Utilizzando questo, Gómez ha identificato luci sul soffitto, lettere, forme di base stampate su carta, e persone. Ha anche giocato a un semplice gioco per computer simile a Pac-Man, collegato direttamente al suo cervello. Quattro giorni alla settimana per la durata dell’esperimento, Gómez è stata condotta in un laboratorio dal marito vedente e agganciata al sistema.

Il primo momento di vista di Gómez, alla fine del 2018, è stato il culmine di decenni di ricerca di Eduardo Fernandez, direttore di neuroingegneria presso l’Università di Miguel Hernandez, a Elche, Spagna. Il suo obiettivo: restituire la vista al maggior numero possibile dei 36 milioni di ciechi in tutto il mondo che desiderano vedere di nuovo. L’approccio di Fernandez è particolarmente eccitante perché bypassa l’occhio e i nervi ottici.

Molte ricerche precedenti hanno cercato di ripristinare la vista creando un occhio artificiale o una retina. Ha funzionato, ma la stragrande maggioranza delle persone cieche, come Gómez, hanno danni al sistema nervoso che collega la retina alla parte posteriore del cervello. Un occhio artificiale non risolverà la loro cecità. Ecco perché nel 2015, la società Second Sight, che ha ricevuto l’approvazione per vendere una retina artificiale in Europa nel 2011 – e negli Stati Uniti nel 2013 – per una malattia rara chiamata retinite pigmentosa, ha spostato due decenni di lavoro dalla retina alla corteccia. (Second Sight dice che poco più di 350 persone stanno usando il suo impianto retinico Argus II.)

Durante una recente visita che ho fatto a Elche, ricoperta di palme, Fernandez mi ha detto che i progressi nella tecnologia degli impianti, e una comprensione più raffinata del sistema visivo umano, gli hanno dato la fiducia per andare direttamente al cervello. “L’informazione nel sistema nervoso è la stessa informazione che si trova in un dispositivo elettrico”, dice

Restituire la vista alimentando i segnali direttamente al cervello è ambizioso. Ma i principi di base sono stati utilizzati in impianti elettronici umani nella medicina tradizionale per decenni. “In questo momento”, spiega Fernandez, “abbiamo molti dispositivi elettrici che interagiscono con il corpo umano. Uno di questi è il pacemaker. E nel sistema sensoriale abbiamo l’impianto cocleare”

Questo ultimo dispositivo è la versione uditiva della protesi che Fernandez ha costruito per Gómez: un microfono esterno e un sistema di elaborazione che trasmette un segnale digitale a un impianto nell’orecchio interno. Gli elettrodi dell’impianto inviano impulsi di corrente nei nervi vicini che il cervello interpreta come suono. L’impianto cocleare, che è stato installato per la prima volta in un paziente nel 1961, permette a più di mezzo milione di persone in tutto il mondo di avere conversazioni come parte normale della vita quotidiana.

“Berna è stato il nostro primo paziente, ma nei prossimi due anni installeremo gli impianti in altre cinque persone cieche”, dice Fernandez, che chiama Gómez per nome. “Avevamo fatto esperimenti simili negli animali, ma un gatto o una scimmia non può spiegare ciò che sta vedendo.”

Berna potrebbe.

Il suo esperimento ha richiesto coraggio. Ha richiesto un intervento chirurgico al cervello su un corpo altrimenti sano – sempre una procedura rischiosa – per installare l’impianto. E poi di nuovo per rimuoverlo sei mesi dopo, poiché la protesi non è approvata per l’uso a lungo termine.

Seiz e fosfeni

Sento Gómez prima di vederla. La sua è la voce di una donna di circa dieci anni più giovane della sua età. Le sue parole sono misurate, la sua cadenza è perfettamente fluida e il suo tono è caldo, sicuro e costante.

Quando finalmente la vedo nel laboratorio, noto che Gómez conosce così bene la disposizione dello spazio che non ha quasi bisogno di aiuto per navigare nel piccolo corridoio e nelle stanze annesse. Quando mi avvicino per salutarla, la faccia di Gómez inizialmente punta nella direzione sbagliata finché non la saluto. Quando allungo la mano per stringerla, suo marito la guida nella mia.

Gómez è qui per una risonanza magnetica al cervello per vedere come stanno le cose mezzo anno dopo la rimozione del suo impianto (sembrano buone). È anche qui per incontrare un potenziale secondo paziente che è in città, e nella stanza durante la mia visita. Ad un certo punto durante questo incontro, mentre Fernandez spiega come l’hardware si collega al cranio, Gómez interrompe la discussione, si inclina in avanti e mette la mano del potenziale paziente sulla parte posteriore della sua testa, dove si trovava una presa di metallo. Oggi non c’è praticamente nessuna traccia della porta. L’intervento di impianto è stato così tranquillo, dice, che è venuta in laboratorio il giorno dopo per essere collegata e iniziare gli esperimenti. Da allora non ha più avuto problemi o dolore.

Gómez è stata fortunata. La lunga storia degli esperimenti che hanno portato al suo impianto di successo ha un passato a scacchi. Nel 1929, un neurologo tedesco di nome Otfrid Foerster scoprì che poteva provocare un punto bianco nella visione di un paziente se infilava un elettrodo nella corteccia visiva del cervello mentre faceva un’operazione. Soprannominò il fenomeno un fosfene. Scienziati e autori di fantascienza hanno da allora immaginato il potenziale di una protesi visiva telecamera-computer-cervello. Alcuni ricercatori hanno anche costruito sistemi rudimentali.

Nei primi anni 2000, l’ipotetico è diventato una realtà quando un eccentrico ricercatore biomedico di nome William Dobelle ha installato una tale protesi nella testa di un paziente sperimentale.

Nel 2002, lo scrittore Steven Kotler ha ricordato con orrore di aver visto Dobelle alzare l’elettricità e un paziente cadere a terra contorcendosi in una crisi. La causa era la troppa stimolazione con troppa corrente – qualcosa che, a quanto pare, al cervello non piace. I pazienti di Dobelle avevano anche problemi di infezioni. Eppure Dobelle ha commercializzato il suo ingombrante dispositivo come quasi pronto per l’uso quotidiano, completo di un video promozionale di un cieco che guida lentamente e instabilmente in un parcheggio chiuso. Quando Dobelle morì nel 2004, morì anche la sua protesi.

A differenza di Dobelle, che proclamava una cura per i ciechi, Fernandez dice quasi costantemente cose come: “Non voglio alimentare le speranze,” e “Speriamo di avere un sistema che la gente possa usare, ma per ora stiamo solo conducendo i primi esperimenti.”

Ma Gómez in effetti ha visto.

Letto di chiodi

Se l’idea di base dietro la vista di Gómez – collegare una telecamera a un cavo video nel cervello – è semplice, i dettagli non lo sono. Fernandez e il suo team hanno dovuto prima capire la parte della telecamera. Che tipo di segnale produce la retina umana? Per cercare di rispondere a questa domanda, Fernandez prende retine umane da persone che sono morte di recente, le collega a degli elettrodi, le espone alla luce e misura ciò che colpisce gli elettrodi. (Il suo laboratorio ha un rapporto stretto con l’ospedale locale, che a volte chiama nel cuore della notte quando muore un donatore di organi. Una retina umana può essere tenuta in vita solo per circa sette ore). Il suo team utilizza anche l’apprendimento automatico per abbinare l’uscita elettrica della retina a semplici input visivi, il che li aiuta a scrivere software per imitare automaticamente il processo.

Il passo successivo è prendere questo segnale e consegnarlo al cervello. Nella protesi che Fernandez ha costruito per Gómez, una connessione cablata corre ad un comune neuro-impianto noto come Utah array, che è appena più piccolo della punta sollevata sull’estremità positiva di una batteria AAA. Sporgendo dall’impianto ci sono 100 minuscole punte di elettrodi, ognuna alta circa un millimetro – insieme sembrano un letto di chiodi in miniatura. Ogni elettrodo può fornire una corrente a uno o quattro neuroni. Quando l’impianto viene inserito, gli elettrodi perforano la superficie del cervello; quando viene rimosso, 100 minuscole goccioline di sangue si formano nei fori.

Fernandez ha dovuto calibrare un elettrodo alla volta, inviandogli correnti sempre più forti fino a quando Gómez ha notato quando e dove ha visto un fosfene. Ottenere tutti e 100 gli elettrodi ha preso più di un mese.

“Il vantaggio del nostro approccio è che gli elettrodi dell’array sporgono nel cervello e sedersi vicino ai neuroni,” dice Fernandez. Questo permette all’impianto di produrre la vista con una corrente elettrica molto più bassa di quella necessaria nel sistema di Dobelle, che riduce nettamente il rischio di convulsioni.

Il grande svantaggio della protesi – e la ragione principale per cui Gómez non ha potuto mantenere la sua oltre sei mesi – è che nessuno sa quanto tempo gli elettrodi possono durare senza degradare l’impianto o il cervello dell’utente. “Il sistema immunitario del corpo inizia a rompere gli elettrodi e a circondarli di tessuto cicatriziale, che alla fine indebolisce il segnale”, dice Fernandez. C’è anche il problema degli elettrodi che si flettono quando qualcuno si muove. A giudicare dalla ricerca sugli animali e da un primo sguardo alla matrice utilizzata da Gómez, egli suppone che l’attuale configurazione potrebbe durare due o tre anni, e forse fino a 10 prima che fallisca. Fernandez spera che alcune piccole modifiche estenderanno questo a qualche decennio – un prerequisito critico per un pezzo di hardware medico che richiede un intervento chirurgico invasivo al cervello.

Finalmente, la protesi, come un impianto cocleare, avrà bisogno di trasmettere il suo segnale e potenza in modalità wireless attraverso il cranio per raggiungere gli elettrodi. Ma per ora, il suo team ha finora lasciato la protesi cablata per gli esperimenti – fornendo la massima flessibilità per continuare ad aggiornare l’hardware prima di stabilirsi su un design.

A 10 pixel per 10 pixel, che è approssimativamente la massima risoluzione potenziale che l’impianto di Gómez potrebbe rendere, si possono percepire forme di base come lettere, un telaio della porta o un marciapiede. Ma i contorni di un volto, per non parlare di una persona, sono molto più complicati. Ecco perché Fernandez ha aumentato il suo sistema con un software di riconoscimento delle immagini per identificare una persona in una stanza e trasmettere un modello di fosfeni al cervello di Gómez che ha imparato a riconoscere.

A 25 per 25 pixel, scrive Fernandez in una diapositiva che ama presentare, “la visione è possibile”. E poiché l’array Utah nella sua forma attuale è così piccolo e richiede così poca potenza per funzionare, Fernandez dice che non c’è alcuna ragione tecnica che il suo team non potrebbe installare quattro o sei su ogni lato del cervello, offrendo la visione a 60 x 60 pixel o superiore. Ancora, nessuno sa quanto input il cervello umano può prendere da tali dispositivi senza essere sopraffatto e visualizzare l’equivalente della neve televisiva.

Come appare

Gómez mi ha detto che avrebbe tenuto l’impianto installato se le fosse stata data la scelta e che sarà la prima a mettersi in fila se sarà disponibile una versione aggiornata. Quando Fernandez avrà finito di analizzare la sua matrice, Gómez ha intenzione di farla incorniciare e appenderla alla parete del suo salotto.

Di nuovo nel laboratorio di Fernandez, si offre di collegarmi a un dispositivo non invasivo che usa per esaminare i pazienti.

Seduto sulla stessa sedia di pelle che Gómez ha occupato durante l’esperimento di svolta dello scorso anno, aspetto mentre un neurologo tiene una bacchetta con due anelli contro il lato della mia testa. Il dispositivo, chiamato bobina a farfalla, è collegato a una scatola che eccita i neuroni del cervello con un potente impulso elettromagnetico – un fenomeno chiamato stimolazione magnetica transcranica. Il primo colpo è come se qualcuno mi scuotesse il cuoio capelluto. Le mie dita si arricciano involontariamente nei palmi delle mani. “Guarda, ha funzionato!” Dice Fernandez, ridacchiando. “Quella era la tua corteccia motoria. Ora proveremo a darti dei fosfeni”

Il neurologo riposiziona la bacchetta e imposta la macchina per una rapida serie di impulsi. Questa volta, quando spara, sento un intenso zzp-zzp-zzp, come se qualcuno stesse usando la parte posteriore del mio cranio come un battiporta. Poi, anche se i miei occhi sono spalancati, vedo qualcosa: una linea orizzontale luminosa lampeggia al centro del mio campo visivo, insieme a due triangoli scintillanti pieni di quella che sembra neve televisiva. La visione svanisce con la stessa rapidità con cui è arrivata, lasciando un breve bagliore.

“Questo è come quello che Berna poteva vedere”, dice Fernandez. Solo che la sua “vista” del mondo era stabile finché il segnale veniva trasmesso al suo cervello. Poteva anche girare la testa e, con gli occhiali, guardare intorno alla stanza. Quello che avevo visto erano solo fantasmi interni di un cervello eccitato elettricamente. Gómez poteva effettivamente raggiungere e toccare il mondo che stava guardando per la prima volta in 16 anni.