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VISIÓN ARTIFICIAL: LO QUE VEN LAS PERSONAS CON OJOS BIÓNICOS

September 13, 2020

DISCAPACIDAD VISUAL - TECNOLOGÍA

Las prótesis visuales, u "ojos biónicos", prometen proporcionar visión artificial a las personas con discapacidad visual que antes podían ver. Los dispositivos consisten en microelectrodos colocados quirúrgicamente en o cerca de un ojo, a lo largo del nervio óptico (que transmite impulsos del ojo al cerebro) o en el cerebro.


Los microelectrodos estimulan las partes del sistema visual que aún funcionan en alguien que ha perdido la vista. Lo hacen mediante el uso de pequeños pulsos eléctricos similares a los que se utilizan en un oído biónico o un implante coclear.


La estimulación eléctrica de las neuronas supervivientes lleva a la persona a percibir pequeños puntos de luz llamados fosfenos. Un fosfeno es un fenómeno de experimentar ver la luz sin que la luz entre en el ojo, como los colores que puede ver cuando cierra los ojos.


Estos fosfenos en alguien con un ojo biónico pueden usarse para trazar un mapa de la escena visual. Entonces, la visión que proporciona un ojo biónico no es como la vista natural. Es una serie de puntos y formas intermitentes que la persona usa para interpretar su entorno a través del entrenamiento, algo así como un mosaico intermitente.


Actualmente, la visión que proporciona un ojo biónico es muy básica y se puede utilizar para tareas como identificar la ubicación de un objeto, detectar a una persona o encontrar una entrada. Los investigadores esperan que los dispositivos oculares biónicos del futuro proporcionen una visión de mayor resolución, pero esto tiene desafíos inherentes.


Cómo funciona el ojo biónico
Un ojo biónico convierte las imágenes de una cámara de video (imagen de la izquierda a continuación) en una representación de alto contraste (imagen del medio), de la cual se selecciona una parte para su posterior procesamiento. Este es el cuadro sombreado en azul a continuación, que corresponde al campo de visión reducido de un ojo biónico típico.


Luego, un procesador de video externo convierte esta imagen de alto contraste en parámetros de estimulación eléctrica, que se envían a electrodos implantados en el ojo. El receptor del ojo biónico percibe una imagen borrosa (a la derecha de la imagen) compuesta por destellos de luz.


Lo que los destinatarios ven realmente
Sabemos por la experiencia de nuestros pacientes de Melbourne que la actividad de los electrodos se ve como una serie de destellos brillantes más que como una percepción constante. Por lo tanto, el mundo está destellando ráfagas de luz dispuestas para representar la forma básica, como la altura y el ancho, y la ubicación aproximada de un objeto frente a la cámara. Otros destinatarios han dicho que esto era como:


mirando el cielo nocturno donde tienes millones de luces parpadeantes que casi parecen un caos.
Los destinatarios deben utilizar estos flashes irregulares para interpretar la imagen de la cámara. El campo de visión (la extensión del mundo observable) es pequeño (alrededor de 30 grados de ancho o el alcance de una mano con el brazo extendido), por lo que los destinatarios deben tener buena memoria para juntar la imagen completa.


Las mejoras en la cámara externa y el procesamiento de video pueden ayudar aquí. Por ejemplo, las cámaras de detección de distancia pueden resaltar obstáculos como un cubo de basura en la acera, y las cámaras térmicas pueden resaltar formas humanas. En este momento, los mejores resultados dependen en gran medida del compromiso y la rehabilitación del paciente.


¿Quién tiene un ojo biónico?
El tipo de ojo biónico que puede ser una opción para los pacientes depende de la causa de su pérdida de visión. Los implantes oculares biónicos retinianos se colocan en el globo ocular y solo son adecuados para personas que han perdido la visión debido a enfermedades específicas, como tipos hereditarios de degeneración de la retina conocida como retinitis pigmentosa y degeneración macular relacionada con la edad.

Los fosfenos son una experiencia de ver la luz sin que la luz entre en sus ojos. Los receptores de ojos biónicos los usan para trazar una escena visual. Eugene Peretz / Flickr, CC BY

Los fosfenos son una experiencia de ver la luz sin que la luz entre en sus ojos. Los receptores de ojos biónicos los usan para trazar una escena visual. Eugene Peretz / Flickr, CC BY





El nervio óptico transmite impulsos al cerebro desde la retina en la parte posterior del ojo. de shutterstock

El nervio óptico transmite impulsos al cerebro desde la retina en la parte posterior del ojo. de shutterstock







Izquierda: cámara de video; representación de contraste medio-alto; derecha - procesamiento adicional. Autor proporcionado Clica en la imagen para agrandar.

Izquierda: cámara de video; representación de contraste medio-alto; derecha - procesamiento adicional. Autor proporcionado
Clica en la imagen para agrandar.




El implante de retina consta de microelectrodos en el ojo. Una cámara de video externa montada en anteojos captura imágenes que se envían a los microelectrodos a través de un estimulador implantable (que se muestra aquí arriba de la oreja). Bionics Institute, proporcionado por el autor (sin reutilización)

El implante de retina consta de microelectrodos en el ojo. Una cámara de video externa montada en anteojos captura imágenes que se envían a los microelectrodos a través de un estimulador implantable (que se muestra aquí arriba de la oreja). Bionics Institute, proporcionado por el autor (sin reutilización)

Autores:

Matthew Petoe
Líder de equipo, Psicofísica Bionic Eye, Bionics Institute

Lauren Ayton
Investigadora principal del Departamento de Cirugía (Oftalmología) de la Universidad de Melbourne, Centro de Investigación Ocular de Australia

Mohit Shivdasani
Investigador principal, Bionics Institute

Declaración de divulgación
Matthew Petoe recibe fondos del Consejo Nacional de Investigación Médica y de Salud de Australia (NHMRC), el Consejo de Investigación Australiano (ARC) y las Fundaciones Clive y Vera Ramaciotti.
Lauren Ayton actualmente recibe fondos del Consejo Nacional de Investigación Médica y de Salud de Australia (NHMRC) y la Fundación de Enfermedades Maculares de Australia. También fue becaria veski Victoria y Becaria Hugh Rogers de la Asociación de Ciudades Hermanas Melbourne-Boston.
Mohit Shivdasani recibe financiación del Consejo Nacional de Investigación Médica y de Salud de Australia (NHMRC) y el Consejo Australiano de Investigación (ARC).


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