El desarrollo de una prótesis visual que restauraría la visión a través de la neurociencia computacional

El proyecto interdisciplinario Hyperstim pretende avanzar en la creación d´una prótesis visual que pase por alto la estructura del ojo y que trabaje a la corteza visual del cerebro, donde finalmente se forman las imágenes.

09/12/2022

La idea d´obtener un implante visual que en 10 años permita ver pacientes que han perdido la vista es sin duda muy atractiva para millones de personas. Según datos de la Unión Europea de Ciegos (EBU), se estima que en Europa hay más de 30 millones de personas ciegas y ...

La idea d´obtener un implante visual que en 10 años permita ver pacientes que han perdido la vista es sin duda muy atractiva para millones de personas. Según datos de la Unión Europea de Ciegos (EBU), se estima que en Europa hay más de 30 millones de personas ciegas y visuales deficientes. Es decir, una mediana d´uno de cada treinta europeos experimenta pérdida de visión.

El proyecto Hyperstim (High Dimensional Electrical Stimulation for Visual Prosthesis) reúne empresa privada y academia para lograr un adelanto fundamental en la resolución espacial de l´estimulación eléctrica cerebral para restaurar la visión. S´espera así obtener una resolución d´al menos 20 veces el número d´electrodos que, actualmente, están físicamente presentes a las prótesis en estudio.

El implante no pretende intervenir o reemplazar ninguna parte del ojo, sino ir directamente a la corteza cerebral donde, en una persona vidente, se procesan las señales producidas por la luz y se forman las imágenes que vemos dando origen a la percepción. Se han intentado hacer implantes que emulen la retina, cosa que se conoce como retina de silicio. Pero las células de la retina están tan juntas que de momento no existe un arreglo de electrodos tan compacto que permita estimular de manera óptima el nervio óptico.

El consorcio de Hyperstim está formado por l´emprendida belga Restoring Vision (ReVision), el Centro de Investigación Termeszettudomanyi (TTK) de Hungría, el Grupo de Investigación en Neurociencia Computacional (CNS) del Centro de Cognición y Cerebro (CBC) de la UPF y el Grupo de Neurociencias de la Universidad Católica de Lovaina (KU Leuven), coordinadora del proyecto. La propuesta es que haya un aumento en órdenes de magnitud de la resolución percibida de las prótesis visuales que hay actualmente.

"El proyecto originalmente está pensado para restaurar la visión funcional a personas que han perdido la vista, teniendo l´escorza visual primaria y superiores desarrollada". La prótesis que ReVision está desarrollando, y que espera acabar en diez años, consta d´unas ojeras que recogen la información visual y la pasan forma d´estímulos eléctricos a un implante con más de mil microelectrodos insertados a l´escorza visual, a la parte posterior del cerebro, el diseño y construcción del cual supera la tecnología existente.

Pero mejorar y aumentar el número d´electrodos es solo una parte de la solución. "Se necesita que los patrones de estimulación sean más complejos, es decir, que podamos utilizar los electrodos de manera más eficiente mediante la aplicación de protocolos de estimulación sofisticados, estudiando su relación con la información transmitida mediante las capas de la corteza visual", explica l´investigador Juan M. Fuentes, del Grupo de Investigación en Neurociencia Computacional (CNS) de la UPF.

La gran diversidad de posibles patrones de estimulación que l´implante d´esta empresa permite, y que hace falta si queremos crear una prótesis que restaure la visión funcional, exige una metodología de investigación que integre modelos y métodos neurocientíficos d´última generación en cada escala espacial: desde las neuronas individuales hasta todo el cerebro. "Usando el clúster computacional del Center for Brain and Cognition (CBC) de la UPF, implementaremos simulaciones detalladas de l´escorza visual y los complejos interconexionados, con esto estudiaremos qué variedades de patrones de estimulación inducen efectivamente suficientes activaciones neuronales en áreas superiores de l´escorza visual, mesurando la información transmitida, conformando un proceso d´optimización cíclico que involucra todas las entidades del proyecto", continúa Juan M. Fuentes.

Las señales eléctricas recibidas se convierten en estímulos que pasan por las diferentes capas de l´escorza visual. "El proyecto originalmente está pensado para restaurar la visión funcional a personas que han perdido la vista, teniendo l´corteza visual primaria y superiores desarrollada", concluye.

Hyperstim está financiado con 2 millones de euros del programa Horizon Europe de la Comisión Europea a través del Consejo Europeo de Innovación. El proyecto empezó el noviembre de este año y se acabará en octubre del 2026.