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Pazienti ciechi per testare gli impianti bionici del cervello dell'occhio
Seconda vista
Il produttore della prima retina artificiale commerciale al mondo, che fornisce una vista parziale a persone con una certa forma di cecità, sta lanciando una sperimentazione clinica per un impianto cerebrale progettato per ripristinare la vista a più pazienti.
L'azienda, Second Sight, sta testando se una serie di elettrodi posizionati sulla superficie del cervello può restituire una visione limitata a persone che sono diventate parzialmente o completamente cieche. Per decenni, gli scienziati hanno cercato di sviluppare impianti cerebrali per restituire la vista ai ciechi, ma hanno avuto un successo limitato. Se il dispositivo Second Sight funziona, potrebbe aiutare milioni di pazienti ciechi in tutto il mondo, compresi quelli che hanno perso uno o entrambi gli occhi.
Il dispositivo, chiamato Orion, è una versione modificata dell'attuale occhio bionico Argus II dell'azienda, che prevede un paio di occhiali dotati di una fotocamera e un processore esterno. La Food and Drug Administration statunitense ha concesso all'azienda un'approvazione condizionale per un piccolo studio che ha coinvolto cinque pazienti in due siti, il Baylor College of Medicine e l'Università della California, Los Angeles. Second Sight deve ancora condurre ulteriori test del dispositivo e rispondere ad alcune domande prima di iniziare lo studio, ma spera di iniziare ad arruolare i pazienti in ottobre e di eseguire il suo primo impianto entro la fine dell'anno.
Second Sight ha ottenuto l'approvazione per la prima volta in Europa nel 2011 per Argus II, seguita da un'approvazione della FDA nel 2013 (vedi Bionic Eye Implant Approved for US Patients). In Europa, da allora sono state approvate altre due protesi retiniche: una è commercializzata dalla società francese Pixium Vision e un'altra dalla società tedesca Retina Implant.
Conosciuto anche come occhio bionico, tutti e tre i dispositivi hanno lo scopo di ripristinare la vista nei pazienti con una malattia genetica dell'occhio chiamata retinite pigmentosa. La malattia provoca una graduale perdita della vista quando le cellule sensibili alla luce chiamate fotorecettori si rompono nella retina, la membrana tissutale che riveste la parte posteriore dell'occhio. Si stima che circa 1,5 milioni di persone in tutto il mondo, comprese circa 100.000 persone negli Stati Uniti, abbiano la retinite pigmentosa. Questa è una piccola percentuale dei 39 milioni di persone nel mondo che sono cieche, secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità.
Un rendering del dispositivo Orion di Second Sight, un impianto cerebrale che utilizza la maggior parte della tecnologia del dispositivo esistente dell'azienda, l'Argus II.
Ma Robert Greenberg, presidente del consiglio di Second Sight, afferma che la società ha venduto solo circa 250 dispositivi Argus II, un numero inferiore al previsto. Il dispositivo costa circa $ 150.000 e ripristina la visione minima. Solo 15 centri negli Stati Uniti offrono la tecnologia e, con la concorrenza all'estero, Second Sight spera che il suo nuovo impianto cerebrale possa essere utilizzato da molte più persone.
Argus II di Second Sight utilizza una fotocamera montata su un paio di occhiali per acquisire immagini. Le immagini vengono inviate a un piccolo processore indossato dal paziente, che utilizza un software speciale per convertire le immagini in una serie di istruzioni che vengono inviate al chip impiantato vicino alla retina. Tali istruzioni vengono quindi trasmesse come una serie di impulsi elettrici a una serie di elettrodi, impiantati anche intorno all'occhio.
Le persone con retinite pigmentosa possono beneficiare del dispositivo perché la malattia distrugge solo i fotorecettori specializzati lasciando intatte le cellule rimanenti della retina. Queste cellule retiniche sono in grado di trasmettere le informazioni visive lungo il nervo ottico al cervello, producendo schemi di luce nel campo visivo di un paziente.
Il nuovo dispositivo, l'Orion, prende in prestito circa il 90 percento della sua tecnologia dall'Argus II ma ignora l'occhio. Invece, una serie di elettrodi è posizionata sulla superficie della corteccia visiva, la parte del cervello che elabora le informazioni visive. Fornire impulsi elettrici qui dovrebbe dire al cervello di percepire schemi di luce.
In alcuni tipi di cecità, il nervo ottico è danneggiato, quindi devi andare a valle. Con l'Orion, stiamo essenzialmente sostituendo completamente l'occhio e il nervo ottico, afferma Greenberg. Con questo approccio, chiunque avesse una vista ma l'abbia persa per quasi tutte le cause potrebbe essere potenzialmente aiutato dalla tecnologia Orion.
Second Sight stima che circa 400.000 pazienti con retinite pigmentosa in tutto il mondo sono idonei per il suo attuale dispositivo, ma circa 6 milioni di persone non vedenti a causa di altre cause, come cancro, retinopatia diabetica, glaucoma o traumi potrebbero ipoteticamente utilizzare Orion.
Greenberg spera che l'approccio ripristinerà lo stesso grado di visione dell'Argus II, forse un po' di più. Tuttavia, le persone con occhi bionici hanno una vista limitata. Possono distinguere la luce dall'oscurità e riconoscere i contorni degli oggetti nella loro vista, ma non possono vedere il colore. Anche le esperienze dei pazienti variano. Alcuni possono leggere lettere minuscole ma altri no.
Uno dei principali svantaggi è che il dispositivo richiede un intervento chirurgico più invasivo rispetto all'Argus II. Una piccola sezione del cranio deve essere rimossa per esporre l'area del cervello in cui è posizionata la serie di elettrodi. Poiché gli impianti cerebrali elettrici comportano rischi come infezioni o convulsioni, il primo studio clinico sarà di piccole dimensioni e l'azienda inizierà testando l'impianto su pazienti completamente ciechi.
L'anno scorso, Second Sight ha provato questo approccio, impiantando un dispositivo neurostimolatore standard per l'epilessia nel cervello di un paziente di 30 anni che era stato quasi cieco per otto anni. Il paziente è stato in grado di vedere punti di luce senza effetti collaterali negativi significativi.
I ricercatori dell'Illinois Institute of Technology di Chicago e della Monash University in Australia stanno lavorando su retine artificiali simili che si collegherebbero direttamente al cervello.
Martha Flanders, direttrice del Central Visual Processing Program presso il National Eye Institute, afferma che un impianto cerebrale sarà più difficile da ottenere rispetto a un impianto retinico perché la corteccia visiva del cervello è molto più complicata dell'occhio. Flanders afferma che gli scienziati sono ancora agli albori della comprensione di come il cervello elabora le immagini per produrre la visione e come i neuroni estraggono informazioni dalla corteccia visiva.
Se potessimo capire come elaborare e filtrare le informazioni visive per stimolare correttamente gli elettrodi, potremmo eventualmente migliorare il tipo di immagine che quella persona sarà in grado di percepire, dice.
Flanders dice che il test Second Sight è un buon primo passo, ma non sarà come vedere tua nonna.
A causa della complessità del cervello, Mark Humayun, professore di oftalmologia e ingegneria biomedica presso la University of Southern California che ha trascorso 25 anni a sviluppare l'Argus II, afferma che Second Sight dovrà sviluppare nuovi software e algoritmi per convertire le informazioni visive la telecamera riprende e si trasforma in impulsi elettrici.
Per ottenere l'approvazione del suo nuovo dispositivo dalle autorità di regolamentazione, Humayun afferma che Second Sight dovrà dimostrare che le modifiche apportate valgono i rischi per la sicurezza aggiuntivi che derivano da un dispositivo più invasivo.