La cecità colpisce 40 milioni di persone in tutto il mondo. Una neuroprotesi potrebbe un giorno ripristinare la visione funzionale nei ciechi.
Il ripristino della vista nei ciechi attraverso un impianto cerebrale è sul punto di diventare realtà. Recenti scoperte presso l’Istituto olandese di neuroscienze (NIN) mostrano che gli impianti ad alta risoluzione di nuova concezione nella corteccia visiva consentono di riconoscere forme e percezioni indotte artificialmente.
I risultati dello studio sono stati pubblicati su Science il 3 dicembre.
L’idea di stimolare il cervello tramite un impianto per generare percezioni visive artificiali non è nuova e risale agli anni ’70. Tuttavia, i sistemi esistenti sono in grado di generare solo un piccolo numero di “pixel” artificiali alla volta. Al NIN, i ricercatori di un team guidato da Pieter Roelfsema stanno ora utilizzando nuove tecnologie di produzione e impianto di impianti, ingegneria dei materiali all’avanguardia, fabbricazione di microchip e microelettronica, per sviluppare dispositivi più stabili e durevoli rispetto agli impianti precedenti. I primi risultati sono molto promettenti.
Stimolazione elettrica
Quando la stimolazione elettrica viene erogata al cervello tramite un elettrodo impiantato, genera la percezione di un punto di luce in una particolare posizione nello spazio visivo, noto come ‘fosfene’. “Il team ha sviluppato impianti ad alta risoluzione costituiti da 1024 elettrodi e li ha impiantati nella corteccia visiva di due scimmie vedenti. Il loro obiettivo era quello di creare immagini interpretabili fornendo stimolazione elettrica simultaneamente tramite più elettrodi, per generare una percezione composta da più fosfeni. “Il numero di elettrodi che abbiamo impiantato nella corteccia visiva e il numero di pixel artificiali che possiamo generare per produrre immagini artificiali ad alta risoluzione non ha precedenti “, afferma Roelfsema.
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Riconoscere punti, linee e lettere
Le scimmie dovevano prima eseguire un semplice compito comportamentale in cui eseguivano movimenti oculari per segnalare la posizione di un fosfene che veniva suscitato durante la stimolazione elettrica tramite un singolo elettrodo. Sono state anche testate su attività più complesse come un’attività di direzione del movimento, in cui è stata erogata la micro-stimolazione su una sequenza di elettrodi, e un’attività di discriminazione delle lettere, in cui è stata erogata la micro-stimolazione su 8-15 elettrodi contemporaneamente, creando una percezione sotto forma di lettera. Le scimmie hanno riconosciuto con successo forme e percezioni, comprese linee, punti in movimento e lettere, usando la loro visione artificiale.
“Il nostro impianto si interfaccia direttamente con il cervello, aggirando le fasi precedenti dell’elaborazione visiva tramite l’occhio o il nervo ottico. Pertanto, in futuro, tale tecnologia potrebbe essere utilizzata per combattere la cecità attraverso il ripristino dell’ipovisione in persone non vedenti che hanno subito lesioni o degenerazione della retina, occhio o nervo ottico, ma la cui corteccia visiva rimane intatta “, spiega Xing Chen, ricercatore post-dottorato nel team di Roelfsema.
Questa ricerca pone le basi per un dispositivo neuroprotesico che potrebbe consentire alle persone profondamente cieche di riacquistare una visione funzionale e di riconoscere oggetti, muoversi in ambienti sconosciuti e interagire più facilmente in contesti sociali, migliorando significativamente la loro indipendenza e qualità della vita.
(Immagine: Credit Public Domain).
