Notícia

Retina artificial pode ajudar a restaurar a visão de pessoas cegas

Unsplash

Fonte

Universidade Stanford

Data

segunda-feira, 14 outubro 2019 10:55

Áreas

Bioeletrônica. Bioinformática. Engenharia Biomédica. Oftalmologia.

Por mais de uma década, pesquisadores trabalham para criar retinas digitais artificiais que podem ser implantadas no olho para permitir que pessoas cegas vejam novamente. Existem muitos desafios, mas os pesquisadores da Universidade Stanford, nos Estados Unidos, podem ter encontrado a chave para solucionar um dos principais problemas: o calor. A retina artificial requer um chip de computador muito pequeno com muitos eletrodos de metal. Os eletrodos primeiro registram a atividade dos neurônios ao seu redor para criar um mapa dos tipos de células. Essa informação é usada para transmitir dados visuais de uma câmera para o cérebro. Infelizmente, o olho produz tantos dados durante a gravação que a eletrônica acaba produzindo muito calor. “Os chips necessários para construir uma retina artificial de alta qualidade essencialmente fritariam o tecido com o qual estão tentando interagir”, afirma o Dr. E.J. Chichilnisky, professor dos departamentos de Neurocirurgia e Oftalmologia, da equipe de retina artificial da Universidade Stanford.

Membros da equipe, incluindo o Dr. Chichilnisky e seus colaboradores nos departamentos de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação de Stanford, anunciaram recentemente que desenvolveram uma maneira de resolver esse problema, comprimindo significativamente as enormes quantidades de dados visuais que seriam criadas. Eles discutem seu avanço em um estudo publicado na revista científica IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems.

Para transmitir informações visuais, os neurônios da retina enviam impulsos elétricos para o cérebro. O problema é que a retina digital precisa registrar e decodificar esses impulsos para entender as propriedades dos neurônios, mas isso gera muito calor no processo de digitalização, mesmo com apenas algumas centenas de eletrodos usados ​​nos protótipos de hoje. A primeira retina digital verdadeira precisará ter dezenas de milhares desses eletrodos, complicando ainda mais o problema.

O Dr. Boris Murmann, professor de Engenharia Elétrica no projeto retina, diz que a equipe encontrou uma maneira de extrair o mesmo nível de entendimento visual usando menos dados. Ao entender melhor quais amostras de sinal são importantes e quais podem ser ignoradas, a equipe conseguiu reduzir a quantidade de dados que precisam ser processados. É como estar em uma festa tentando extrair uma única conversa coerente em meio ao barulho de uma sala lotada – algumas vozes importam muito, mas a maioria é barulho e pode ser ignorada. “Comprimimos os dados por ser mais seletivo, ignorando as amostras de ruído e de linha de base e digitalizando apenas os picos únicos”, explica o Dr. Murmann.

Anteriormente, a digitalização e a compactação eram feitas separadamente, levando a muito armazenamento e transferência de dados extras. “Nossa inovação insere técnicas de compressão no processo de digitalização”, diz o Dr. Subhasish Mitra, professor de Engenharia Elétrica e Ciência da Domputação. Essa abordagem retém as informações mais úteis e é mais fácil de implementar em hardware.

Os pesquisadores acreditam que este é o primeiro passo para um dia termos chips implantáveis ​​eficientes e funcionais, que funcionariam não apenas nos olhos, mas em outras interfaces cérebro-máquina chamadas “neuroprotéticas”, que transformam impulsos nervosos em sinais de computador. Tais aplicações podem incluir máquinas controladas pelo cérebro que restauram o movimento de membros paralisados ​​ou da audição em pessoas surdas, ou que abrem novas abordagens que auxiliam a memória, aliviam doenças mentais ou até melhoram veículos autônomos.

“Este é um passo importante que um dia poderá nos permitir construir uma retina digital com mais de 10.000 canais”, conclui Dante Muratore, pesquisador de pós-doutorado da equipe.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Stanford (em inglês).

Fonte: Andrew Myers, Universidade Stanford. Imagem: Unsplash.

Em suas publicações, o Portal Tech4Health da Rede T4H tem o único objetivo de divulgação científica, tecnológica ou de informações comerciais para disseminar conhecimento. Nenhuma publicação do Portal Tech4Health tem o objetivo de aconselhamento, diagnóstico, tratamento médico ou de substituição de qualquer profissional da área da saúde. Consulte sempre um profissional de saúde qualificado para a devida orientação, medicação ou tratamento, que seja compatível com suas necessidades específicas.