jueves, 28 de febrero de 2013

¿Posible Cura Contra la Ceguera?


      En esta segunda entrada voy a hablaros sobre uno de los inventos más innovadores y asombrosos creados actualmente. Se trata del ojo biónico, invento que abre la puerta a la esperanza a muchas personas que sufren enfermedades oculares degenerativas, como es, por ejemplo, la retinosis pigmentaria.

      La retinosis pigmentaria no es una sola enfermedad, sino que son un conjunto de enfermedades degenerativas que afectan al ojo, principalmente a la retina, que es la capa sensible a luz que envuelve la parte interna del ojo y es la encargada de transformar los rayos de luz en impulsos nerviosos que son enviados al cerebro mediante el nervio óptico.

En esta imagen se muestran las diferentes partes del ojo. La linea amarilla es la retina, que envuelve la zona interna del ojo y esta conectada con el nervio óptico, como he dicho anteriormente.

En esta enfermedad el daño en la vista esta producido por la destrucción de las células de la retina. Esto ocasiona perdida de la visión, primeramente nocturna y periférica y finalmente en algunos casos puede llegar a producir ceguera. Además es frecuente la aparición de cúmulos de pigmento en el fondo del ojo.



      En esta imagen se pueden ver las diferencias entre el aspecto de la retina normal, que no esta afectada por la enfermedad y que presenta un aspecto claro y homogeneo y la que si se encuentra dañada, que presenta esos cúmulos de pigmento. Además en las imágenes de arriba podemos observar el diferente foco de visión que tiene una persona con una retina normal y otra con una retina dañada donde ha perdido la visión periférica.

      Esta enfermedad no se manifiesta antes de la adolescencia por lo que no se es consciente de la enfermedad hasta que se encuentra en fases avanzadas. Además se trata de una enfermedad aún desconocida dentro de la medicina entre otros motivos debido a que no cuenta con un gran número de afectados. 

      Por todo esto y debido a que todavía no se pueden realizar trasplantes de retina y que los tratamiento que existen actualmente no valen para todo los casos y presentan muchas limitaciones, este ojo biónico, llamado Argus II, supone una gran esperanza para todas estas personas.

      El Argus II es un sistema formado por unas gafas en las cuales se ha montado una cámara que capta las imágenes de lo que nos rodea y estas son enviadas, a través de un cable, en forma de código a un procesador que se encarga de devolver las señales procesadas a un transmisor situado en las gafas y desde ahí y de forma inalámbrica, son enviadas a un microchip formado por 60 electrodos implantado en la retina. Finalmente los electrodos del microchip estimulan al nervio óptico que envía la información al cerebro.

      Este sistema, de momento, sólo puede restaurar una parte limitada de la vista, reconocer y localizar objetos simples, distinguir sombras, obstáculos, personas,etc. Esto se debe a que el microchip cuenta con solo 60 electrodos.

      Este sistema ya ha sido implantado en 60 personas en todo el mundo.
      

      En este vídeo se muestra de manera gráfica el funcionamiento de la visión a través de este aparato, explicado anteriormente. Además aparecen  dos testimonios de dos hombres a los cuales se les ha implantado el Argus II y que cuentan cómo este aparato ha mejorado su calidad de vida, aunque este no les permite recuperar la totalidad de su visión.

      Ya se están investigando nuevas formas de mejorar este sistema, como, por ejemplo aumentar el número de electrodos en el microchip o que la captura de la imagen se realice desde un chip en el interior del ojo en lugar de una cámara externa.
      
      Este sistema es producto de la bionica que es una mezcla entre medicina y tecnología, que dentro del campo de la medicina se encarga de sustituir órganos o extremidades por piezas mecánicas, como son, por ejemplo piernas, brazos, manos, etc.

      El Argus II supone un gran avance medico en la lucha contra la ceguera y mejora la calidad de vida de personas que sufren enfermedades oculares y que ven sus vidas limitadas por esta discapacidad.


BIBLIOGRAFIA:

- https://www.youtube.com/watch?v=RFe1R3mqQ4c
- http://www.retinosispigmentaria.org/es/retinosis1.html


PRONTO TE DEVOLVERÁN LA VISTA.

CEGUERA CURADA

  • Nuevas terapias de células madre han sido desarrolladas para curar la ceguera de ratones de laboratorio reconstruyendo las retinas y  la capa sensible a la luz de los ojos.

  •  Prometedores resultados han surgido a partir de un par de estudios sobre terapias con células madre que serán capaces de reconstruir y reemplazar células perdidas a cauda de la "Retinitis Pigmentaria" que conduce a la pérdida progresiva de la visión.





 Imagen que simula el alcance de visión de un enfermo de Retinitis Pigmentosa


IMAGINEMOS QUE...


   Si el OJO fuera una cámara de fotos analógica, la retina sería la película, si esta fina capa se deteriorase... podrían aparecer varios tipos de ceguera, como:  la Retinitis Pigmentosa. Regenerarla sería una manera de curarla, teniendo en cuenta que... en medicina actual, regenerar, va estrechamente unido a el uso de LAS CÉLULAS MADRE. 

   ESTO ES… lo que investigadores de la Universidad de Oxford, Robert MacLaren (Reino Unido) y el  Dr. Mandeep Singh (Singapur) han realizado, inyectando y trasplantando células “precursoras” que se convierten en fundamentos de una retina para poder volver a formar esa capa de células sensibles a la luz, y así recuperar LA VISIÓN.

   Estos investigadores científicos, además, grabaron vídeos en los que se muestran cómo los ratones, de laboratorio, con los que han experimentado, de vida nocturna, que antes no diferenciaban la luz de la oscuridad y que estaban ciegos por la pérdida de las células fotorreceptoras sensibles a la luz, se alejaban, tras este proceso, de la luz, prefiriendo la penumbra, al igual que los otros roedores. 

Imagen que resalta en verde, células que reconstruyeron la capa sensible a la luz en el estudio de MacLaren y Singh


   Esa pérdida que sufrían los ratones es, médicamente, la situación más parecida a la de los pacientes humanos causada por: LA RETINITIS PIGMENTOSA.

Imagen comparativa entre: cómo ve una persona que no está afectada por la Retinitis Pigmentaria y una que sí (derecha) 
   

Dos semanas después, fue lo que tardaron esas células trasplantadas en volver a formar una capa completa de detección de la luz sobre la retina para que los ratones pudieran ver, comprobándose por pruebas de contracción de la pupila, lo que indica que se detecta nuevamente la luz y que el nervio óptico está transmitiendo la información al cerebro correctamente. 


   El método, por tanto, permite que las células trasplantadas sobrevivan y se conviertan en células sensibles a la luz, además de la posibilidad de regenerar las conexiones necesarias en el resto de la retina para recuperar la visión.

   El estudio indica que claramente hay un camino que recorrer para lo que los investigadores ya están llevando a cabo ensayos con células madre, embrionarias, humanas, en los que los primeros resultados  sugieren que la técnica es SEGURA, pero que todavía falta tiempo de maduración.  

QUE SE CUMPLIESEN TODAS ESTAS EXPECTATIVAS DEL AVANCE, SUPONDRÍA, POR TANTO, QUE... este método de reconstrucción retinal podría servir para tratar paciente con la Retinitis Pigmentosa que provoca la ceguera progresiva. 



PARA ACABAR, AQUÍ DEJO ALGUNOS DE LOS TESTIMONIOS DE LOS INVESTIGADORES: 


  • Singh: "Hemos descubierto que si trasplantamos a la vez un número suficiente de células, estas no solo se vuelven sensibles a la luz sino que también regeneran las conexiones necesarias para una visión significativa".


  • MacLaren: "Las células madre ya habían sido probadas en pacientes como medio de sustitución del epitelio pigmentario retinal pero esta nueva investigación demuestra que la capa retinal sensible a la luz también puede ser sustituida de forma similar y así, hemos comprobado que pueden reactivar la función como capa y restaurar las conexiones, tras un trasplante en una retina completamente CIEGA. 
  • "Lo que se ha conseguido es... demostrar que las células trasplantadas sobreviven, se convierten en sensibles a la luz, conectan y reconstruyen las conexiones con el resto de la retina para restaurar la visión" 


Y... UN VÍDEO EXPLICATIVO SOBRE LA RETINITIS 

PIGMENTOSA. 





BIBLIOGRAFÍA:










“DE LA FICCIÓN A LA REALIDAD”





CONVERTIR UN PENSAMIENTO EN ACCION:
“DE LA FICCIÓN A LA REALIDAD”

Varios grupos de investigadores están desarrollando interfaces cerebro-máquina que permiten a personas con inmovilidad  accionar mecanismos  con solo su fuerza mental.
En esta entrada voy a exponer diferentes estudios que se están desarrollando sobre esto por investigadores en distintas universidades, así como sus logros.

     1. Cathy Hutchinson (Massa­chusetts, EE UU) debido a un ictus, el bloqueo de
un vaso dejó sin riego su tallo cerebral la parte del sistema nervioso que conecta el cerebro con el resto del cuerpo dejándole tetrapléjica y sin habla.

 Como se puede ver en la imagen situada debajo Cathy tiene los dedos encogidos, pudiendo realizar el simple acto de coger un vaso para poder beber agua sin necesidad de que otra persona le ayude, esto es un sueño para todas las personas con problemas similares de movilidad.
De su cabeza sale un cable que le conecta a un ordenador, que a su vez está unido a un brazo robótico con dedos metálicos articulados. ­Cathy imagina en su mente que el brazo la obedece, y el brazo articulado realiza la operación de agarrar el recipiente con una pajita y ella es capaz de beber sola.



Cathy Hutchinson.


                                                                

John Donoghue es un neurocientífico de la Universidad de Brown en Rhode Island (EE UU), cuyo laboratorio explora la manera de conectar el cerebro humano a una máquina. Gracias a un minúsculo sensor, implantado en una zona específica de la superficie de su corteza cerebral, al que van unidos unos diminutos electrodos que recogen los movimientos de las neuronas que planifican y ejecutan los movimientos de los brazos.
Los electrodos recogen las señales y las envían por cable a un ordenador. Un programa las descodifica y las traduce en instrucciones para la mano robótica. De esta forma, enchufada a un cable y a través de una máquina, la mujer aprendió a controlar el brazo y la mano artificial con solo pensarlo. El problema es que debe conectarse, literalmente, un enchufe en la cabeza en cada sesión en el laboratorio de Donoghue.

El caso de Cathy es único, lleva el electrodo implantado desde hace cinco años, todo un logro, porque los científicos han observado que los dispositivos se estropean a los pocos meses o años, ya que el cerebro termina por rechazarlos.
Los trabajos que se llevan a cabo en el laboratorio de  Donoghue con ratas y monos indican que cuando ocurre una lesión nerviosa, el cerebro se reorganiza de una forma muy rápida. En casos donde la desconexión del cerebro con cuerpo es completa han observado que esta parte del cerebro sigue funcionando como si siguiera controlando el brazo.

En la misma Universidad se han realizado estudios con otros siete pacientes con diferentes enfermedades motoras; dos de ellos con una lesión medular, otros tres padecían esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y otros dos habían sufrido un infarto cerebral. El equipo de Donoghue han observado  que cuando piensan que están moviendo un brazo, su cerebro se enciende, y en concreto, la misma parte que controla el movimiento del brazo.


Estimulación biónica.




                                                            

El cerebro es capaz de asignar nuevos circuitos para mover un brazo robótico, distribuye sus órdenes y crea mapas.

 Hay una zona de la corteza cerebral que se encarga casi exclusivamente de ejecutar el movimiento y otras zonas se encargan antes de planificarlo.

2. El equipo de Miguel Nicolelis, de la Universidad de Durham en Carolina del
Norte (EE UU), con un experimento que podría calificarse como el de las “ratas sedientas” ha logrado un gran avance en este campo y se abren grandes expectativas para un futuro no muy lejano.

Nicolelis entrenó a las ratas para que usaran su poder mental y manejasen un brazo mecánico que les daba de beber. Al principio, tenían que apretar con sus garras una palanca. Un brazo robótico les acercaba una pajita por la que podían sorber el líquido de un recipiente. Los investigadores implantaron posteriormente un dispositivo en sus cerebros que recogía las señales de las neuronas y las transmitían a un ordenador mediante un cable. Las ratas aprendieron a pensar que empujaban la palanca sin tener que hacerlo. El brazo robot descendía y les daba de beber.
Los dispositivos de interfaz cerebro-máquina, imagen 3, ya están funcionando en voluntarios que sufrieron una lesión medular. En España se estima que hay unas 20.000 personas con lesiones medulares y en EE UU unos 300.000. Para estas personas el poder realizar alguna actividad solos, sin depender de otra persona, les haría sentirse vivos y poder ejecutar decisiones propias.


Interfaz cerebro-máquina
                                                         


                                                 

El reto es conseguir que un dispositivo funcione durante años en la vida de una persona y que no se degrade con el tiempo, se trata de lograr implantes biocompatibles, que produzcan una señal clara y sin cables.

En la actualidad Nicolelis, este científico brasileño, quiere sorprender al mundo en la inauguración del próximo Mundial de fútbol, que se celebrará en su país en 2014. Está trabajando en la construcción de un exoesqueleto que obedezca las órdenes mentales de un tetrapléjico, y que le permita caminar por un campo de fútbol para inaugurar los mundiales.
Para conseguir este gran avance el cerebro tiene que recibir impresiones y sentir el exoesqueleto como si fuera una parte más de su cuerpo. Esperemos que en este año que queda sea capaz de lograrlo y la inauguración del mundial sea una esperanza para millones de personas en todo el mundo.
  
                                       3. El equipo de investigadores, liderado por Reggie Edgerton, neurocientífico de
la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), publicó sus experimentos con animales, con los que se sabe que la médula espinal contiene una serie de complicados circuitos que la hacen inteligente, hasta el punto de que puede aprender una función motora si se la enseña, y esto sucede incluso ante la total ausencia de señales del cerebro. La médula espinal, por tanto, es inteligente y puede aprender por sí sola a estimular las piernas y recibir sus sensaciones.

   4. La prótesis desarrollada por el investigador Dean Kamen “El brazo de Luke”
y probada por Chuk Hildreth, quien perdió los dos brazos hace 30 años, se le implantó un brazo biónico después de tanto y es capaz de sentirlo.
Fue posible gracias a que un neurocirujano reconectó las fibras que  controlan el brazo a los músculos pectorales, en vez de a la axila, e implantó en ellos una serie de electrodos.
Cuando Hildreth piensa en mover el brazo de metal, los músculos de su pecho se contraen. Los electrodos registran la señal y la envían a los motores de la prótesis. También tiene bajo la piel un pequeño motor capaz de vibrar. El motor está conectado mediante un microprocesador a un sensor en la palma de su mano artificial. Es capaz coger cosas delicadas sin romperlas o de emplear más fuerza o soportar más peso.


            CONCLUSIONES:

El cerebro es capaz de asignar nuevos circuitos para mover un brazo robótico, distribuye sus órdenes y crea mapas.

 Hay una zona de la corteza cerebral que se encarga casi exclusivamente de ejecutar el movimiento y otras zonas se encargan antes de planificarlo.

Parece que el cerebro construye y envía las órdenes para ejecutar movimientos a pesar de que sus cuerpos estén desconectados de su cerebro desde hace años.

El reto es conseguir que un dispositivo interfaz que  funcione durante décadas, que sean biocompatibles y no sean rechazados por el paciente.

El cerebro es capaz de asignar nuevos circuitos neuronales desarrollando un nuevo mapa para controlar una parte artificial que no formaba parte de su cuerpo.

La médula espinal, es inteligente, y puede aprender por sí sola a estimular las piernas y recibir sus sensaciones. La médula puede hacer lo mismo que el cerebro.



BIBLIOGRAFIA