación de
una prótesis retiniana altamente eficaz, el código de la retina y un
método de alta resolución de la estimulación de células ganglionares,
son ahora más o menos en el lugar, dijo Nirenberg.
Siguiente Paso
Las ofertas de dispositivos nuevos esperar los 25 millones de personas
en todo el mundo cuya ceguera se debe a enfermedades de la retina. Los
medicamentos pueden ayudar a un pequeño porcentaje de esta población,
pero su mejor oportunidad de restaurar la vista es con una prótesis.
La seguridad y eficacia de la prótesis ahora tendrá que ser probado en
ensayos humanos, en particular para demostrar que la terapia génica
parte que hace que las proteínas sensibles a la luz es seguro.
Sin embargo, Nirenberg sugiere la parte de la terapia génica demostrará
ser seguro, ya que es el mismo tipo de terapia que se ha probado para
el tratamiento de otras enfermedades de la retina.
Ella dijo que todo el proceso ha sido "emocionante" y que
ella no puede esperar a la prueba para hacer que los pacientes puedan
empezar a beneficiarse lo antes posible.
Las subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud y el Instituto
de la Universidad de Cornell para la Biomedicina Computacional ayudó a
financiar el estudio, y ambos autores han presentado una patente para
el dispositivo.
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