Um minúsculo chip sem fio colocado na parte posterior do olho, combinado com um par de óculos inteligentes avançados, restaurou parcialmente a visão em pessoas com degeneração macular relacionada à idade avançada. Num estudo clínico liderado pela Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford e colaboradores internacionais, 27 dos 32 participantes recuperaram a capacidade de ler um ano após receberem os implantes.
Com recursos digitais como zoom ajustável e contraste aprimorado, alguns participantes alcançaram clareza visual comparável à visão 20/42.
Os resultados foram publicados em 20 de outubro em revista de medicina da nova inglaterra.
Marcos na restauração da visão funcional
O implante, chamado PRIMA e desenvolvido pela Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford, é o primeiro dispositivo protético ocular a restaurar a visão utilizável em pessoas com perda de visão incurável. A tecnologia permite que os pacientes reconheçam formas e padrões, um nível de visão conhecido como visão de forma.
“Todas as tentativas anteriores de usar dispositivos protéticos para fornecer visão foram essencialmente sobre a sensibilidade à luz, e não sobre a verdadeira formação da visão”, disse Daniel Palanker, Ph.D., professor de oftalmologia e co-autor sênior do artigo. “Somos os primeiros a oferecer visão de forma.”
O estudo foi co-liderado por José-Alain Sahel, MD, professor de oftalmologia na Faculdade de Medicina da Universidade de Pittsburgh, e Frank Holz, MD, da Universidade de Bonn, Alemanha, atuou como autor principal.
Como funciona o sistema PRIMA
O sistema consiste em duas partes principais: uma pequena câmera acoplada a um par de óculos e um chip sem fio implantado na retina. A câmera captura informações visuais e as projeta por meio de luz infravermelha até o implante, que as converte em sinais elétricos. Esses sinais substituem fotorreceptores danificados que normalmente detectam luz e enviam dados visuais ao cérebro.
O projeto PRIMA representa um esforço científico de décadas envolvendo extensos protótipos, testes em animais e testes preliminares em humanos.
Palanque teve a ideia pela primeira vez há duas décadas, enquanto usava lasers oftálmicos para tratar doenças oculares. “Percebi que deveríamos aproveitar o fato de o olho ser transparente para transmitir informações através da luz”, disse ele.
“O dispositivo que idealizamos em 2005 está agora funcionando extremamente bem nos pacientes.”
Substituindo um fotorreceptor ausente
Os participantes do último estudo têm uma forma avançada de degeneração macular relacionada à idade chamada atrofia geográfica, que destrói gradualmente a visão central. A doença afeta mais de 5 milhões de pessoas em todo o mundo e é a principal causa de cegueira irreversível em idosos.
Na degeneração macular, as células fotorreceptoras no centro da retina degeneram, deixando apenas uma visão periférica limitada. No entanto, muitos neurônios da retina que processam informações visuais permanecem intactos, e o PRIMA aproveita essas estruturas sobreviventes.
O implante mede apenas 2 x 2 mm e é colocado em áreas da retina onde faltam fotorreceptores. Ao contrário dos fotorreceptores naturais, que respondem à luz visível, o chip detecta a luz infravermelha emitida pelos óculos.
“A projeção é feita com luz infravermelha porque queremos ter certeza de que ela não será visível para os demais fotorreceptores na parte externa do implante”, disse Palanque.
Combinando visão natural e artificial
Este design permite que os pacientes utilizem simultaneamente a sua visão periférica natural e a sua nova visão central protética, melhorando a sua capacidade de auto-orientação e movimento.
“O fato de eles verem a visão protética e periférica ao mesmo tempo é importante porque eles podem combinar e tirar o máximo proveito de sua visão”, disse Palanque.
Como o implante é fotovoltaico – dependendo apenas da luz para gerar corrente elétrica – ele funciona sem fio e pode ser colocado com segurança sob a retina. As primeiras versões de dispositivos oculares artificiais exigiam uma fonte de alimentação externa e cabos que se estendiam até a parte externa do olho.
leia novamente
O novo estudo incluiu 38 pacientes com mais de 60 anos que apresentavam atrofia geográfica devido à degeneração macular relacionada à idade e apresentavam acuidade visual pior que 20/320 em pelo menos um olho.
Quatro a cinco semanas após a implantação do chip em um olho, o paciente começa a usar óculos. Embora alguns pacientes pudessem reconhecer os padrões imediatamente, todos melhoraram a sua visão ao longo de meses de treinamento.
“Podem ser necessários vários meses de treinamento para atingir o desempenho ideal, semelhante ao treinamento necessário para os implantes cocleares dominarem a audição protética”, disse Palanque.
Dos 32 pacientes que completaram o estudo de um ano, 27 conseguiram ler e 26 experimentaram melhorias clinicamente significativas na visão, definidas como a capacidade de ler pelo menos duas linhas adicionais num gráfico oftalmológico padrão. Em média, a visão dos participantes melhorou cinco linhas; em um caso, melhorou em 12 linhas.
Os participantes usavam as próteses no dia a dia para ler livros, rótulos de alimentos e placas de metrô. Os óculos permitem ajustar o contraste e o brilho e ampliar até 12x. Dois terços dos usuários ficaram moderadamente a altamente satisfeitos com o dispositivo.
Dezenove participantes experimentaram efeitos colaterais, incluindo hipertensão intraocular (alta pressão dentro do olho), rupturas periféricas da retina e hemorragia sub-retiniana (sangue sob a retina). Nenhum deles apresentava risco de vida e quase todos os problemas foram resolvidos em dois meses.
visão futura
Atualmente, os dispositivos PRIMA oferecem apenas visão em preto e branco, sem sombras intermediárias, mas Palanker está desenvolvendo software que em breve permitirá uma gama completa de escalas de cinza.
“O número um na lista de desejos dos pacientes é a leitura, mas em segundo lugar está o reconhecimento facial”, disse ele. “E o reconhecimento facial requer tons de cinza.”
Ele também está projetando chips que podem fornecer visão de maior resolução. A resolução é limitada pelo tamanho dos pixels no chip. Atualmente, a largura do pixel é de 100 mícrons, com 378 pixels por chip. Novas versões foram testadas em mouses e podem ter larguras de pixels de até 20 mícrons, com 10.000 pixels em cada chip.
Palanke também quer testar se o dispositivo pode tratar outros tipos de cegueira causada pela falta de fotorreceptores.
“Esta é a primeira versão do chip e a resolução é relativamente baixa”, disse ele. “A próxima geração de chips terá pixels menores, terá melhor resolução e será combinada com óculos mais elegantes”.
Palanker disse que o chip de pixel de 20 mícrons pode fornecer aos pacientes uma visão 20/80. “Mas com o zoom eletrônico, eles podem chegar mais perto de 20/20.”
Pesquisadores da Universidade de Bonn, Alemanha; a Fundação Hospital Rothschild, França; Morefield Eye Hospital e University College Londres; Hospital Universitário Acadêmico Ludwigshafen; Universidade de Roma II; Centro Médico da Universidade de Lübeck-Schleswig-Holstein; Hospital da Cruz Vermelha e Claude Bernard Lyon 1; Hospital San Giovanni Adolorata; Centro Paradiso Monticelli e Universidade de Aix-Marselha; Hospital Comunitário de Creteil e Hospital Henri Mondor; Hospital Nacional do Sarre; Universidade de Nantes; Hospital Oftalmológico Universitário de Tübingen; Centro Médico Universitário de Münster; Hospital Universitário de Bordéus; Hospital Nacional 15-20; Centro Médico da Universidade Erasmus; Universidade de Ulm; Corporação Científica; Universidade da Califórnia, São Francisco; Universidade de Washington; Escola de Medicina da Universidade de Pittsburgh; e a Sorbonne University contribuíram para este estudo.
A pesquisa foi financiada pela ScienceInc, pelo Instituto Nacional de Pesquisa em Saúde e Cuidados, pelo Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust e pelo Instituto de Oftalmologia da University College London.
