„Credem că stimularea intraneurală poate fi o soluție valoroasă pentru mai multe dispozitive neuroprotetice pentru refacerea funcțională senzorială și motorie. Potențialul translațional al acestei abordări este, într-adevăr, extrem de promițător”, explică Silvestro Micera, președintele Fundației Bertarelli al EPFL în Neuroinginerie translațională și profesor de Bioelectronică la Scuola Superiore Sant Anna.

Orbirea afectează aproximativ 39 de milioane de oameni din lume. Mulți factori pot induce orbire, cum ar fi genetica, detașarea retinei, traume, accident vascular cerebral în cortexul vizual, glaucom, cataractă, inflamație sau infecție. Uneori, orbirea este temporară și poate fi tratată medical. Alteori, însă, este definitivă.

„Ideea este de a produce fosfene, senzația de a vedea lumina sub formă de puncte albe, fără a vedea direct lumina. Implanturile retiniene, un dispozitiv protetic pentru ajutarea nevăzătorilor, suferă de criterii de excludere. De exemplu, o jumătate de milion de oameni din întreaga lume sunt nevăzători din cauza retinitei pigmentare, o tulburare genetică, dar doar câteva sute de pacienți se califică pentru implanturi retiniene din motive clinice. Un alt implant cerebral care stimulează direct cortexul vizual este o altă strategie, deși riscantă. A priori, noua soluție intraneurală minimizează criteriile de excludere, deoarece nervul optic și calea către creier sunt adesea intacte”, se arată în materialul făcut public.

Încercări anteroare, nereușite

Încercările anterioare de stimulare a nervului optic în anii 90 au oferit rezultate neconcludente. Președintele Medtronic al EPFL în Neuroinginerie, Diego Ghezzi explică: „În acel moment, ei au folosit electrozi cu nervi de manșetă. Problema este că acești electrozi sunt rigizi și se mișcă, astfel încât stimularea electrică a fibrelor nervoase devine instabilă. Pacienții au avut dificiltăți în interpretarea stimulării, pentru că rezultatele au fost diferite mereu. Mai mult, probabil că au o selectivitate limitată, deoarece au recrutat fibre superficiale".

Electrozii intraneurali pot fi într-adevăr răspunsul pentru furnizarea de informații vizuale bogate  subiecților. Aceștia sunt, de asemenea, stabili și mai puțin susceptibili să se miște, odată ce au fost implantați la un subiect, potrivit oamenilor de știință. Electrozii cu manșetă sunt plasați chirurgical în jurul nervului, în timp ce electrozii intraneurali străpung nervul.

Semnalele luminoase, un ajutor în viața de zi cu zi pentru nevăzători

Împreună, Ghezzi, Micera și echipele lor au proiectat OpticSELINE, un tablou format din 12 electrozi. Pentru a înțelege cât de eficienți sunt acești electrozi la stimularea diferitelor fibre nervoase din nervul optic, oamenii de știință au livrat curent electric la nervul optic prin OpticSELINE și au măsurat activitatea creierului în cortexul vizual. Ei au dezvoltat un algoritm elaborat pentru a decoda semnalele corticale și au arătat că fiecare electrod stimulant induce un tipar specific și unic de activare corticală, ceea ce sugerează că stimularea intraneurală a nervului optic este selectivă și informativă.

Ca studiu preliminar, percepția vizuală din spatele acestor tipare corticale rămâne necunoscută. Ghezzi continuă, "deocamdată, știm că stimularea intraneurală are potențialul de a oferi tipare vizuale informative. Va fi nevoie de feedback de la pacienți în studiile clinice viitoare pentru a ajusta aceste tipare. Din perspectivă pur tehnologică, am putea face încercări clinice imediat".

Cu tehnologia curentului cu electrozi, un OpticSELINE uman ar putea avea până la 48-60 de electrozi. Acest număr limitat de electrozi nu este suficient pentru a restabili vederea în întregime, dar aceste semnale vizuale limitate ar putea fi concepute pentru a oferi un ajutor vizual pentru viața de zi cu zi.