España: Investigadores de Granada y Murcia desarrollan un simulador informático que permite conducir a personas con problemas de visión

Fuente: Granada Digital.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Granada, en colaboración con la Universidad de Murcia (UMU), han desarrollado una ayuda visual que permite mejorar notablemente la visión de pacientes con problemas de vista, especialmente la de aquellos con patologías caracterizadas por una progresión lenta que eventualmente puede conducir a la ceguera (como degeneración macular, cataratas, etc.).

Esta plataforma, denominada SERBA (Sistema Electro-óptico Reconfigurable de ayuda para Baja Visión), es el primer dispositivo de ayuda visual único que puede emplearse y resulta útil en todas las circunstancias y para todas las tareas, sea cual sea el grado de discapacidad del paciente. Hasta ahora, en la mayoría de los casos, las personas con baja visión necesitaban adquirir varios dispositivos que cubran todas sus necesidades.

La principal contribución de este trabajo –elaborado por Mª Dolores Peláez Coca y dirigido por los profesores Fernando Vargas Martín y Eduardo Ros Vidal, de la UGR- es la puesta en práctica de una nueva plataforma optoelectrónica (basada en un dispositivo reconfigurable denominado FPGA) que se reprograma fácilmente para emplearla como ayuda en muy diversas circunstancias, y que ayudará a los pacientes, entre otras cosas, a mejorar su visibilidad al conducir.

Esta plataforma, explica la autora de la investigación, está basada en el diseño de un procesador digital de vídeo en tiempo real, capaz de almacenar varios algoritmos de procesado de imágenes. “Esto lo convierte en un dispositivo muy flexible para adaptarse a las diferentes necesidades de los usuarios y a la evolución de su enfermedad, gracias al empleo de una FPGA”. En su evaluación han participado 8 sujetos afectados de retinosis pigmentaria (enfermedad de la vista que reduce el campo visual), y 6 con diferentes patologías que generan perdida de agudeza visual.

Actualizar a través de Internet

El programa se almacena en la memoria interna de la placa de prototipado y la selección del algoritmo volcado en la FPGA se realiza de forma automática. De este modo, las imágenes se muestran en un visor transparente, similar a los utilizados por el ejercito. Con esta ayuda no sería necesario adquirir una plataforma nueva para adaptarla a los cambios que se producen con la evolución de la enfermedad, ya que sólo se tendría que actualizar los programas grabados en la memoria del dispositivo. Esta actualización se puede realizar a través de Internet, por lo que se reducen considerablemente los gasto de apoyo y de transporte.

Para demostrar la viabilidad del dispositivo, los investigadores de la UGR han desarrollado tres programas informáticos de procesado de imágenes diferentes: un realce de contraste, tres tipos de zoom digital y la aplicación de un sistema de Vista Aumentada.

La principal ventaja del SERBA es que se reconfigura fácilmente, y además ofrece, en palabras de los investigadores, una “convergencia de tecnologías”, al incluir cámaras ligeras de bajo coste, procesamiento de imágenes en tiempo real y visores portables transparentes

Videojuego de conducción

El sistema de ayudas visuales diseñado por los científicos de la UGR y la UMU ha permitido crear telescopios biópticos, sistemas anamórficos y telescopios invertidos que aumentan la visibilidad del paciente, al permitir llevar a cabo efectos de zoom, realce de contrastes o multiplexación de bordes para ampliar el campo visual. Además, han desarrollado un simulador consistente en un videojuego de conducción, al que se le introduce ampliaciones, en algunas zonas de la imagen, para simular las ayudas anteriormente mencionadas. La selección de la zona a ampliar nos la proporciona un Head Tracker o “Seguidor de cabeza”, que el sujeto lleva fijado en una gorra.

Varias empresas han mostrado ya su interés en comercializar el sistema ideado en la UGR, ya que SERBA aumenta la agudeza visual residual y la sensibilidad de contraste, además de permitir un campo de visión efectivo para campos muy reducidos y facilitar la movilidad del sujeto.

Parte de los resultados de esta investigación han sido publicados en las prestigiosas revistas “Lecture Notes in Computer Science” y “International Congress Series”.

Los ciegos podrán ver

En un futuro no muy lejano, los ciegos podrán ver. Una “prótesis óptica”, integrada por un par de anteojos de alta tecnología y un “chip” implantado en el ojo, les permitirán distinguir imágenes y colores, informó este lunes la Universidad Técnica (RWTH) de Aquisgrán, en la región oeste de Alemania.

“La implantación permitirá a los ciegos que padecen de retinitis pigmentosa (dolencia hereditaria que afecta la retina) ver esquemáticamente, distinguir contornos y diferenciar los colores blanco y negro”, explicó el catedrático Wilfried Mokwa, director del proyecto de la citada universidad. Según sus estimaciones, la protésis estará lista para su introducción en el mercado dentro de cinco años.

¿Cómo funciona la retinitis pigmentosa? Básicamente, causando la muerte lenta de las células de la retina sensibles a la luz. Sus primeros síntomas son, entre otros, la pérdida de la visión nocturna y de la capacidad de distinguir colores y contrastes.

Estos anteojos de alta tecnología tendrán instalada una pequeña cámara de vídeo y un decodificador que transformará la información de las imágenes visuales en señales “comprensibles” para las neuronas. A su vez, las señales son serán transmitidas instantáneamente a un “chip” implantado en el cristalino del paciente y desde allí a una micropelícula fijada en la retina. Las neuronas que conducen al nervio óptico serán estimuladas por medio de electrodos.

Los científicos de la Universidad Técnica de Aquisgrán trabajan desde hace nueve años en este proyecto conjuntamente con expertos de otros centros de investigación, así como de empresas medianas y pequeñas de Alemania. El futuro es aún más alentador y ofrece esperanza para todos. Dijo Mokwa: “A largo plazo se podrán desarrollar otras variantes de esta ‘prótesis óptica’ que permitirán la visión a ciegos que padecen otras enfermedades de la vista”.

Fuente: BioBlog.

Una prótesis inteligente para la retina

La implantación de electrodos en la retina que reciben las señales que emite una cámara enviándolas al cerebro es una solución para la ceguera que lleva años intentándose. Sin embargo, la corteza visual del cerebro humano no es capaz de traducir correctamente dichas señales. Médicos e informáticos de la Universidad de Bonn han ideado una prótesis de retina inteligente potencialmente capaz de mejorar el rendimiento de los actuales implantes para ciegos. Se trata de un software capaz de aprender a traducir correctamente las señales de la cámara, para que puedan ser comprendidas por el cerebro. No conseguirá que los ciegos vean completamente, pero sí que puedan distinguir las formas y los límites de los objetos. Por Yaiza Martínez de Tendencias Científicas.

Científicos de la Universidad de Bonn (en Alemania) han ideado una prótesis de retina inteligente potencialmente capaz de mejorar el rendimiento de los implantes para ciegos, informa dicha universidad en un comunicado.

Hace unos años, la idea de implantar electrodos en las retinas dañadas de personas ciegas y de conectar los electrodos a una cámara en miniatura que hiciera llegar señales al cerebro a través de ellos, parecía una buena solución para devolver la visión a los afectados.

Los electrodos son conductores utilizados para hacer contacto con una parte no metálica de un circuito, en este caso, la retina, que es la capa más interna de las tres que forman el globo ocular y es el tejido fotorreceptor o receptor de la luz.

Pero, a pesar de lo buena que parecía la idea, los resultados de las pruebas que se realizaron no fueron satisfactorios porque, tras la implantación de electrodos en varios pacientes, éstos no eran capaces de distinguir ni siquiera formas simples.

Tamaño microscópico

Ahora, médicos e informáticos de la Universidad de Bonn han ideado un programa informático que permite que la prótesis incorporada en la retina "aprenda" a enviar las señales precisas para que el cerebro pueda interpretarlas correctamente. Los científicos hablan por ello de una prótesis de retina "inteligente", susceptible de adaptarse a las necesidades de su portador.

Estos implantes pueden devolver cierta capacidad de visión a los ciegos o a personas parcialmente ciegas haciendo por ellos el trabajo de convertir las señales lumínicas en señales que se transmiten al cerebro.

Hasta la fecha, a 10 personas de Alemania y a 15 de Estados Unidos les ha sido implantada una prótesis retiniana. Para ello, los médicos abrieron el globo ocular y adhirieron a la retina una fina hoja desde la que se extienden contactos de tamaño microscópico hacia las células nerviosas que forman la capa superior de la retina.

Estos contactos de estimulación eléctrica envían las señales de la cámara en miniatura (que va instalada en unas gafas) al nervio óptico. Por ejemplo, la cámara puede enviar desde las gafas las imágenes que registra a los implantes de la retina, sin necesidad de cables que la conecten con dichos implantes.

Codificador de retina

Pero este sistema no ha funcionado del todo (hasta ahora, los pacientes detectan sólo luces, sombras y formas difusas) porque la cámara envía impulsos eléctricos al cerebro que éste no es capaz de interpretar.

Por esa razón, el profesor Rolf Eckmiller y el estudiante de doctorado Oliver Baruth, del la división NERO (de neuroinformática) del Instituto de Ciencia Computacional de dicha universidad, han desarrollado el software que traduce las señales de la cámara de la prótesis retiniana a un lenguaje que la corteza visual puede entender.

Este software es capaz de "aprender", dado que, según creadores, la corteza visual de cada persona "habla un dialecto" distinto y, por tanto, para que comprenda las señales de la cámara, éstas deben adaptarse a dicho dialecto. El programa informático ha sido bautizado como "codificador de retina" y es capaz de convertir las señales de la cámara y pasarlas a los implantes de retina.

Pero, además, trabaja de manera continuada, aprendiendo cómo ajustar las señales de dicha cámara para que los usuarios reconozcan las imágenes que les envía. Esta labor se está realizando actualmente con 50 personas con una visión normal que actúan a modo de "ayudantes" del software.

Las imágenes de la cámara son traducidas por el decodificador de retina y después son enviadas a una corteza visual virtual que imita la manera en que el cerebro interpretaría los datos modificados de la cámara.

Pasos de aprendizaje

El proceso consta de varias etapas. Al principio, el decodificador de retina desconoce el "idioma" que habla la corteza visual virtual, por lo que el software traduce la imagen a diferentes "dialectos" aleatorios. Las personas videntes que participan en la "enseñanza" del software seleccionan entonces la imagen correcta con un movimiento de cabeza, para que el programa informático comience a acumular traducciones lo más ajustadas posibles a las imágenes reales.

Las pruebas de este software con personas videntes han dado resultados muy prometedores, pero este procedimiento aún no ha sido probado con pacientes ciegos. En tan sólo unos meses, el decodificador podría incorporarse en las prótesis de retina que ya implantadas en los ojos de personas ciegas para que resulten más efectivas.

Los resultados pueden ser esperanzadores, pero los investigadores advierten que no habrá milagros: el decodificador de retina no podrá lograr que los ciegos vean perfectamente, pero sí que reconozcan la forma de bastantes objetos y que perciban sus límites.

Esto, que no parece mucho, puede ser un gran salto por la independencia que los ciegos obtendrían para moverse solos. El mayor desafío es, por lo tanto, ahora mismo, desarrollar un reproductor de las señales que interaccione correctamente con las neuronas.

Fuente: La Flecha.