Retina eletrônica imita a biologia para uma visão mais clara

Tom Simonite - NewScientist - 25/10/2006

Um chip de silício que imita fielmente o circuito neural de uma retina de verdade poderá levar a melhores olhos biônicos para pessoas com perda de visão, afirmam pesquisadores.

Cerca de 700.000 pessoas nos países desenvolvidos são diagnosticadas a cada ano como portadoras de degeneração macular relacionada ao envelhecimento, e 1,5 milhão de pessoas no mundo todo sofrem de uma doença chamada retinite pigmentosa. Nas duas doenças, as células da retina, que convertem a luz em impulsos nervosos na parte posterior do olho, gradualmente morrem.

A maioria das retinas artificiais conectam uma câmera externa a um implante na parte posterior do olho, passando por um computador. O novo chip de silício, criado por Kareem Zaghloul, da Universidade da Pensilvânia, e Kwabena Boahen, da Universidade de Stanford, ambas nos Estados Unidos, poderá eliminar a necessidade tanto da câmera quanto do computador externo.

O circuito foi construído tendo como base a retina de mamíferos. O chip contém sensores de luz e circuitos eletrônicos que funcionam de forma muito parecida com os nervos em uma retina real - eles automaticamente filtram a massa de dados visuais coletada pelo olho, deixando apenas o que o cérebro utiliza para construir uma imagem do mundo externo.

Totalmente implantável

"Ele tem o potencial como uma neuroprótese que pode ser totalmente implantada," disse Zaghloul à New Scientist. O chip poderá ser encaixado diretamente no olho e conectado aos nervos que levam os sinais para o córtex visual do cérebro.

Para fabricar o chip, a equipe criou um modelo de como as células sensíveis à luz e outras células nervosas na retina se conectam para processar a luz. Eles criaram uma versão em silício utilizando técnicas de fabricação já empregadas pela indústria de semicondutores.

O chip mede 3,5 por 3,3 milímetros e contém 5.760 fototransistores de silício, que tomam o lugar dos neurônios sensíveis à luz de uma retina de verdade. Os sensores de luz são conectados a 3.600 transistores, que imitam as células nervosas que processam a informação e passam-na para o cérebro para um processamento de mais alto nível. Há 13 tipos diferentes de transistores, cada um com desempenho ligeiramente diferente, imitando diferentes tipos de células nervosas reais.

"Ele faz um bom trabalho com algumas das funções que uma retina real desempenha," diz Zaghloul. Por exemplo, o biochip é capaz de se ajustar automaticamente a variações na intensidade da luz e no contraste. Mais impressionante, diz Patrick Deganeer, um especialista em neurobiônica do Imperial College London, ele também lida com o movimento da mesma forma que uma retina real.

Mudança de cena

O cérebro dos mamíferos somente recebe novas informações dos olhos quando muda alguma coisa na cena que está sendo vista. Isso reduz o volume de informação enviada para o cérebro, mas é suficiente para que ele saiba o que está acontecendo no mundo ao redor. A retina biônica funciona da mesma forma.

Além de ter o potencial para ajudar pessoas que perderam a visão, futuras versões do chip retinal poderão ajudar robôs também, diz Deganeer. "Se você puder fazer mais processamento no hardware da linha de frente você reduz a demanda sobre o seu processador principal, e poderá reduzir um bocado o consumo de energia," explica ele.

Zaghloul e Boahen estão atualmente se concentrando na redução do tamanho e do consumo de energia do seu chip retinal, antes de considerar a execução de testes clínicos.

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