Nuova sperimentazione: occhio bionico alimentato dalla luceNew experiments on light-powered bionic eye

Seppur alla fase iniziale, una nuova protesi promette di restituire la vista a milioni di persone affette da malattie della retina Un paio di occhiali speciali e microchip simili a pannelli solari impiantati direttamente sulla retina. È questa la tecnologia che potrebbe tra non molti anni restituire la vista alle persone affette da gravi patologie della retina, come la degenerazione maculare senile o la retinite pigmentosa. A mettere a punto il complesso dispositivo un gruppo di ricercatori del dipartimento di Oftalmologia della Stanford University School of Medicine, che nei giorni scorsi ha pubblicato sulla rivista Nature Photonics i dati derivanti dai primi esperimenti condotti su tessuti biologici. I risultati sono promettenti, tanto che il team ha già avviato la sperimentazione su topi da laboratorio.   OCCHIALI E PANNELLI SOLARI - Quello messo a punto dai ricercatori americani è un sistema integrato che cerca di sopperire alla progressiva degenerazione delle cellule della retina deputate a captare la luce, prima che questa venga trasmessa al cervello sotto forma di impulso elettrico. Malattie come la degenerazione maculare senile o la retinite pigmentosa danneggiano, infatti, i recettori ma lasciano quasi illese le terminazioni nervose. L'obiettivo della nuova protesi è proprio quello di trovare altre fonti, diverse dalla luce visibile, per stimolare questi neuroni. Per questa ragione il team ha messo a punto un paio di occhiali speciali. Sono dotati di microcamera e di un sistema in grado di proiettare le immagini catturate dalla realtà su un display a cristalli liquidi posto sul retro delle lenti. Il display ha però una peculiarità: proietta le immagini così ottenute non con la normale luce visibile, ma con luce pulsata nella lunghezza d'onda del quasi infrarosso. Questa, però, è soltanto la parte esterna della protesi. L'altra fondamentale componente è costituita da un microscopico chip di circa 3 millimetri di diametro impiantato chirurgicamente sulla retina. «Funziona esattamente come un pannello solare messo sul tetto», ha spiegato il coordinatore dello studio Daniel Palanker. «Converte la luce in corrente elettrica. Ma invece di mandarla al frigorifero la invia alla retina». Da qua, sperano i ricercatori, attraverso la rete di terminazioni nervose posta sullo strato più profondo della retina, lo stimolo dovrebbe raggiungere il cervello restituendo la capacità di vedere.   SEGNALE RICEVUTO - È questo complesso sistema di dispositivi che i ricercatori hanno sperimentato su tessuti retinici sia sani sia danneggiati. Sui tessuti sani, è stato osservato che il mini pannello solare era in grado di ricevere le immagini trasmesse sia nello spettro della luce visibile sia in quello del quasi-infrarosso e di stimolare le cellule nervose deputate a captare questi segnali. Al contrario, i tessuti danneggiati erano in grado di funzionare soltanto con le informazioni trasmesse nel quasi-infrarosso. «Ciò significa che con il nostro sistema la vista viene recuperata», ha commentato Palanker che tuttavia resta molto cauto. Nonostante questo e altri dispostivi possano aiutare a restituire la vista, rimane da capire quale sarà la qualità della visione. Per esempio, spiega il ricercatore, le tecnologie attualmente disponibili non consentono di vedere i colori. Nelle persone sane infatti, il sistema di captazione dei colori è gestito, all'interno dalla retina, da diverse popolazioni di cellule specializzate nella ricezione dei singoli colori primari. Una complessità che gli attuali sistemi non sono riusciti ancora a riprodurre. Il risultato, insomma, potrebbe essere molto diverso da una visione normale. Si tratterebbe tuttavia di un progresso importante per milioni di persone. Per questo il team sta bruciando le tappe. La nuova protesi è già in sperimentazione su topi da laboratorio che saranno osservati per sei mesi e i primissimi dati, anticipano i ricercatori, suggeriscono che il sistema funziona. Occorreranno però anni prima che la protesi possa essere sperimentata sull'uomo. Soltanto a quel punto si capirà se la capacità del sistema di trasformare la realtà in segnali elettrici effettivamente ricevuti dal cervello corrisponda realmente al recupero della vista.   Fonte: Corriere della Sera Even at the initial stage, a new prosthesis could restore sight to millions of people with retinal disease A pair of special eyeglasses and microchips like solar panels fitted directly in the retina. This is the technology that in just a few years' time could restore sight to people with such serious retinal diseases as age-related macular degeneration or retinal pigmentosa. The complex device was devised by a group of researchers from the department of ophthalmology at Stanford University School of Medicine, which just recently published in the journal Nature Photonics the outcome of the first experiments conducted on biological tissue. The results are so promising that the team has already begun experimenting on laboratory rats.   EYEGLASSES AND SOLAR PANELS – The integrated system devised by the American researchers attempts to compensate for the progressive degeneration of the retinal cells that capture light before the latter is sent to the brain in the form of electric impulses. Diseases like age-related senile macular degeneration or retinal pigmentosa damage the receptors but leave the nerve endings almost intact. The aim of the new prosthesis is to find sources other than visible light to stimulate these neurons. This is why the team has prepared a pair of special eyeglasses. They are fitted with a micro-camera and a system that projects the captured images onto a liquid crystal display located behind the lenses. But the display has a special feature: the projected images are not captured by normal visible light, but by pulsed light with a near infrared wavelength. And this is just the outside of the prosthesis. The other essential component is a microscopic chip about 3mm in diameter that is surgically implanted on the retina. «It works in exactly the same way as a solar panel on a roof», explained project coordinator Daniel Palanker. «It converts light into electric current. But instead of sending it to a refrigerator, it goes to the retina». The researchers hope that from there the stimulus will pass through the network of nerve endings in the deepest retinal layer to reach the brain and restore the ability to see.   SIGNAL RECEIVED – This is the complex system of devices that the researchers have used in experiments on healthy and damaged retinal tissue. With healthy tissue, they observed that the mini solar panel was able to receive images transmitted by the visible light spectrum as well as the near infrared spectrum and stimulated the nerve cells that capture these signals. With damaged tissue, it worked only with the information transmitted by the near infrared spectrum. «This means that our vision system is restored», commented Palanker, albeit with cautious optimism. Although this and other devices can help to restore sight, it is still not known what the quality will be. For example, the researcher explained, it is not possible to see color with currently available technologies. In healthy people, the system for capturing colors is managed inside the retina by various cell populations that specialize in receiving individual primary colors. A complex system that current devices are still unable to reproduce. In other words, the result could be very different from normal vision. However, it is progress that will be important for millions of people. This is why the team is forging ahead. The new prosthesis is already being tested on laboratory rats that will be observed for six months, and the researchers say that the first results suggest that the system works. But it will take many years before the prosthesis can be tested on people. Only then will it be understood whether the system's ability to transform reality into electric signals received by the brain will effectively restore sight.   Source: Corriere della Sera