El profesor Amir Amedi, de la Universidad Hebrea de Jerusalén, ilustra a nuestros lectores algunos dispositivos desarrollados recientemente para ayudar a los ciegos y deficientes visuales a superar su minusvalía utilizando las modalidades sensoriales que permanecen intactas. En particular, se describen sistemas que utilizan la vía auditiva, que han experimentado un importante desarrollo en los últimos años, ayudados por los avances de la tecnología y la neurociencia cognitiva.
Dispositivos de sustitución sensorial
Se suele creer que la corteza cerebral visual, privada de estímulos visuales en la primera infancia, nunca podrá desarrollar adecuadamente su especialización funcional, lo que hace casi imposible la recuperación de la visión en etapas posteriores de la vida.
Por otra parte, científicos de la Universidad Hebrea de Jerusalén y del Instituto de la Visión de París han logrado demostrar que los invidentes pueden "ver", describir objetos e incluso identificar letras y palabras, utilizando la tecnología de la visión. Dispositivos de sustitución sensorial.
Entre estos dispositivos, denominados Sustitución Sensorial Videoauditiva (SSD), el más reciente El vOICedesarrollado en 1992 por el ingeniero Peter Meijer, del laboratorio de investigación de Philips en Eindhoven (Países Bajos), funciona mediante un software que convierte en sonido la imagen de vídeo captada por una cámara de vídeo.(4).
La representación sonora de la imagen obedece a reglas precisas. La escena se explora de izquierda a derecha, el tono del sonido traduce la posición alta de la señal en la imagen, su intensidad refleja el brillo del objeto. En su estado actual de desarrollo, el sistema también procesa otros atributos de la imagen, como el color y la distancia.
La percepción de la imagen así representada es instantánea. Este tipo de mensaje sonoro permite procesar una representación mental de la forma, estructura y ubicación de los objetos, que están cerca, e interactuar con ellos.
En sentido estricto, el DSS no restablece la modalidad sensorial perdida, sino que proporciona los medios para desarrollar y utilizar una nueva función integradora.
Las estructuras que aseguran esta nueva función de integración del sonido en una imagen mental se sitúan, al menos parcialmente, a nivel occipital, es decir, en el tejido normalmente dedicado a la percepción visual.
Plasticidad intermodal
En el sujeto sano, la corteza occipital reconoce esencialmente las vías aferentes visuales. Sin embargo, a través de procesos de integración, los estímulos conectados a otras modalidades sensoriales, como la auditiva y la táctil, pueden interactuar en ella.
En casos de discapacidad visual, el córtex occipital aumenta su implicación en el procesamiento de la información proporcionada por los otros sentidos. Hay razones para creer que la reorganización funcional se produce en dos etapas. La primera presenta una activación o refuerzo de las conexiones nerviosas preexistentes. Si la situación clínica persiste, se inicia una segunda fase, con el desarrollo de nuevas estructuras nerviosas.
Este proceso de plasticidad intermodal explica la implantación occipital de mecanismos que garantizan la integración de los estímulos sonoros producidos por un SSD en las estructuras especializadas del córtex visual.
Un ejemplo de ello es la implicación de la circunvolución fusiforme, que, en el complejo latero-occipital, se dedica esencialmente al reconocimiento visual de las caras. Un estudio realizado con resonancia magnética funcional reveló que este complejo se activa cuando el sujeto ciego intenta reconocer una cara en el contexto de una representación sonora producida por el SSD. En cambio, la circunvolución fusiforme no se estimula ante una señal sonora que identifique al individuo de forma no espacial, como la voz(1).
Leer con sonidos: SSD y VWFA
El equipo de investigadores, dirigido por el profesor Amir Amedi y Ella Striem-Amit, demostró en un estudio publicado en noviembre de 2012 que, con la ayuda de dispositivos de sustitución sensorial (SSD), las personas con ceguera congénita pueden aprender a leer y reconocer imágenes complejas.
Para poder utilizar un SSD videoauditivo, ya sea en un hospital o en un entorno cotidiano, basta con llevar una minicámara de vídeo conectada a un pequeño ordenador (o teléfono inteligente) y unos auriculares estéreo.
Las imágenes se convierten en "paisajes sonoros" (sonidos que "traducen" topográficamente las imágenes) mediante un algoritmo que permite al usuario oír e interpretar a continuación la información visual procedente de la cámara. Los sujetos ciegos que utilizan este dispositivo alcanzan un nivel de agudeza visual que supera técnicamente el criterio universal de ceguera de la OMC (Organización Mundial de la Salud), según se publicó en un estudio anterior del mismo grupo.
La visión resultante, aunque poco convencional en el sentido de que no implica la activación del aparato ocular del cuerpo, es sin embargo "visual" en el sentido de que activa realmente la red de identificación visual del cerebro.
El estudio demuestra que, siguiendo un protocolo de entrenamiento único, específico pero relativamente corto (70 horas), desarrollado por el laboratorio Amedi, las personas ciegas podían utilizar fácilmente los SSD para clasificar imágenes en categorías de objetos, como imágenes de caras, casas, formas corporales, objetos cotidianos y fondos.
También pueden identificar objetos cotidianos más complejos, localizar la posición de las personas en el espacio, identificar expresiones faciales e incluso leer letras y palabras (para ver demostraciones, películas y más información, consulte http://brain.huji.ac.il/).
Estos resultados sin precedentes se recogen en elartículo publicado en el número de noviembre de la prestigiosa revista de neurociencia Neuron.
El estudio de la Universidad Hebrea fue aún más lejos, probando lo que ocurre en el cerebro cuando los individuos ciegos aprenden a ver con sonidos. En concreto, el equipo de investigación comprobó la capacidad de esta visión de alta agudeza para activar el córtex visual "latente" de los individuos ciegos, incluso si se les enseñaba a procesar imágenes visuales a través de sonidos sólo en la edad adulta.
El Prof. Amedi y Ella Striem-Amit utilizaron la Resonancia Magnética Funcional (fMRI) para medir la actividad neuronal de individuos ciegos de nacimiento mientras "veían", utilizando SSD, imágenes de alta resolución de letras, caras, casas, objetos cotidianos y formas corporales. Sorprendentemente, no sólo su corteza visual se activaba con los sonidos, sino que el cerebro mostraba la selectividad de categorías que caracteriza al cerebro que normalmente se desarrolla en individuos con visión normal.
Los profesores Laurent Cohen y Stanislas Dehaene, del Hospital Pitie-Salpétriere INSERM-CEA (Francia), identificaron por primera vez en los discapacitados visuales una porción específica del cerebro denominada VWFA (Visual Word Form Area), que normalmente es muy selectiva.
En los discapacitados visuales, el VWFA desempeña un papel en la lectura y se activa al ver y leer letras más que para cualquier otra categoría visual de objetos. Sorprendentemente, se detectó lo mismo en esta área en individuos sin visión. Su VWFA, tras sólo 10 horas de entrenamiento en el uso del SSD, mostró una mayor activación para las letras que para las demás categorías visuales evaluadas.
De hecho, el cambio del VWFA fue tan plástico que, en uno de los participantes en el estudio, se demostró un aumento de la activación para las letras SSD tras menos de dos horas de entrenamiento.
El cerebro adulto es más flexible de lo que pensábamos", afirma el Prof. Amedi. De hecho, ésta y otras investigaciones llevadas a cabo por diversos grupos han demostrado que múltiples áreas cerebrales no son específicas en cuanto a su entrada sensorial (vista, oído o tacto), sino en cuanto a su función, o el tipo de procesamiento que realizan, que puede hacerse de diversas maneras (Esta información se resumió en una revisión reciente del grupo de investigación del Prof. Amedi, publicada en la revista Current Directions in Neurology).
Parece, por tanto, que en los individuos ciegos, las áreas cerebrales podrían potencialmente "despertarse de nuevo" con respecto a las propiedades y funciones necesarias para la percepción visual, incluso después de años o quizás incluso en el caso de ceguera de nacimiento, si se utilizan las tecnologías y el entrenamiento adecuados, como afirmó el Prof. Amedi.
Estos hallazgos permiten albergar la esperanza de que la reintroducción de un estímulo en los centros visuales del cerebro de una persona ciega pueda restaurar la visión, y que los SSD puedan ser útiles para la rehabilitación visual.
Como nos dice el profesor Amedi: "Los SSD podrían ayudar a personas con ceguera congénita o deficiencias visuales a aprender a procesar imágenes complejas, como se ha hecho en este estudio, o podrían utilizarse como intérpretes sensoriales que proporcionen una entrada de alta resolución, sincrónica y de apoyo a una señal visual procedente de un dispositivo externo, como un ojo biónico".
Amir Amedi
Instituto de Investigación Médica Israel-
Canadá (IMRIC) y The Edmond and
Centro Lily Safra de Ciencias del Cerebro (ELSC)
Universidad Hebrea de Jerusalén, Israel
Bibliografía
1) Amedi A et al. (2007), Nat Neurosci 10, 687-9
2) Auvray M et al. (2007), Perception 36, 416-30.
3) Reich L et al. (2012), Curr Opin Neurol 25, 86-95
4) Meijer PBL (1992), IEEE Trans Biomed Eng 39, 112-21
Ver el vídeo (en inglés)
Dr. Carmelo Chines
Director responsable
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