Activar el cerebro mediante la luz, el futuro de las prótesis para invidentes

Susana Martínez-Conde y Stephen Mackinik son marido y mujer. Y los dos son neurocientíficos. Ella, de A Coruña, dirige el laboratorio de Neurociencia Integrativa en la Universidad del Estado de Nueva York (Sunny) y él, estadounidense, hace lo propio con el de Neurociencia Transacional, también en la misma institución. A ambos les une el amor, la ciencia, su pasión por divulgar los entresijos del cerebro y sus tres hijos. Pero desde hace unos días también lo hace un reto común: diseñar, o al menos poner los cimientos para ello, una prótesis visual capaz de restaurar la visión. Es el proyecto que les acaba de conceder y financiar con un millón de dólares la Fundación Nacional de la Ciencia de Estados Unidos (NST), una agencia federal independiente dedicada a la investigación y la educación.

Se trata de un desafío asumido por muchos otros científicos, pero que hasta el momento no está ofreciendo los resultados deseados. No lo hace porque las estrategias diseñadas hasta el momento se centran en la microestimulación eléctrica directa de determinadas zonas del cerebro, una aproximación que plantea grandes dificultades. El mayor obstáculo lo supone el hecho de que esta técnica es incapaz de activar células neuronales específicas en un número suficiente grande como para generar una visión de alta calidad, sin obviar el aspecto crucial de que la estimulación no solo enciende las células que se han marcado como objetivo, sino también otras adicionales, lo que da lugar a una confusión en la entrada de señales al sistema visual. La consecuencia es que se disminuye la precisión y la claridad de estas señales, lo que supone una visión de baja calidad y contraste.

Optogenética

El enfoque de Susana Martínez-Conde y Stephen Macknik es muy diferente. Ambos investigadores recurrirán a la optogenética, una combinación de la genética, la óptica y la virología para controlar eventos específicos de las células, y a métodos computacionales. O, lo que es lo mismo, la estimulación de las neuronas que se pretenden activar se hará con luz en una zona del cerebro cuyo mapa se definirá con técnicas computacionales.

Para ello, los neurocientíficos infectarán neuronas que contienen genes similares a los que codifican proteínas sensibles a la luz en los fotoreceptores de la retina. Esto permitirá transformar las células cerebrales en células sensibles a la luz, análogas a las que posee la retina. «A continuación -explica la investigadora gallega- desarrollaremos la teoría computacional y técnicas de estimulación necesarias para activar las neuronas utilizando luces implantadas en el cerebro, para que respondan de la misma manera en que lo harían durante el proceso normal de la visión en un cerebro no implantado».

«Lo que distingue nuestro proyecto de intentos previos -resalta Martínez-Conde- es que hemos ideado una forma de mapear la función visual de las neuronas en los cerebros de personas invidentes y de estimular estas células con alta precisión».

«Tal y como hace el cerebro del vidente, esta aproximación nos permitirá estimular el cerebro con la máxima agudeza y contraste», constata Stephen Macknik. «Si funciona tal y como esperamos -añade-, los pacientes experimentarán percepción visual de alta calidad en la porción del campo visual correspondiente a la entrada de señales en la prótesis».

El proyecto tiene una duración de cuatro años. Y, puede que, al final, las prótesis vean la luz.

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