Titolo pagina:Progressi negli impianti di retina. Nuova generazione di impianti retinici
Una video camera trasmette immagini a un processore, che visualizza le immagini su uno schermo LCD all'interno degli occhiali dei pazienti. Lo schermo LCD trasmette impulsi di luce infrarossa che proiettano l'immagine a cellule fotovoltaiche impiantate sotto la retina. Le cellule fotovoltaiche poi convertono i segnali luminosi in impulsi elettrici che a loro volta stimolano i neuroni della retina a loro collegati.
Un team di ricercatori di Stanford ha sviluppato una nuova generazione di impianti retinici con lo scopo di dare una più alta risoluzione e una visione artificiale più naturale. Questo potrebbe essere un beneficio per parecchi milioni di persone negli USA che sono ciechi o con una ipovisione dovuta ad una degenerazione retinica. Ogni anno, 50000 persone negli USA diventano cieche secondo la National Federation of the Blind. Ma solo una doppia dozzina di americani hanno impianti retinici. Il team composto dal Prof Daniel Palanker, associato oftalmologo, Prof Peter Peumans, assistente ingeniere elettrico e Prof Stephen Baccus di Stanford, neurobiologo e Prof Alexander, biofisico membro dell'Università della California-Santa Cruz, ha presentato la sua ricerca al Meeting internazionale di Dispositivi Elettronici a Baltimora.
Gli impianti retinici sono dei posizionamenti di elettrodi piazzati sul retro dell'occhio che ristabiliscono una visione parziale su persone con malattie che causano la morte dei loro fotorecettori sensibili alla luce. In pratica, una videocamera incorporata negli occhiali convoglia le informazioni visive e le spedisce ad un computer che converte le immagini in segnali elettrici, che sono poi trasmessi all'impianto e interpretati dal cervello. Ci sono parecchie compagnie private e università che lavorano su differenti versioni, ma, la maggior parte delle persone con impianto, possono solo rilevare bordi sfuocati tra le aree chiare e scure. L'impianto Stanford dovrebbe permettere ai pazienti di rilevare la forma degli oggetti e vedere immagini significative. " Un buon paragone con la TV ad alta definizione" dice Baccus "Se hai solo pochi pixel di stimolazione non potrai vedere molto. Un chiaro vantaggio del nostro impianto é l'alta risoluzione". L'impianto Stanford ha circa 1000 elettrodi contro i 60 elettrodi che si trovano nei sistemi comunemente impiantati.In più, i pazienti non dovrebbero muovere la testa per vedere, come si fa con gli impianti più vecchi. Anche se non lo notiamo, le immagini sbiadiscono quando non muoviamo i nostri occhi ed allora noi facciamo ogni secondo parecchi minimi movimenti dell'occhio per evitare lo sfuocamento. Con gli impianti di retina più vecchi, la videocamera si muove quando muoviamo la testa, ma non quando muoviamo gli occhi.
L'impianto Stanford, d'altro canto, mantiene un collegamento naturale tra i movimenti dell'occhio e la visione, dice Palanker. Un paziente dovrebbe indossare una videocamera che trasmette immagini a un processore che visualizza le immagini su uno schermo LCD all'interno degli occhiali del paziente. Il display LCD trasmette impulsi di luce infrarossa che proiettano l'immagine alle cellule fotovoltaiche impiantate sotto la retina. Le cellule fotovoltaiche convertono i segnali di luce in impulsi elettrici che a loro volta stimolano i neuroni retinici a loro collegati. Il gruppo Palanker ha sviluppato un dispositivo che in effetti permette ai pazienti di vedere luce infrarossa sull'impianto e luce visibile attraverso la normale ottica dell'occhio, dice Baccus. " E' un approccio sofisticato" dice Shelley Fried, un ricercatore scientifico che lavora al progetto Impianto Retinico di Boston."Sarebbe definitivamente utile".
Questo é anche il primo impianto flessibile e fa uso di un materiale comunemente usato nei chips di computer e nelle celle solari. Peumans e il suo team alla Stanford Nanofabrication Facility hanno progettato un impianto al silicone con dei piccoli ponti che gli permettono di assumere la forma dell'occhio. "Il vantaggio di avere una flessibilità é che impianti relativamente grandi possono essere piazzati sotto la retina senza deformarsi e l'intera immagine rimanere a fuoco", dice Palanker. Un set di impianti flessibili possono coprire anche una porzione più grande di retina, permettendo ai pazienti di vedere l'intero campo visivo presentato sul display. "E' un'idea davvero molto interessante" dice Fried. "La capacità di piazzare tutti gli elettrodi perfettamente posizionati sulla retina, sarebbe un ottimo vantaggio". Egli dice che una tecnologia elastica permette al loro apparecchio di conformarsi al contorno dell'occhio, mantenendo uno stretto contatto tra elettrodi e neuroni. Le piccole fessure tra i ponti assolvono ad una funzione utile. Cellule retiniche distanti migrano verso l'impianto e riempiono gli spazi tra gli elettrodi. In precedenza, una delle maggiori opportunità consisteva nell'avere le cellule abbastanza vicine al dispositivo per ricevere i segnali, Fried dice "Se noi possiamo trovare un modo per portare i neuroni retinici più vicini agli elettrodi, ne avremo un enorme vantaggio".
Il dispositivo Stanford é impiantato sotto la retina nel punto più vicino possibile alla via visiva. "In molte malattie degenerative dove i fotorecettori sono persi, si perdono le prime e seconde cellule della via visiva" dice Baccus. "Idealmente si vorrebbe parlare alla cellula vicina che ancora c'é". L'obbiettivo é di conservare il circuito complesso della retina cosicché le immagini appaiano più naturali. "Con la maggior parte dei dispositivi correnti, stiamo replicando solo pochissimi elementi di un segnale retinico normale" dice Fried. Per migliorare ulteriormente la naturalezza della visione restaurata, Baccus e Palanker stanno sviluppando un software che dia le funzioni che la retina normalmente ha. Per esempio, le cellule nella retina tendono a intensificare l'aspetto dei bordi o i confini tra gli oggetti. Inoltre, gli oggetti che noi focalizziamo sono visti con dettagli migliori rispetto agli oggetti che appaiono agli angoli dei nostri occhi. I ricercatori sperano di incorporare queste caratteristiche nella prossima generazione di impianti retinici. Baccus prevede un giorno in cui i pazienti saranno in grado di regolare i loro impianti per vedere meglio gli oggetti, proprio come un optometrista regola le lenti mentre noi leggiamo la tabella optometrica.
Palanker e il suo team testeranno la capacità degli animali con malattie retiniche simili a quelle umane di usare l'impianto e distinguere modelli visivi.
Articolo della Stanford University (USA)
Traduzione di M. e R. B.
19 Gennaio 2010
