Científicos españoles logran que una mujer ciega reconozca formas y letras con un implante en el cerebro

Bernardeta Gómez era profesora de Biología en un instituto de Valencia cuando, hace 16 años, una septicemia la dejó ciega. Ahora, con 57 años, un implante dentro del cerebro le ha permitido percibir patrones y reconocer algunas letras del alfabeto. Incluso ha podido jugar a una versión sencilla del comecocos. El sistema, diseñado por científicos de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH), contaba con un centenar de electrodos colocados en la región cerebral encargada de la visión. Es la primera vez que se usa esta tecnología en una persona invidente. La ceguera de la antigua docente volvió una vez que se desenchufó, pero ahora están reclutando nuevos voluntarios para ir más allá.

“Me pusieron el implante el lunes 22 de octubre de 2018. El martes ya estábamos con el experimento”, rememora Gómez. “Los tres primeros meses, lo que iba a durar la investigación, no avanzamos mucho, pero insistí en que se alargara. Fue entonces cuando empecé a distinguir cambios en la intensidad. Eran como lentejuelas muy luminosas y, según variaban los parámetros, las veía más o menos intensas, más o menos grandes”, añade.

Lo que Gómez llama “lentejuelas” son los llamados fosfenos, un fenómeno visual en forma de flashes o puntos luminosos. Cualquiera que se frote los párpados con cierta fuerza puede ver una lluvia de ellos con los ojos cerrados. En las personas ciegas son habituales y muchas veces espontáneos. En el caso de la exprofesora, los solía ver cuando se producía algún sonido fuerte o tenía un sobresalto, pero también de forma inesperada.

El director del Grupo de Neuroingeniería Biomédica del Instituto de Bioingeniería de la UMH Eduardo Fernández explica que los fosfenos aparecen como un punto concreto del espacio visual. “La retina tiene una especie de mapa en el córtex cerebral que conecta con el campo visual. Este mapa retinotópico se había estudiado en personas que ven: estimulas una parte determinada y ves algo concreto y no otra cosa. Nos ha sorprendido que estas predicciones se cumplan completamente en una persona ciega. El mapa sigue ahí”, detalla. El problema con el que se encontraban con la profesora es que unas veces aparecían al estimular el córtex occipital derecho (tras la oreja, en la parte superior), sede del procesamiento visual, y otras lo hacían de forma espontánea. Como bromea Gómez, “ellos [por los científicos] iban tan a ciegas como yo”.

La investigación, en la que han participado científicos de la universidad alicantina, el Instituto de Neurociencia de Países Bajos, o la Universidad de Utah (Estados Unidos), es pionera en muchos sentidos. Lo que hicieron fue insertar una placa con 96 electrodos dentro del cerebro. Cada uno tiene una longitud de 1,5 milímetros y un diámetro de 80 micras. “Tienen el tamaño de las neuronas con las que queremos comunicar”, dice Fernández. Los neurocientíficos llevan varios años probando estas placas en personas con parálisis o incapacitadas para comunicarse. “Es la primera vez que se implanta en la región visual del cerebro y en una persona ciega”, destaca el investigador de la UMH. Además, los electrodos no solo envían señales eléctricas, también recogen la respuesta neuronal, enviándola a un sistema externo. Algo igual de novedoso. Todos los detalles del estudio aparecen en la última edición de la revista científica Journal of Clinical Investigation.

El sistema se completó con una retina artificial (un procesador de imagen similar al de las cámaras, montado sobre unas gafas convencionales). Su misión era convertir el estímulo óptico en eléctrico, que es lo que activa al cerebro. A diferencia de otros enfoques que intentan que el ojo recupere parte de la visión, como el de la optogenética, “aquí nos hemos saltado el ojo”, dice el director del proyecto. Los ojos de Gómez no percibían ni la luz.

“Que estoy viendo un punto... lo fueron complicando y empecé a ver barras estrechas, anchas, cuadrados... y luego aprendí a distinguir los patrones, llegue a percibir un rostro humano y el de un perro”,

Bernardeta Gómez, exprofesora y ciega desde hace 16 años

Al principio, los investigadores activaban los electrodos uno a uno. Así que provocaban la aparición de un único fosfeno. La profesora de Biología recuerda que decía: “Que estoy viendo un punto”. A medida que el cerebro de Gómez se entrenaba, los autores del estudio elevaron la complejidad de la estimulación, aumentando el número de electrodos que activaban a la vez. “Lo fueron complicando y empecé a ver barras estrechas, anchas, cuadrados… y luego aprendí a distinguir los patrones, llegue a percibir un rostro humano y el de un perro”, dice. Incluso, pudo jugar a una versión simplificada del comecocos en la que tenía que evitar que la pillaran. “Fue una experiencia, como decirlo, total. No me salen las palabras”, termina.

En la detección de patrones y formas, la paciente pasó de un porcentaje de acierto del 81,4% al 100%. En el último mes de los seis que duraron los experimentos, fueron más allá e investigaron la percepción de letras usando la activación de 16 electrodos de forma simultánea. Gómez pudo distinguir algunas, como la L, C, V u O con un 70% de aciertos. Pero no pudieron inducir la percepción de todo el alfabeto e ignoran por qué.

Casi todo en la investigación es tan nuevo que no había precedentes con los que comparar. Por ejemplo, fueron ajustando la señal eléctrica hasta identificar el umbral necesario para lograr una respuesta del cerebro de la profesora. Los intentos de estimular el cerebro para que las personas ciegas recuperen al menos parte de la visión se remontan a los años setenta del siglo pasado. Pero siempre fue una estimulación desde fuera. Aquí abren la cabeza y van al cerebro directamente. A diferencia de los sistemas de electrodos que se ponen sobre el cuero cabelludo, que funcionan en el rango de los miliamperios, estos implantes directos rebajan el amperaje en varios órdenes de magnitud. La cercanía permite una mayor resolución con menos energía, pero había que afinar para evitar una estimulación excesiva. El umbral medio de la antigua docente lo cifraron en 66,8 microamperios.

Para Jaume Català, oftalmólogo de los hospitales catalanes Sant Joan de Déu y el de Bellvitge, los resultados de esta investigación son “un hito en visión artificial con estimulación cortical”. Enseguida limita su entusiasmo: “Se trata de un caso individual y de un estudio piloto”. Para Català, “esta aproximación es capaz de plantear posibles soluciones en aquellos pacientes que en algún momento tuvieron visión y la han perdido totalmente, ya sea por alteraciones de la retina o del nervio óptico”. Pero, aclara, el córtex visual debe ser funcional. “Aún estamos lejos de conseguir una visión funcional tanto por la duración de los implantes, como por su predictibilidad y la necesidad de estudiar y conocer mejor la complejidad y múltiples vías de las áreas visuales de la región cortical”, recuerda.

“Hemos recibido solicitudes de todo el mundo esperando volver a ver, pero eso no va a pasar, esto es investigación”

Eduardo Fernández, Instituto de Bioingeniería de la Universidad Miguel Hernandez

El trabajo muestra también lo mucho que queda por hacer. Para que personas como Gómez puedan aprovechar los resultados de investigaciones de este tipo, todavía hay que solventar varios problemas. Uno es el del número de electrodos. Los 96 usados aquí, que ocupan un cuadrado de 4x4 milímetros tendrían que ser ampliados y mucho. El equipo de Fernández publicó en la revista Science un experimento en el que usaron una placa con 1.024 electrodos para estudiar la respuesta cerebral, “pero fue en monos que veían”, recuerda el neurocientífico.

Otro obstáculo a esquivar es que Gómez tenía que estar conectada a una unidad central mientras participaba en las pruebas. Una vez terminaba, se desenchufaba y dejaba de ver esos fosfenos. Y transmitir y recibir de forma inalámbrica requeriría una energía que podría generar otros problemas. “Necesitamos más datos” dice el investigador de la UMH. Para ello, han ampliado los ensayos a otras personas. “Hemos recibido solicitudes de todo el mundo esperando volver a ver, pero eso no va a pasar, esto es investigación. Buscamos gente como Berna, que sabía que no iba a volver a ver. Si no, les podríamos hacer mucho daño”, resalta.

Bernardeta Gómez asegura que no siente especial nostalgia por haber vuelto a ver un poco durante unos meses. En sus propias palabras: “Sabía a lo que iba. Tenía muy claro que no iba a recuperar la vista, pero siento una gran satisfacción personal y con eso ya me siento pagada”.

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