Recuperació inesperada de la visió en una persona cega mitjançant microestimulació cerebral
Assaig clínic d’estimulació elèctrica de l’escorça visual, dut a terme per personal de l’àrea de Bioenginyeria, Biomaterials i Nanomedicina del CIBER (CIBER-BBN) a la Universitat Miguel Hernández d’Elx
Un pacient amb ceguesa total causada per un dany irreversible del nervi òptic ha recuperat parcialment la visió natural després de participar en un assaig clínic d’estimulació elèctrica de l’escorça visual, dut a terme per personal de l’àrea de Bioenginyeria, Biomaterials i Nanomedicina del CIBER (CIBER-BBN) a la Universitat Miguel Hernández d’Elx (UMH).
El cas, observat en el marc d’un estudi dissenyat per avaluar la seguretat i la viabilitat d’una pròtesi visual cortical, ha sorprès l’equip investigador en mostrar una millora visual espontània, sostinguda en el temps i independent de l’implant.
El Laboratori de Neuroenginyeria Biomèdica de la UMH ha dut a terme fins ara quatre assaigs clínics amb persones cegues voluntàries. En aquest context, els científics han identificat un fenomen tan excepcional com inesperat: un dels participants, que havia viscut en foscor total durant més de tres anys, va començar a recuperar progressivament part de la seva visió natural després d’iniciar l’estimulació elèctrica directa de l’escorça cerebral.
“Com en tots els assaigs, l’objectiu era generar percepcions visuals artificials mitjançant l’estimulació directa del cervell, no restaurar la visió natural”, explica l’investigador principal de l’estudi, director de l’Institut de Bioenginyeria de la UMH i cap de grup del CIBER-BBN, Eduardo Fernández Jover.
El fet que un dels participants hagi experimentat una millora mesurable i sostinguda de la seva visió suggereix la possible influència de factors individuals encara per determinar. El cas s’ha publicat a la revista Brain Communications.
La neuròloga de l’Hospital de la Vega Baja d’Oriola i membre del grup NBio de la UMH, Arantxa Alfaro Sáez, assenyala que, tot i que s’han descrit alguns casos de recuperació de la visió en pacients amb dany sever del nervi òptic, aquests s’han produït habitualment durant els primers mesos després de la lesió. Per això, considera especialment inusual que aquesta recuperació pugui produir-se després de tant de temps.
Una pròtesi visual implantada al cervell
El procediment va consistir en la implantació quirúrgica d’una matriu intracortical formada per 100 microelèctrodes a l’escorça visual primària, la regió del cervell encarregada de processar la informació visual.
A través d’aquesta matriu, els investigadors aplicaven patrons d’estimulació elèctrica controlats amb l’objectiu de generar percepcions visuals artificials, conegudes com a fosfens.
Els fosfens són sensacions visuals —com punts, llums o formes— que poden aparèixer quan s’estimula el sistema visual, encara que no hi hagi una imatge visual convencional procedent dels ulls.
Per tant, la tecnologia no intentava reparar el nervi òptic danyat ni regenerar la retina, sinó establir una comunicació directa amb el cervell, evitant les vies visuals afectades.
La primera percepció: una ombra en moviment
Només dos dies després de la cirurgia, mentre encara estava hospitalitzat, el pacient va informar que començava a percebre llums i moviments davant seu.
En aquell moment, els investigadors tot just havien començat a estimular l’escorça visual per calibrar el sistema.
Durant una de les proves, els investigadors van fer gestos davant del pacient i aquest va ser capaç de descriure correctament la posició dels seus braços i identificar on es trobaven les persones que l’envoltaven.
El pacient va descriure aquesta primera percepció visual natural com una ombra en moviment.
Era la primera vegada que percebia visualment el seu entorn després d’anys de ceguesa total.
Un entrenament visual durant mesos
Durant els mesos següents, el pacient va seguir una rutina diària d’entrenament visual, amb almenys 30 minuts d’exercicis estandarditzats cada dia.
Les proves augmentaven progressivament de complexitat i permetien analitzar diferents aspectes de la funció visual:
- Percepció de la llum.
- Localització espacial.
- Percepció del moviment.
- Agudesa visual.
- Sensibilitat al contrast.
- Cerca i identificació d’objectes.
- Reconeixement de formes.
- Identificació de lletres i números.
- Seguiment d’objectes.
Segons Leili Soo, investigadora de la UMH i també primera autora de l’estudi, aquest entrenament, juntament amb la motivació del participant, podria haver tingut un paper rellevant en la recuperació parcial de la seva visió natural.
Un dels aspectes més sorprenents és que la millora visual va persistir fins i tot després de retirar quirúrgicament l’implant intracortical.
El cervell va tornar a respondre als estímuls visuals
Els investigadors també van analitzar els potencials visuals evocats, és a dir, els senyals elèctrics que genera el cervell com a resposta als estímuls visuals.
Aquestes senyals permeten als científics comprovar si la informació visual arriba correctament al cervell.
Abans de començar l’estudi, aquestes respostes eren pràcticament inexistents en aquest participant.
Amb el pas del temps, però, les senyals van anar reapareixent i millorant progressivament, fet que proporcionava una evidència objectiva i mesurable de la recuperació de la funció visual.
Més agudesa visual i autonomia
En conjunt, el voluntari va mostrar una millora significativa de l’agudesa visual i un augment notable de la seva autonomia.
Va aconseguir identificar formes i lletres de manera consistent, millorar la coordinació necessària per agafar objectes i desenvolupar una major confiança en els seus desplaçaments quotidians.
El mateix pacient va explicar que la visió recuperada li permetia desenvolupar-se amb més seguretat en la seva vida diària.
Aquest aspecte és especialment rellevant perquè la recuperació visual no es limita únicament a obtenir una resposta en una prova de laboratori. Qualsevol millora que permeti a una persona orientar-se, identificar objectes o moure’s amb més autonomia pot tenir un impacte directe en la seva qualitat de vida.
Un resultat excepcional que encara necessita confirmació
Tot i l’impacte dels resultats, l’equip investigador insisteix que cal interpretar-los amb prudència.
La recuperació observada només s’ha produït en un dels participants de l’estudi. Això significa que encara no se sap si es tracta d’un fenomen que es podria reproduir en altres persones o si respon a unes característiques específiques d’aquest pacient.
Els investigadors consideren possible que existeixin factors individuals que hagin contribuït als resultats.
“Cada cervell és diferent i la resposta pot variar enormement segons la patologia, la durada de la ceguesa i la visió residual prèvia”, explica Fernández Jover, que adverteix que la recuperació observada podria no repetir-se en altres pacients.
Els futurs estudis hauran de determinar si aquest fenomen és un cas aïllat o si pot reproduir-se de manera sistemàtica.
Una possible nova via per a la rehabilitació visual
Malgrat aquestes limitacions, els resultats poden tenir importants implicacions per a la recerca en neuroenginyeria i rehabilitació visual.
Segons el professor Eduardo Fernández, aquests resultats podrien contribuir al desenvolupament de noves aproximacions terapèutiques per recuperar o rehabilitar la funció visual en persones amb lesions greus de les vies visuals.
També podrien obrir la porta, en el futur, a estudiar tècniques menys invasives, com ara la estimulació elèctrica transcranial, per intentar modular l’activitat de les regions cerebrals relacionades amb la visió.
Però encara queden moltes preguntes obertes: com funciona exactament el complex circuit neuronal que permet la visió? Quins són els paràmetres d’estimulació òptims? Com respon el cervell a una estimulació artificial mantinguda en el temps?
La investigació haurà d’anar responent aquestes qüestions abans que aquesta tecnologia pugui arribar a tenir una aplicació clínica generalitzada.
Una línia de recerca que ja havia aconseguit crear percepcions visuals
Aquest no és el primer avenç del Laboratori de Neuroenginyeria Biomèdica de la UMH.
L’any 2021, el grup va aconseguir implantar de manera segura en el cervell d’una persona cega un dispositiu capaç d’induir la percepció de formes simples i lletres, amb una resolució superior a la que s’havia aconseguit fins aleshores.
Posteriorment, l’equip també ha desenvolupat una tecnologia capaç d’establir una comunicació bidireccional amb l’escorça visual, amb l’objectiu d’aconseguir una visió artificial més natural i funcional.
Gràcies a aquesta tecnologia, persones implantades han estat capaces de reconèixer objectes i lletres i fins i tot de moure’s i orientar-se en entorns complexos.
La importància de la participació de les persones cegues en la recerca
Els investigadors de la UMH destaquen també el paper fonamental dels participants en aquest tipus d’assaigs.
Les persones que han participat en aquests estudis no ho han fet amb la garantia ni l’expectativa de recuperar la visió, sinó amb la voluntat de contribuir a entendre millor com funciona el sistema visual i com es podria arribar a restaurar el complex diàleg neuronal que fa possible la visió.
El mateix equip expressa el seu agraïment als participants, ja que la seva implicació permet avançar en un camp de recerca que podria tenir, en el futur, importants conseqüències per a persones amb lesions greus del sistema visual.
Un pas més en la recerca per restaurar la visió
L’estudi, realitzat en estreta col·laboració amb l’Hospital IMED Elx, representa un nou pas en el desenvolupament de les pròtesis visuals corticals i en la comprensió de la capacitat del cervell per reorganitzar i recuperar determinades funcions.
El més destacable no és només que una persona cega hagi recuperat parcialment la visió, sinó que aquesta recuperació hagi aparegut de manera inesperada i s’hagi mantingut després de retirar l’implant.
És un resultat que encara necessita ser reproduït i estudiat en profunditat, però que obre una pregunta especialment interessant per a la neurociència: pot el cervell recuperar part de la seva capacitat visual després d’anys de ceguesa?
La resposta encara no és coneguda. Però aquest cas suggereix que la capacitat de recuperació del sistema visual podria ser més gran del que fins ara es pensava.
L’estudi ha estat finançat pel Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, la Unió Europea a través del programa Horitzó 2020 i el programa PROMETEO de la Generalitat Valenciana. També hi han participat investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de la UMH i de la Càtedra Bidons Egara, així com membres del consorci CIBER-BBN, adscrit a l’Institut de Salut Carlos III.