O tempo não é amigo do seu corpo. Os anos vão desgastar a cor do seu cabelo, embotar a pontapés das suas articulações, apagar a elasticidade da sua pele. Entre essas muitas indignidades de idade, no entanto, uma das piores é a potencial perda de visão.
A principal causa da perda de visão relacionada à idade é a degeneração macular - uma doença que devora lentamente a visão central, deixando um buraco obscuro ou escuro no meio do seu campo de visão. Os Institutos Nacionais de Saúde estimam que até 2020 quase três milhões de americanos com mais de 40 anos sofrerão algum estágio da doença. Mas a perda de visão não se restringe aos idosos. A Retinitis pigmentosa, uma doença herdada geneticamente, também afeta cerca de 1 em 4.000 pessoas nos Estados Unidos - jovens e idosos.
As doenças visam os fotorreceptores, que são as células em forma de haste e cone na parte posterior do olho. Essas células convertem a luz em um sinal elétrico que viaja para o cérebro através do nervo óptico. A degeneração macular e a retinite pigmentosa decompõem esses fotorreceptores. Nas formas mais avançadas da doença, muitas tarefas tornam-se quase impossíveis sem assistência: ler texto, assistir TV, dirigir um carro, até identificar rostos.
Embora os impactos sejam severos, nem toda a esperança é perdida. O restante dos neurônios e células da retina que transmitem os sinais elétricos é muitas vezes deixado intacto. Isso significa que, se os cientistas conseguirem montar um dispositivo que imite essencialmente a função dos bastonetes e dos cones, o corpo ainda pode processar os sinais resultantes.
Pesquisadores e desenvolvedores de todo o mundo estão tentando fazer exatamente isso. Uma equipe da Stanford está usando uma solução pequena e elegante: minúsculos implantes de fotodiodo, uma fração da largura de um fio de cabelo, inseridos sob a parte danificada da retina.
"Funciona como os painéis solares em seu telhado, convertendo a luz em corrente elétrica", diz Daniel Palanker, professor de oftalmologia da Universidade de Stanford, em um comunicado de imprensa sobre o trabalho. "Mas em vez da corrente que flui para a sua geladeira, ela flui para a sua retina."
PRIMA consiste em implantes de retina, um par de óculos com uma câmera de vídeo e um computador de bolso. (Daniel Palanker Lab) Apelidado de PRIMA (Photovoltaic Retinal IMplAnt), os minúsculos painéis são emparelhados com um conjunto de óculos que possuem uma câmera de vídeo embutida no centro. A câmera tira fotos do ambiente e transfere sem fio as imagens para um computador de bolso para processamento. Então os óculos transmitem as imagens processadas aos olhos na forma de pulsos de luz infravermelha próxima.
A minúscula série de implantes de "painéis solares" de silício - cada um com cerca de 40 e 55 mícrons na última iteração do PRIMA - capta a luz infravermelha e a converte em um sinal elétrico, que é enviado pela rede natural de neurônios do corpo e convertido em imagem no cérebro.
Para testar o dispositivo, a equipe implantou os minúsculos painéis PRIMA em ratos, depois os expôs a flashes de luz, medindo sua resposta por eletrodos implantados sobre o córtex visual - a parte do cérebro que processa as imagens. Usando os implantes de 70 mícrons que eles desenvolveram na época, os pesquisadores descobriram que os ratos tinham cerca de 20/250 de visão - um pouco acima da cegueira legal nos EUA, que é a visão 20/200. Isso significa que uma pessoa pode ver a 20 pés o que uma pessoa com visão perfeita pode ver a 250 pés, tornando a maior parte do ambiente desfocada.
"Estas medições com 70 mícrons de pixels confirmaram nossa esperança de que a acuidade visual protética seja limitada pelo tom de pixel [ou a distância do centro de um pixel ao centro do próximo pixel]. Isso significa que podemos melhorá-lo, tornando os pixels menores, "Palanker escreve via e-mail. Eles já desenvolveram pixels de três quartos do tamanho. "Agora estamos trabalhando em pixels ainda menores", escreve ele.
A PRIMA não é, obviamente, a única equipe que persegue esse objetivo. Um dispositivo chamado Argus II da Second Sight, uma empresa sediada na Califórnia, já chegou ao mercado em os EUA Aprovado em fevereiro de 2013 pela Food and Drug Administration para pacientes com retinite pigmentosa grave, a configuração básica é semelhante ao PRIMA. Mas em vez de um painel solar, o implante é uma grade de eletrodos, que é anexada a uma caixa de eletrônicos do tamanho de uma ervilha e a antenas internas. Uma câmera de óculos pega uma imagem que é processada por um pequeno computador e então é transmitida sem fio para o implante, que dispara sinais elétricos para criar a imagem.
Mas existem vários inconvenientes para este sistema. Os componentes eletrônicos do implante são volumosos e as antenas podem sofrer interferência de eletrodomésticos ou outros dispositivos que dependam de antenas, como telefones celulares. O dispositivo também tem resolução limitada, restaurando a visão para cerca de 20 / 1.260 sem processamento de imagem adicional. Devido a essa resolução limitada, o FDA apenas aprovou seu uso em pacientes quase completamente cegos.
"A FDA não quer correr o risco de prejudicar a visão em um olho que já tem alguns, porque a quantidade de restauração visual é mínima", diz William Freeman, diretor do Jacobs Retina Center da Universidade da Califórnia em San Diego. . "Você pode ficar um pouco, mas não é muito."
Muitas outras tecnologias também estão sendo desenvolvidas. A empresa alemã Retinal Implant AG usa um chip digital, semelhante ao encontrado em uma câmera. Mas testes preliminares para a tecnologia em humanos foram misturados. Freeman é parte de outra empresa, a Nanovision, que emprega implantes de nanofios que são pouco maiores que um comprimento de onda de luz. Embora eles funcionem de maneira semelhante aos fotodiodos do PRIMA, Freeman diz que eles têm potencial para serem mais sensíveis à luz e podem ajudar futuros pacientes a enxergar em uma escala de cinza - não apenas em preto e branco. A tecnologia ainda está em testes em animais para avaliar sua eficácia.
"[Para] todas essas tecnologias, existem limitações intrínsecas", diz Grace L. Shen, diretora do programa de doenças da retina no National Eye Institute. Embora não esteja diretamente envolvido na pesquisa de próteses, Shen atua como oficial de programa de um dos subsídios que apóiam o trabalho de Palanker.
O PRIMA aborda alguns dos limites das soluções baseadas em eletrodos, como o Second Sight. Embora as imagens produzam ainda são preto e branco, PRIMA promete maior resolução sem a necessidade de fios ou uma antena. E como os implantes são modulares, eles podem ser revestidos para atender a cada paciente individualmente. "Você pode colocar quantas você precisar para cobrir um grande campo visual", diz Palanker.
Prima também é mais fácil de implantar. Uma seção da retina é separada com a injeção de fluido. Então uma agulha oca carregada com os painéis solares, essencialmente, é usada para posicionar os painéis no olho.
Mas, como em todas as cirurgias oculares, existem riscos, explica Jacque Duncan, oftalmologista da Universidade da Califórnia, em São Francisco, que não esteve envolvido no trabalho. Para a cirurgia sub-retinal, o PRIMA exige que esses riscos incluam descolamento de retina, sangramento e cicatrização. Existe também a possibilidade de que, se o dispositivo não for colocado corretamente, pode danificar a visão residual.
Dito isso, o novo dispositivo de Duncan é positivo. "Eu acho que este é um desenvolvimento emocionante", diz ela. "A abordagem PRIMA tem muito potencial para fornecer uma acuidade visual que pode ser comparável ou até melhor do que o dispositivo ARGUS II Second Sight atualmente aprovado."
Como Anthony Andreotolla, um paciente com um implante Argus II, disse à CBS no início deste ano, sua visão é certamente limitada: "Eu posso dizer a diferença entre um carro ou um ônibus ou um caminhão. Eu não posso dizer o que fazer o carro é." Mas a perspectiva de mais avanços é dar aos pacientes - incluindo Andreotolla, que sofre de retinite pigmentosa e perdeu toda a visão quando chegou aos 30 anos - a esperança para o futuro.
A PRIMA ainda tem um longo caminho pela frente antes de estar pronta para o mercado. A equipe fez uma parceria com a Pixium Vision da França e, juntos, estão trabalhando para a comercialização. Palanker e seus co-inventores detêm duas patentes relacionadas à tecnologia. O próximo passo são os testes em humanos, o primeiro dos quais foi aprovado pela agência reguladora francesa. Os ensaios começarão pequenos, apenas cinco pacientes que serão estudados ao longo de 36 meses. "Queremos ver quais são os limites e os problemas cirúrgicos", diz Palanker.
Estes testes servirão como base de prova para o dispositivo, diz Shen. "Até que eles realmente testem em humanos, não poderíamos ter certeza de quais são os benefícios."
A imagem à direita mostra um arranjo de 1 mm de largura implantado sub-retinivamente em um olho de rato. A imagem SEM demonstra uma maior ampliação da matriz com 70um pixels colocados no epitélio pigmentar da retina em um olho porcino. A inserção de cor à esquerda mostra um único pixel na matriz hexagonal. (Daniel Palanker Lab) No momento, explica Shen, a clareza visual que os aparelhos transmitem não é o que ela considera "imagens visuais significativas". Isso só pode ser alcançado por uma melhor compreensão das vias neurais. "Se você só tem um monte de fios, não faz um rádio", diz ela. "Você tem que ter a fiação correta."
O mesmo é verdade da visão; não é um sistema plug-and-play. Ao mapear todo o caminho neural, só então os pesquisadores esperam criar imagens mais nítidas usando dispositivos protéticos, talvez até imagens coloridas.
Palanker concorda. "O uso adequado dos circuitos retinianos remanescentes para gerar a produção retiniana o mais próximo possível da natureza deve ajudar a melhorar a visão protética", ele escreve em um e-mail.
Existem também doenças da visão, onde muitas dessas soluções não funcionam, diz Freeman. A perda de visão do glaucoma é um exemplo. "As células internas da retina estão mortas, então, o que quer que você estimule, não há conexões com o cérebro", diz ele.
Mas dezenas de pesquisadores de todos os campos estão no caso, ampliando os limites do que sabemos ser possível - engenheiros, cientistas de materiais, biólogos e outros. Embora possa demorar um pouco, provavelmente ainda há mais por vir. Assim como com nossos celulares e câmeras, diz Shen, os sistemas ficaram mais rápidos, mais eficientes e menores nas últimas décadas. "Espero que ainda não tenhamos chegado ao nosso limite", acrescenta ela.
A chave agora, diz Freeman, é administrar as expectativas. Por um lado, os pesquisadores estão tentando não dar falsas esperanças às pessoas. "Por outro lado, você não quer dizer às pessoas que isso é uma coisa sem esperança", diz ele. "Estamos tentando, e acho que, eventualmente, uma ou mais dessas abordagens funcionará."
