Jens Naumann tenía 17 años cuando un accidente le hizo saltar un fragmento de metal de una vía férrea en su ojo izquierdo. Tres años después, una astilla de metal procedente de un embrague de una moto de nieve le destrozó el ojo derecho, sumiéndolo en la oscuridad total. El libro de Naumann «Search for Paradise» relata su desesperada búsqueda para volver a la luz, principalmente como «paciente alfa» del ingeniero biomédico William Dobelle. En la década de 1970, Dobelle había demostrado que la estimulación eléctrica de áreas visuales del cerebro (la corteza visual) hacía que las personas percibieran puntos de luz, o «fosfenos».

El objetivo del ingeniero era desarrollar un «ojo biónico». El aparato consistiría en una cámara montada en la cabeza que alimentaría de vídeo a un procesador informático, que luego enviaría señales eléctricas a electrodos implantados en la corteza visual, generando percepciones visuales. Naumann se convirtió en el paciente más famoso de Dobelle tras viajar a Portugal para someterse a la operación en 2002; la FDA había prohibido el procedimiento en Estados Unidos por no haber demostrado su seguridad. Sus relatos anecdóticos sobre la percepción de contornos crudos siguieron siendo la única prueba que tenían los investigadores de que la percepción de las formas era posible utilizando ese dispositivo, porque los datos de estos procedimientos nunca se publicaron. El dispositivo se degradó al cabo de unos meses y el nuevo mundo visual de Naumann se desvaneció, pero a lo largo de los años ha seguido haciendo campaña para que la tecnología avance.

Ahora se ha construido y probado en monos una versión más sofisticada que acerca la tecnología al uso práctico rutinario en personas. Un equipo dirigido por el neurocientífico Pieter Roelfsema, del Instituto Holandés de Neurociencia, ha demostrado la percepción de la posición, la orientación, el movimiento y las formas de las letras en dos monos videntes. El estudio, publicado el 3 de diciembre en Science, «es una proeza técnica», afirma el neurocirujano Daniel Yoshor, que no ha participado en él, pero que ha coescrito un comentario. El dispositivo debe seguir desarrollándose antes de estar listo para su uso en humanos, pero el trabajo acerca el sueño de devolver la visión a las personas que no la tienen. El método es el único tratamiento posible para las personas sin células funcionales en el ojo -un grupo que incluye a algunos pacientes de glaucoma y diabetes y a los que han sufrido un traumatismo físico.

En el nuevo estudio, el equipo utilizó 16 matrices, cada una de ellas una rejilla de 64 electrodos, para un total de 1024 electrodos. «Colocamos en mosaico una gran fracción de la superficie de la corteza, creando así una interfaz con una gran fracción de este mapa del espacio visual», afirma Roelfsema. La corteza visual tiene una propiedad conocida como «retinotopía», lo que significa que el espacio visual se mapea físicamente en áreas de la corteza, lo que permite a los investigadores generar fosfenos en puntos específicos del espacio. Una serie de experimentos demostró que los monos podían identificar la posición de los fosfenos individuales, la orientación de las líneas formadas por dos fosfenos y la dirección del movimiento implícita al estimular dos de forma secuencial. Por último, los monos que habían sido entrenados para reconocer letras parecían ser capaces de identificar letras generadas a partir de entre ocho y 15 fosfenos. Los fosfenos se generaron sin utilizar cámaras, estimulando directamente los electrodos, y los monos indicaron las respuestas mediante movimientos oculares.

Otros grupos están trabajando en el mismo problema, y uno de ellos ya está probando dispositivos en humanos. Una empresa californiana, Second Sight, está desarrollando un sistema llamado Orion en seis personas ciegas en un ensayo clínico aprobado por la FDA. Al igual que el sistema de Dobelle, Orion utiliza electrodos que se asientan en la superficie del cerebro, lo que evita el daño tisular y la inflamación que surgen al utilizar implantes «penetrantes», que provocan una pérdida de rendimiento con el tiempo. Una desventaja de este método es que las corrientes necesarias son relativamente altas, lo que limita el número de electrodos que pueden utilizarse con seguridad. «No se quiere inducir la epilepsia», dice Roelfsema. El nuevo estudio del grupo holandés utilizó electrodos penetrantes, que requieren menos corriente. «Usamos agujas finas, de modo que podemos activar sólo unas pocas células, con corrientes relativamente suaves, cien veces más pequeñas que las que se necesitan con un electrodo de superficie», dice Roelfsema. Lo más significativo es que el nuevo dispositivo tiene una resolución mucho mayor. Mientras que el nuevo sistema tiene 1.024 electrodos, el implante Orion tiene 60, lo que limita a los receptores a la detección de zonas oscuras y claras.

La visión que podría generar este dispositivo sería burda comparada con la riqueza de la visión natural, pero aún así proporcionaría un beneficio sustancial. «Cuando empiezas sin nada, un 10 o 20 por ciento es un cambio de juego», dice Neena Haider, de la Facultad de Medicina de Harvard, que no participó en el trabajo. «Te da una ventana a cómo navegar por el mundo». Pero aún quedan obstáculos antes de que esta tecnología se utilice en humanos. En primer lugar, los implantes deben ser inalámbricos, y otros grupos se esfuerzan por desarrollar implantes cerebrales inalámbricos. En los próximos pasos también hay que medir las consecuencias fisiológicas de la penetración de los implantes, dice Haider. «¿Qué respuestas celulares se producen en el cerebro?», pregunta, en relación con los efectos agudos y a largo plazo. «La biocompatibilidad sigue siendo un problema, pero las soluciones pueden estar al alcance de la mano. «Estamos trabajando con grupos que desarrollan electrodos finos y flexibles», introducidos en el cerebro mediante varillas que luego se retraen, dice Roelfsema. «Las primeras impresiones son que estos nuevos materiales son muy estables, pero aún queda trabajo por hacer».

También ayudará entender mejor cómo procesa el cerebro la información visual. «Hay un reto de hardware y otro de software», dice Yoshor. «A veces la gente descuida el elemento de software, que es cómo estimulamos el cerebro». Yoshor es uno de los dos neurocirujanos que han implantado Orion en pacientes, y él y sus colegas han publicado recientemente un estudio que explora sus capacidades. «Es fácil hacer que los pacientes vean puntos», dice Yoshor. «Pero cuando intentamos combinarlas, como las luces de un estadio, es mucho más difícil conseguir que los pacientes perciban una forma coherente». El equipo de investigación se preguntó si explotar la propensión del cerebro a detectar cambios en la estimulación podría ayudar. «Si estimulábamos seis electrodos simultáneamente, los pacientes veían manchas incoherentes», dice Yoshor. «Pero cuando hacíamos un barrido por todo el cerebro, los pacientes eran capaces de detectar inmediatamente formas visuales o letras».

El procesamiento realizado por el sistema visual es increíblemente complejo, pero una comprensión más profunda de este procesamiento, junto con tecnologías de estimulación más sofisticadas, seguirá haciendo avanzar estos dispositivos. Yoshor compara el problema con la reproducción de música. «Es como la diferencia entre tocar un acorde y golpear un piano con los puños», dice. «Si se introduce la información de forma burda, se produce una cacofonía; hay que hacerlo de forma que sea musical».