Sistemas Sensoriais /Implantes Neurosensoriais

1 Implantes de retina Desde o final do século 20, restaurar a visão a pessoas cegas por meio de próteses oculares artificiais tem sido o objetivo de numerosos grupos de pesquisa e de algumas empresas privadas em todo o mundo. Similar aos implantes cocleares, o conceito fundamental é estimular o sistema nervoso visual com pulsos elétricos, evitando os fotoreceptores danificados ou degenerados na retina humana. Neste capítulo, descreveremos a funcionalidade básica de um implante de retina, assim como as diferentes abordagens que estão sendo investigadas e desenvolvidas atualmente. As duas abordagens mais comuns para implantes de retina são chamadas implantes "epiretinais" e "subretinais", correspondendo a próteses oculares localizadas tanto no topo como atrás da retina, respectivamente. Não incluiremos nenhuma abordagem não relacionada à retina para restaurar a visão, como o sistema de visão BrainPort que aspira estimular a língua a partir da entrada visual, eletrodos de punho ao redor do nervo óptico, ou implantes de estimulação no córtex visual primário.

1.1 Estrutura e funcionalidade da retina A figura 1 mostra a estrutura nervosa esquemática da retina humana. Podemos diferenciar entre três camadas de células. A primeira, localizada mais distante da lente ocular, consiste de fotorreceptores (bastonetes e cones) cujo propósito é transduzir a luz que entra em sinais elétricos que são depois propagados para a camada intermediária, que é composta principalmente de células bipolares. Estas células bipolares, que são conectadas aos fotorreceptores, e também outros tipos de células como células horizontais e células amácrinas, passam o sinal elétrico para as células ganglionares da retina (RGC). Para uma descrição detalhada sobre a funcionalidade das células bipolares, especificamente com respeito à sua subdivisão em células bipolares ON e OFF, consulte o capítulo sobre Sistemas Visuais. A camada superior, constituída de RGCs, acumula os pulsos elétricos das células horizontais e os transmite ao tálamo através do nervo óptico. A partir desse ponto, os sinais são propagados para o córtex visual primário. Há alguns aspectos fundamentais que são importante destacar sobre o processamento do sinal dentro da retina humana. Primeiro, enquanto as células bipolares, assim como as horizontais e amácrinas, geram potenciais graduais, os RGCs geram ao invés disso potenciais de ação. Adicionalmente, a densidade de cada tipo de célula não é uniforme em toda a retina. Enquanto há uma densidade extremamente alta de bastonetes e cones na área da fóvea, com muito poucos fotorreceptores conectados aos RGCs através da camada intermediária, uma densidade muito menor de fotorreceptores é encontrada nas áreas periféricas da retina, com muitos fotorreceptores conectados a um único RGC. Este último também tem implicações diretas no campo receptivo de um RGC, pois tende a aumentar rapidamente em direção às regiões externas da retina, simplesmente devido à menor densidade de fotorreceptores e ao aumento do número de fotorreceptores conectados ao mesmo RGC.