CIENCIA

El nuevo ojo biónico podría ver mejor que nosotros

La capacidad de devolver la vista a los ciegos es uno de los actos más profundos que puede lograr la medicina curativa, en términos del impacto en la vida del paciente afectado, y uno de los más difíciles de lograr para la medicina moderna. Podemos restaurar la visión en un número limitado de escenarios y existen algunos ojos biónicos tempranos en el mercado que pueden restaurar la visión limitada en escenarios muy específicos. Los investigadores pueden haber dado un paso dramático para cambiar eso en el futuro, con los resultados de un nuevo experimento para diseñar una retina biónica.

El equipo de investigación en cuestión ha publicó un artículo en Naturaleza detallando la construcción de una retina hemisférica construida con nanocables de alta densidad. La forma esférica de la retina ha sido históricamente un gran desafío para los dispositivos biomiméticos.

EyeComparison

La luz entra al ojo a través del cristalino, que está curvado, lo que significa que la luz que llega a la retina ya se ha curvado. Cuando usa un sensor plano para capturarlo, existe un límite intrínseco a cuánto se puede enfocar la imagen. Este parece ser el tipo de cosas con las que la IA de vanguardia podría ayudar, pero la cantidad de potencia de procesamiento disponible en la parte posterior de un globo ocular humano es limitada y el requisito de latencia para la visión es prácticamente nulo. Alternativamente, podríamos resolver el problema del hemisferio. Eso es lo que hizo Zhiyong Fan, ingeniero electrónico e informático de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong, y el resto del equipo de investigación.

Comenzaron con un hemisferio de papel de aluminio (como se hace). El tratamiento electroquímico transformó la lámina en un aislante conocido como óxido de aluminio y la dejó tachonada de poros a nanoescala en todo su servicio. Estos agujeros densamente agrupados se convirtieron en los canales para los nanocables de perovskita que imitan la función de la retina misma. La perovskita se utiliza en la fabricación de células solares. Una vez que los nanocables crecieron, los investigadores taparon el ojo con una lente artificial y lo llenaron con un líquido iónico para imitar el humor vítreo en nuestro propio globo ocular.

Este líquido iónico es importante para el proceso, ya que permite que los nanocables detecten la luz y transmitan sus señales a la electrónica externa de procesamiento de imágenes.

El rendimiento del ojo artificial es impresionante. Debido a que no está limitado por los parámetros biológicos de nuestra propia lente, puede responder a longitudes de onda de luz de hasta 800 nm. El rango visual humano alcanza un máximo de 740 mm; los colores por encima de esta longitud de onda nos parecen negros. Si pudiéramos ver a 800 nm, estaríamos viendo en la banda del infrarrojo cercano (que se considera de 750 a 1400 nm). El tiempo de procesamiento de los patrones de luz es de ~ 19 ms, o la mitad del tiempo del ojo humano. Reducir la velocidad de reacción del ojo a 19 ms podría reducir el tiempo total de reacción humano, y la nitidez de la imagen del ojo artificial y la claridad general fueron mejores que las producidas por Mark I Eyeball.

Nota: No lea eso como un comentario sobre la naturaleza de las velocidades de fotogramas y si los humanos pueden ver por encima de un umbral de velocidad de fotogramas en particular. Los tiempos de respuesta y recuperación medidos en el ojo humano oscilan entre 40 ms y 150 ms. El tiempo de reacción humano total promedio está entre 200 ms y 250 ms. Los individuos excepcionales a veces superan estas velocidades; Los tiempos de reacción de 150 ms no son desconocidos.

En resumen, esta retina artificial ve mejor que nosotros en múltiples aspectos y, hasta donde yo sé, esta es la primera vez que se construye algo así. La nueva retina incluso carece de un punto ciego.

El largo camino por delante

Como Científico americano detalles, hay mucho trabajo por hacer antes de que un sistema como este pueda integrarse en un dispositivo funcional. Los sistemas como Second Sight (una empresa que hemos cubierto antes, enlazada a continuación) se integran directamente con el cerebro. Esta retina artificial no lo hace. Es una retina artificial de prueba de concepto que algún día podría desplegarse en un ojo biónico, siempre que se puedan superar los problemas actuales.

Superar esos problemas será difícil. El sistema visual humano no es una cámara, incluso si se puede describir conceptualmente en términos similares. La idea de que nos beneficiaríamos de las funciones que ofrece el sensor supone implícitamente que podemos conectarlo al cerebro sin problemas para permitir que estos beneficios se manifiesten. Debido a que existen diferentes formas de ceguera, las soluciones que funcionan para un tipo pueden no funcionar para otro. Es poco probable que este tipo de solución mejore la ceguera causada por daño cerebral; incluso un ojo artificial impecable no nos permitirá devolver la vista a todas las personas.

Aún así, el potencial a largo plazo aquí es tremendo. Ha pasado menos de una década desde que llegaron al mercado los primeros sensores artificiales de baja resolución en escala de grises. Ahora estamos tratando de descubrir cómo construir un sistema plausiblemente superior y conectarlo al backend del servidor, si me perdonan la metáfora. Con suerte, veremos más avances en el campo durante la próxima década.

Publicaciones relacionadas

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Botón volver arriba
Cerrar
Cerrar