Uma equipe de pesquisa sediada nos EUA demonstrou com sucesso como a estimulação dinâmica do córtex visual permite que pessoas cegas enxerguem formas – uma técnica que um dia poderia ser usada para transmitir cenas visuais inteiras aos pacientes.
Neurocientistas e neurocirurgiões sabem há muito tempo que a estimulação elétrica de eletrodos implantados no córtex visual usando pequenas correntes produz a percepção de um pequeno flash de luz, conhecido como fosfeno. Esse processo poderia servir de base para uma prótese cortical visual (VCP), um dispositivo que poderia restaurar algumas habilidades visuais em pacientes cegos.
Embora alguns VCPs tenham sido testados nas décadas de 1960 e 1970, eles tiveram eficácia limitada e foram limitados pela tecnologia da época. Mas agora uma nova onda de equipes está tentando produzir um VCP moderno, usando eletrodos aprimorados e melhor tecnologia de transferência de energia e dados sem fio.
Duas dessas equipes, baseadas no Baylor College of Medicine (BCM) e na Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA), realizaram ensaios clínicos e testes de um dispositivo VCP chamado Orion, produzido pela Second Sight Medical Products. Os resultados, publicados recentemente na revista Cell, mostram que o dispositivo Orion é um meio seguro e eficaz de proporcionar aos pacientes alguma experiência visual.
“Nossa equipe de pesquisa está especificamente tentando entender como fazer com que os sujeitos possam ver e discriminar entre formas visuais, como objetos simples ou letras. Nossa principal conclusão é que podemos comunicar de maneira mais eficaz as formas visuais ao sujeito se usarmos um protocolo de estimulação elétrica dinâmica”, diz William Bosking, professor assistente de neurocirurgia do BCM, que co-escreveu o artigo com o autor sênior Daniel Yoshor, professor de neurocirurgia no BCM.
Simplificando, isso significa que, em vez de tratar os eletrodos na matriz como pixels em uma exibição de vídeo e enviar vários níveis de corrente para todos eles ao mesmo tempo, na tentativa de transmitir uma forma ou forma específica ao paciente, o dispositivo estimula apenas os eletrodos que descrevem a forma que ele está tentando transmitir e os estimulam em uma sequência dinâmica rápida.
“Isso é análogo ao modo como você pode traçar uma carta na palma ou no antebraço de alguém, se você estiver tentando transmitir uma carta a eles por toque”, explica Bosking. “Descobrimos que o uso dessa varredura dinâmica de atividade no córtex visual permite que os sujeitos percebam e discriminem as letras de maneira confiável”.
Cenas visuais
O sistema Orion VCP consiste em uma câmera, que captura uma imagem da cena visual na frente do paciente, uma unidade de processamento visual que o sujeito veste no cinto e que realiza alguma filtragem da imagem da câmera e um transmissor usado em um fone de ouvido que fornece dados e energia sem fio a uma bobina receptora implantada sob a pele. Ele também contém circuitos para lidar com a conversão final dos sinais em correntes a serem enviadas aos eletrodos, bem como o próprio conjunto de eletrodos, que consiste em uma folha flexível com 60 eletrodos incorporados que fica na superfície do córtex visual.
“Nossa equipe de pesquisa se concentra em entender como usar os eletrodos implantados para produzir a melhor experiência visual para os pacientes. O Second Sight é o fabricante de hardware nesse caso, e estamos tentando entender como usar esse hardware da melhor maneira para permitir que os pacientes vejam e discriminem as formas visuais”, diz Bosking.
Bosking observa que, com os VCPs testados no passado, os indivíduos realmente não viam ou percebiam formas visuais coerentes; em vez disso, eles tendiam a ver bolhas de luz à sua frente em vários locais. “Nosso novo protocolo de estimulação elétrica … produz uma percepção mais coerente da forma visual e envia menos corrente ao cérebro”, acrescenta.
Olhando para o futuro, a equipe espera testar seu protocolo de estimulação em VCPs que possuem um número maior de eletrodos implantados – centenas a milhares, em oposição aos 60 usados no dispositivo atual. Os pesquisadores também querem trabalhar com especialistas em visão computacional, engenheiros e neurocientistas visuais para otimizar algoritmos que podem ser usados para converter uma imagem de câmera em sequências de estimulação dinâmica, que podem transmitir cenas visuais inteiras aos pacientes.
“Isso significaria atualizar e identificar continuamente cada um dos objetos e contornos mais destacados da cena e convertê-los em sequências dinâmicas que seriam entregues à matriz de eletrodos de maneira entrelaçada”, explica Bosking. “Esperamos que essas técnicas sejam úteis em futuros VCPs, independentemente do tipo de eletrodo ou de outras tecnologias de estimulação usadas”.
Publicado em 03/06/2020 06h19
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