Se espera que la cantidad de estadounidenses con discapacidad visual o ceguera aumente a más de 8 millones para el año 2050, según una investigación dirigida por USC Gayle y Edward Roski Eye Institute realizada en 2016.
Con los baby boomers más jóvenes llegando a los 65 años para 2029, se espera que las enfermedades y afecciones oculares relacionadas con la edad aumenten durante lo que se denomina el "tsunami plateado".
Según expertos médicos, es seguro decir que muchos de esos casos serán causados por enfermedades degenerativas de la retina, la degeneración progresiva de los fotorreceptores sensibles a la luz en la retina.
Según estas estimaciones, existe una necesidad insatisfecha de nuevas tecnologías que traten la pérdida de la visión debido a enfermedades de degeneración de los fotorreceptores.
Si bien actualmente no existen terapias no invasivas exitosas disponibles para el tratamiento de la pérdida de la visión, los investigadores de la USC han presentado una nueva idea para abordar este problema creciente.
Actualmente, los oftalmólogos utilizan tecnología electrónica para estimular directamente las neuronas de la retina implantando dispositivos de electrodos dentro del ojo, una técnica que requiere una cirugía costosa e invasiva.
El equipo de investigación del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Escuela de Ingeniería Viterbi de la USC está explorando una solución no quirúrgica que podría restaurar la vista mediante el uso de otro de los cinco sentidos.
Sonido.
Tecnología de ultrasonido
"Esta es una tecnología innovadora", dijo Qifa Zhou, profesor de ingeniería biomédica y oftalmología en la USC. "En este momento, estamos haciendo estudios en animales tratando de usar la estimulación por ultrasonido para reemplazar la estimulación eléctrica".
El grupo de investigación está dirigido por Zhou y Mark S. Humayun, profesor de oftalmología e ingeniería biomédica en la USC, y uno de los inventores de Argus II, la primera retina artificial del mundo.
"La tecnología es ventajosa ya que no se requiere cirugía y no se implantará ningún dispositivo dentro del cuerpo", dijo Gengxi Lu, estudiante de doctorado en el laboratorio de Zhou. "Un dispositivo portátil de ultrasonido generará ondas de ultrasonido para estimular la retina."
De manera similar a cómo aparecen las formas y los puntos brillantes cuando presiona suavemente el globo ocular con los ojos cerrados; los investigadores se dieron cuenta de que aplicar presión en el ojo puede activar las neuronas y enviar señales al cerebro.
A diferencia de un ojo normal que se activa con la luz, los ojos ciegos fueron estimulados por presiones mecánicas generadas por ondas de ultrasonido en este estudio.
"Las neuronas presentes en la retina del ojo poseen canales mecánicamente sensibles que responden a la estimulación mecánica", explicó Lu. "Estas neuronas se activan cuando usamos ultrasonido para generar presión mecánica".
Cómo funciona
Para probar este enfoque de ultrasonido, en estudios preclínicos, el equipo de la USC estimuló los ojos de una rata ciega usando ondas de ultrasonido de alta frecuencia que son inaudibles para los humanos.
La tecnología utilizada en esta investigación es comparable a la sonda de ultrasonido utilizada para obtener imágenes de bebés que envía y recibe ondas de sonido a través del estómago de una mujer embarazada.
En este caso, para la estimulación de la retina, el grupo de investigación creó un pequeño dispositivo de ultrasonido que puede dirigirse a una región específica del ojo para enviar ondas de sonido a la retina, que se encuentra en la parte posterior del ojo.
Usando estos sonidos de alta frecuencia que se pueden manipular y enfocar en un área específica del ojo; el estudio demostró que cuando las ondas de ultrasonido se proyectan como un patrón, por ejemplo, la letra 'C', el cerebro de la ratafue capaz de recoger un patrón similar.
A diferencia de los humanos, los investigadores no pueden obtener respuestas directas sobre las experiencias visuales de la rata durante la estimulación con ultrasonido.
Para responder a estas preguntas sobre qué pudo visualizar exactamente la rata a partir de las ondas de ultrasonido, el equipo midió la actividad visual directamente desde el área del cerebro visual de la rata conocida como corteza visual al conectar una matriz de electrodos múltiples.
Basándose en las actividades visuales registradas en el cerebro, los investigadores descubrieron que la rata podía percibir visualizaciones comparables al patrón de estimulación de ultrasonido proyectado al ojo. Este trabajo acaba de publicarse en Fronteras BME Diario de socio científico.
El futuro
Actualmente, la investigación está financiada por una subvención de $ 2,3 millones de cuatro años del Instituto Nacional del Ojo NEI. El equipo solicitó recientemente otra subvención traslacional del NEI para llevar sus estudios al siguiente nivel.
Los estudios actuales se realizan principalmente con modelos de roedores. Sin embargo, el equipo planea probar este enfoque con modelos de primates no humanos antes de realizar ensayos clínicos en humanos.
"En este momento, estamos usando un transductor colocado frente al globo ocular de la rata para enviar las señales de ultrasonido a la retina, pero nuestro objetivo final es crear un transductor de lente inalámbrico", dijo el Dr. Zhou.
Mientras que el equipo actualmente está analizando las capacidades de la tecnología de ultrasonido para el estudio de la visión, su objetivo futuro es generar imágenes más nítidas e instalar el transductor de ultrasonido en una lente de contacto portátil para la próxima generación.
También hay una patente pendiente para esta novedosa tecnología de ultrasonido que espera cambiar la forma en que se trata la discapacidad visual en los próximos años.
Vídeo: http://youtu.be/8JMB6hrZDec
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad del Sur de California. Original escrito por Omar Lewis. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
referencia de diario:
Citar esta página:
Explora el últimas investigaciones científicas sobre el sueño y los sueños en este curso gratuito en línea de Nuevo científico-Regístrese ahora >>>
Visita Nuevo científico for more global science stories >>>