Nuestra capacidad de ver es el resultado de un proceso similar al de una cámara. En una cámara, la luz pasa a través de una serie de lentes que enfocan las imágenes sobre una película o un chip de imagen. El ojo desempeña una función similar, al pasar la luz a través de la córnea (parte del ojo transparente que lo protege), del iris (zona coloreada del ojo), de la pupila (abertura dilatable y contráctil de color negro con la función de regular la iluminación que le llega a la retina) y del cristalino (lente biconvexa que permite enfocar objetos situados a diferentes distancias), que en conjunto enfocan las imágenes en la retina, tejido sensible a la luz situado en la superficie interior del ojo, constituido por líneas de células fotosensibles.

Una vez estimulada por la luz, las células de la retina (neuronas interconectadas mediante sinapsis) procesan las imágenes convirtiendo las señales analógicas en pulsos digitales electro-químicos que son enviados a través del nervio óptico al cerebro. Las únicas células sensibles directamente a la luz son los opsines (bastones y conos). Los bastones funcionan principalmente en condiciones de baja luminosidad y proporcionan la visión en blanco y negro, los conos sin embargo están adaptados a las situaciones de mucha luminosidad y proporcionan la visión en colorUna interrupción o mal funcionamiento de cualquiera de estos procesos puede llevar a la pérdida de la visión.

Optobiónica

En 2009, se descubrió que las neuronas pueden ser estimuladas por la incorporación genética de opsines artificiales, lo que supuso un gran avance en el desarrollo de prótesis retinales. Las retinas de silicio artificiales (ASR) son chips de silicio de 2 m de grosor (similar al de una hoja de papel) empleadas para tratar la degeneración macular y la retinitis pigmentosa. Los primeros implantes, que se llevaron a cabo en el 2000, han sido desarrollados por los hermanos Chow. Cada chip posee 3.500 células solares microscópicas, que poseen unos electrodos diseñados para estimular las restantes células de la retina cuando las imágenes de luz se procesan en el chip. Estos chips son completamente autónomos y reciben la energía necesaria para su funcionamiento de la luz que entra por el ojo. Por lo tanto, no necesitan ni de cables ni de baterías.

En 2006, a seis pacientes del Instituto Doheny Eye de la Universidad de Southern California se les colocaron implantes retinales Argus, que estimulan los electrodos, según las imágenes captadas por unas gafas, proporcionando al cerebro patrones de luz y oscuridad de 16 puntos de visión, aumentándose posteriormente a 60 puntos (tecnología Argus II), que el paciente debe interpretar. Los expertos estiman que serían necesarios unos 1000 electrodos para lograr una vista aceptable para una persona ciega, con lo que, por ejemplo, podrían distinguir rostros. Este tipo de implantes son sólo posibles en personas que no sufran daños en el nervio óptico o en el córtex cerebral, siendo especialmente efectivos en los pacientes de retinitis pigmentosa.

A su vez, y con una tecnología también similar, en el hospital John Hopkins de Baltimore, ha sido desarrollado un dispositivo que transmite imágenes, a través de una pequeña cámara externa, a un chip implantado cerca de las células ganglionares, las cuales transmiten las señales de salida desde la retina o el nervio óptico hasta el cerebro.

Visualizadores de Imágenes

Otra aplicación de la optobiónica es visualizador de imágenes en la retina (RID), desarrollado por Brothers, que proyecta la luz directamente en la retina del ojo. Los haces de luz son tan débiles que no dañan al ojo, pero al ser proyectados a gran velocidad, el cerebro percibe la imagen como si estuviera frente a la persona. El display RID es transparente, de forma que el usuario también puede ver lo que ocurre en la sala donde se encuentra. Otra ventaja potencial de RID es que es adecuado para la visualización de información confidencial ya que, al contrario que las pantallas convencionales, no es posible para curiosos asomarse por encima del hombro del usuario.

En 2008, ingenieros de la Universidad de Washington desarrollaron un prototipo de lentes de contacto biónicas flexibles sobre las que se había integrado un circuito electrónico con oleds. Las posibles aplicaciones son múltiples, ya que se generarán imágenes de alta resolución directamente en el ojo del portador, superponiéndose éstas sobre las imágenes captadas normalmente por el ojo.

Referencias:
http://optobionics.com
http://www.robots.ox.ac.uk/~argus