A capacidade de restaurar a visão aos cegos é um dos mais profundos actos de medicina curativa que se pode alcançar, em termos do impacto na vida do paciente afectado – e um dos mais difíceis de alcançar pela medicina moderna. Podemos restaurar a visão em um número limitado de cenários e há alguns olhos biônicos iniciais no mercado que podem restaurar a visão limitada em cenários muito específicos. Os pesquisadores podem ter dado um passo dramático para mudar isso no futuro, com os resultados de uma nova experiência para projetar uma retina biônica.
A equipe de pesquisa em questão publicou um artigo na Nature detalhando a construção de uma retina hemisférica construída a partir de nanofios de alta densidade. A forma esférica da retina tem sido historicamente um grande desafio para os dispositivos biomiméticos.
A luz entra no olho através da lente, que é curva – o que significa que a luz que atinge a retina já foi curvada. Quando você usa um sensor plano para capturá-la, há um limite intrínseco para o quanto a imagem pode ser focalizada. Isto parece ser o tipo de coisa com que a IA de ponta pode ser capaz de ajudar, mas a quantidade de poder de processamento disponível na parte de trás do globo ocular humano é limitada e o requisito de latência para a visão é praticamente nulo. Alternativamente, poderíamos resolver o problema do hemisfério. Foi isso que Zhiyong Fan, um engenheiro eletrônico e de computação da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong, e o resto da equipe de pesquisa fizeram.
Começaram com um hemisfério de folha de alumínio (como se faz). O tratamento eletroquímico transformou a folha de alumínio em um isolante conhecido como óxido de alumínio, e deixou-a cravejada com poros nanoscópicos através de seu serviço. Estes orifícios densamente fechados tornaram-se os canais para os nanofios perovskite que imitam a função da própria retina. A perovskite é utilizada na fabricação de células solares. Uma vez que os nanofios cresceram, os investigadores taparam o olho com uma lente artificial e encheram-no com um líquido iónico para imitar o humor vítreo do nosso próprio olho.
Este líquido iónico é importante para o processo, permitindo aos nanofios detectar a luz e transmitir os seus sinais para a electrónica externa de processamento de imagem.
O desempenho do olho artificial é impressionante. Como não está limitado pelos parâmetros biológicos da nossa própria lente, pode responder a comprimentos de onda de luz até 800nm. O alcance visual humano atinge cerca de 740mm; as cores acima deste comprimento de onda parecem-nos pretas. Se pudéssemos ver a 800nm, estaríamos vendo na faixa quase infravermelha (considerada como sendo de 750 – 1400nm). O tempo de processamento dos padrões de luz é de ~19ms, ou seja, metade do tempo do olho humano. Cortar a velocidade de reação do olho para 19ms pode reduzir o tempo total de reação humana – e a nitidez da imagem do olho artificial e a clareza geral foram melhores do que aquelas produzidas pelo Mark I Eyeball.
Note: Não leia isso como um comentário sobre a natureza das taxas de quadros e se os humanos podem ver acima de um determinado limiar de enquadramento. Os tempos de resposta e recuperação medidos no olho humano variam de 40ms a 150ms. O tempo médio total de reação humana está entre 200ms e 250ms. Indivíduos excepcionais por vezes excedem estas velocidades; tempos de reacção 150ms não são desconhecidos.
Em suma, esta retina artificial vê melhor do que nós em múltiplos aspectos, e tanto quanto sei, esta é a primeira vez que algo como isto foi construído. A nova retina até não tem um ponto cego.
The Long Road Ahead
Como detalhes científicos americanos, há muito trabalho a fazer antes que um sistema como este possa ser integrado num dispositivo funcional. Sistemas como o Second Sight (uma empresa que já cobrimos antes, ligada abaixo) se integram diretamente com o cérebro. Esta retina artificial não se integra. É uma prova de conceito de retina artificial que um dia poderá ser implantada num olho biónico, desde que os problemas actuais possam ser ultrapassados.
A superação desses problemas vai ser difícil. O sistema visual humano não é uma câmera, mesmo que possa ser conceitualmente descrito em termos semelhantes. A idéia de que nos beneficiaríamos das características que o sensor oferece implicitamente assume que podemos conectá-lo ao cérebro sem problemas o suficiente para permitir que esses benefícios se manifestem. Como existem diferentes formas de cegueira, soluções que funcionam para um tipo podem não funcionar para outro. A cegueira causada por danos cerebrais dificilmente seria ajudada por este tipo de solução – mesmo um olho artificial impecável não nos permitirá restaurar a visão para cada pessoa.
Pouco, o potencial a longo prazo aqui é tremendo. Já faz menos de uma década desde que os primeiros sensores artificiais de baixa resolução e escala de cinza chegaram ao mercado. Agora estamos tentando descobrir como construir um sistema plausivelmente superior e conectá-lo ao backend do servidor, se você perdoa a metáfora. Esperamos ver mais avanços no campo na próxima década.
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