Utilizându-l, Gómez a identificat luminile din tavan, literele, formele de bază imprimate pe hârtie și oamenii. Ea a jucat chiar și un joc de calculator simplu, asemănător cu Pac-Man, transmis direct în creierul ei. Patru zile pe săptămână, pe durata experimentului, Gómez a fost condusă la un laborator de către soțul ei văzător și conectată la sistem.

Primul moment de vedere al lui Gómez, la sfârșitul anului 2018, a fost punctul culminant al deceniilor de cercetare ale lui Eduardo Fernandez, director de neuroinginerie la Universitatea Miguel Hernandez, din Elche, Spania. Obiectivul său: să redea vederea unui număr cât mai mare de persoane din cele 36 de milioane de nevăzători din întreaga lume care își doresc să vadă din nou. Abordarea lui Fernandez este deosebit de interesantă deoarece ocolește ochiul și nervii optici.

Multe cercetări anterioare au încercat să restabilească vederea prin crearea unui ochi sau a unei retină artificiale. A funcționat, dar marea majoritate a persoanelor nevăzătoare, precum Gómez, prezintă leziuni ale sistemului nervos care leagă retina de partea din spate a creierului. Un ochi artificial nu va rezolva problema orbirii lor. De aceea, în 2015, compania Second Sight, care a primit aprobarea de a vinde o retină artificială în Europa în 2011 – și în SUA în 2013 – pentru o boală rară numită retinită pigmentară, a mutat două decenii de muncă de la retină la cortex. (Second Sight spune că puțin peste 350 de persoane folosesc implantul său de retină Argus II.)

În timpul unei vizite recente pe care am făcut-o în Elche, un oraș plin de palmieri, Fernandez mi-a spus că progresele în tehnologia implanturilor și o înțelegere mai rafinată a sistemului vizual uman i-au dat încrederea de a merge direct la creier. „Informația din sistemul nervos este aceeași informație care se află într-un dispozitiv electric”, spune el

Restabilirea vederii prin introducerea de semnale direct în creier este ambițioasă. Dar principiile care stau la bază au fost folosite în implanturile umano-electronice din medicina tradițională de zeci de ani. „În acest moment”, explică Fernandez, „avem multe dispozitive electrice care interacționează cu corpul uman. Unul dintre ele este stimulatorul cardiac. Iar în sistemul senzorial avem implantul cohlear.”

Acest din urmă dispozitiv este versiunea auditivă a protezei pe care Fernandez a construit-o pentru Gómez: un microfon extern și un sistem de procesare care transmite un semnal digital către un implant din urechea internă. Electrozii implantului trimit impulsuri de curent în nervii din apropiere pe care creierul le interpretează ca fiind sunet. Implantul cohlear, care a fost instalat pentru prima dată la un pacient în 1961, permite ca peste o jumătate de milion de oameni din întreaga lume să poarte conversații ca parte normală a vieții de zi cu zi.

„Berna a fost primul nostru pacient, dar în următorii doi ani vom instala implanturi la alte cinci persoane nevăzătoare”, spune Fernandez, care o numește pe Gómez pe numele mic. „Făcusem experimente similare pe animale, dar o pisică sau o maimuță nu poate explica ceea ce vede.”

Berna a putut.

Experimentul ei a necesitat curaj. A necesitat o operație pe creier pe un corp altfel sănătos – întotdeauna o procedură riscantă – pentru a instala implantul. Și apoi din nou pentru a-l îndepărta șase luni mai târziu, deoarece proteza nu este aprobată pentru utilizare pe termen mai lung.

Confuzii și fosfene

O aud pe Gómez înainte de a o vedea. Vocea ei este vocea unei femei cu aproximativ un deceniu mai tânără decât vârsta ei. Cuvintele ei sunt măsurate, cadența ei este perfect netedă, iar tonul ei este cald, încrezător și ferm.

Când o văd în sfârșit în laborator, observ că Gómez cunoaște atât de bine dispunerea spațiului încât abia dacă are nevoie de ajutor pentru a se orienta pe micul hol și în încăperile anexe. Când mă îndrept spre ea pentru a o saluta, fața lui Gómez este inițial îndreptată în direcția greșită până când o salut. Când întind mâna pentru a-i strânge mâna, soțul ei îi ghidează mâna în a mea.

Gómez este aici pentru un RMN cerebral pentru a vedea cum arată lucrurile la jumătate de an după ce i s-a scos implantul (arată bine). Ea este, de asemenea, aici pentru a se întâlni cu un potențial al doilea pacient care este în oraș și care se află în cameră în timpul vizitei mele. La un moment dat, în timpul acestei întâlniri, în timp ce Fernandez explică modul în care hardware-ul se conectează la craniu, Gómez întrerupe discuția, se înclină în față și plasează mâna potențialului pacient pe ceafa ei, acolo unde era o priză metalică. Astăzi nu mai există practic nicio urmă a portului. Operația de implantare a fost atât de lipsită de evenimente, spune ea, încât a venit în laborator chiar a doua zi pentru a se conecta și a începe experimentele. De atunci nu a mai avut probleme sau dureri.

Gómez a fost norocoasă. Lunga istorie a experimentelor care au dus la implantul ei de succes are un trecut zbuciumat. În 1929, un neurolog german pe nume Otfrid Foerster a descoperit că poate provoca un punct alb în vederea unui pacient dacă înfige un electrod în cortexul vizual al creierului în timp ce face o operație. El a numit fenomenul fosfene. De atunci, oamenii de știință și autorii de SF și-au imaginat potențialul unei proteze vizuale de la cameră la computer și de la computer la creier. Unii cercetători chiar au construit sisteme rudimentare.

La începutul anilor 2000, ipoteza a devenit realitate atunci când un cercetător biomedical excentric pe nume William Dobelle a instalat o astfel de proteză în capul unui pacient experimental.

În 2002, scriitorul Steven Kotler și-a amintit cu groază cum îl privea pe Dobelle cum dădea drumul la electricitate și cum un pacient cădea pe podea contorsionându-se în urma unei crize. Cauza a fost prea multă stimulare cu prea mult curent – ceva ce, se pare, creierului nu-i place. Pacienții lui Dobelle aveau, de asemenea, probleme cu infecțiile. Cu toate acestea, Dobelle a comercializat dispozitivul său voluminos ca fiind aproape gata pentru utilizarea zilnică, cu tot cu un videoclip promoțional cu un orb care conduce încet și nesigur într-o parcare închisă. Când Dobelle a murit în 2004, la fel și proteza sa.

Spre deosebire de Dobelle, care a proclamat un leac pentru nevăzători, Fernandez spune aproape în mod constant lucruri precum: „Nu vreau să îmi fac speranțe” și „Sperăm să avem un sistem pe care oamenii să îl poată folosi, dar în acest moment facem doar experimente timpurii.”

Dar Gómez, de fapt, a văzut.”

Lit de cuie

Dacă ideea de bază din spatele vederii lui Gómez – conectarea unei camere la un cablu video în creier – este simplă, detaliile nu sunt. Fernandez și echipa sa au trebuit mai întâi să înțeleagă partea cu camera. Ce fel de semnal produce o retină umană? Pentru a încerca să răspundă la această întrebare, Fernandez ia retină umană de la persoane care au murit recent, le conectează la electrozi, le expune la lumină și măsoară ceea ce atinge electrozii. (Laboratorul său are o relație strânsă cu spitalul local, care uneori sună în toiul nopții când moare un donator de organe. O retină umană poate fi ținută în viață doar pentru aproximativ șapte ore). Echipa sa folosește, de asemenea, învățarea automată pentru a potrivi ieșirea electrică a retinei la intrări vizuale simple, ceea ce îi ajută să scrie un software care să imite procesul în mod automat.

Postul următor este de a lua acest semnal și de a-l transmite la creier. În proteza pe care Fernandez a construit-o pentru Gómez, o conexiune prin cablu merge la un neuro-implant comun cunoscut sub numele de Utah array, care este puțin mai mic decât vârful ridicat de la capătul pozitiv al unei baterii AAA. Din implant ies 100 de electrozi minusculi, fiecare cu o înălțime de aproximativ un milimetru – împreună arată ca un pat de cuie în miniatură. Fiecare electrod poate furniza un curent între unul și patru neuroni. Când implantul este introdus, electrozii străpung suprafața creierului; când este îndepărtat, 100 de picături mici de sânge se formează în găuri.

Fernandez a trebuit să calibreze câte un electrod pe rând, trimițându-i curenți din ce în ce mai puternici până când Gómez a observat când și unde a văzut un fosfene. Ajungerea tuturor celor 100 de electrozi calibrați a durat mai mult de o lună.

„Avantajul abordării noastre este că electrozii matricei ies în afara creierului și stau aproape de neuroni”, spune Fernandez. Acest lucru permite implantului să producă vederea cu un curent electric mult mai mic decât era necesar în sistemul lui Dobelle, ceea ce reduce brusc riscul de convulsii.

Marele dezavantaj al protezei – și principalul motiv pentru care Gómez nu a putut să o păstreze pe a ei mai mult de șase luni – este că nimeni nu știe cât timp pot dura electrozii fără a degrada fie implantul, fie creierul utilizatorului. „Sistemul imunitar al organismului începe să distrugă electrozii și să îi înconjoare cu țesut cicatricial, ceea ce în cele din urmă slăbește semnalul”, spune Fernandez. Există, de asemenea, problema electrozilor care se îndoaie atunci când cineva se mișcă. Judecând după cercetările efectuate pe animale și după o primă privire asupra matricei folosite de Gómez, acesta presupune că actuala configurație ar putea dura doi-trei ani și poate până la zece ani înainte de a ceda. Fernandez speră că câteva modificări minore vor prelungi această perioadă la câteva decenii – o condiție esențială pentru o piesă de hardware medical care necesită o intervenție chirurgicală invazivă la nivelul creierului.

În cele din urmă, proteza, la fel ca un implant cohlear, va trebui să își transmită semnalul și energia fără fir prin craniu pentru a ajunge la electrozi. Dar, deocamdată, echipa sa a lăsat până acum proteza cablată pentru experimente – oferind cea mai mare flexibilitate pentru a continua să actualizeze hardware-ul înainte de a se decide asupra unui design.

La o rezoluție de 10 pixeli pe 10 pixeli, care este aproximativ rezoluția maximă potențială pe care implantul lui Gómez ar putea-o reda, se pot percepe formele de bază, cum ar fi literele, cadrul unei uși sau un trotuar. Dar contururile unei fețe, ca să nu mai vorbim de o persoană, sunt mult mai complicate. Acesta este motivul pentru care Fernandez și-a mărit sistemul cu un software de recunoaștere a imaginilor pentru a identifica o persoană într-o cameră și a transmite un model de fosfene către creierul lui Gómez, pe care aceasta a învățat să le recunoască.

La 25 pe 25 de pixeli, scrie Fernandez într-un diapozitiv pe care îi place să îl prezinte, „viziunea este posibilă”. Și pentru că matricea Utah în forma sa actuală este atât de mică și necesită atât de puțină energie pentru a funcționa, Fernandez spune că nu există niciun motiv tehnic pentru care echipa sa nu ar putea instala patru sau șase pe fiecare parte a creierului, oferind viziune la 60 x 60 pixeli sau mai mult. Cu toate acestea, nimeni nu știe cât de multă informație poate primi creierul uman de la astfel de dispozitive fără să fie copleșit și să afișeze echivalentul zăpezii de la televizor.

Cum arată

Gómez mi-a spus că ar fi păstrat implantul instalat dacă i s-ar fi oferit posibilitatea de a alege și că va fi prima la rând dacă va fi disponibilă o versiune actualizată. Când Fernandez va termina de analizat matricea ei, Gómez plănuiește să o înrămeze și să o atârne pe peretele din sufrageria ei.

Înapoi în laboratorul lui Fernandez, acesta se oferă să mă conecteze la un dispozitiv neinvaziv pe care îl folosește pentru a examina pacienții.

Sezând în același scaun din piele pe care Gómez l-a ocupat în timpul experimentului revoluționar de anul trecut, aștept în timp ce un neurolog ține o baghetă cu două inele pe partea laterală a capului meu. Dispozitivul, numit bobină fluture, este conectat la o cutie care excită neuronii din creier cu un impuls electromagnetic puternic – un fenomen numit stimulare magnetică transcraniană. Prima explozie se simte ca și cum cineva mi-ar șoca scalpul. Degetele mele se încolăcesc involuntar în palme. „Uite, a funcționat!” spune Fernandez, chicotind. „A fost cortexul tău motor. Acum vom încerca să-ți dăm niște fosfene.”

Neurologul repoziționează bagheta și setează aparatul pentru o serie rapidă de impulsuri. De data aceasta, când trage, simt un zzp-zzp-zzp-zzp intens, ca și cum cineva mi-ar folosi partea din spate a craniului pe post de ciocănitură de ușă. Apoi, deși am ochii larg deschiși, văd ceva: o linie orizontală luminoasă strălucește în centrul câmpului meu vizual, împreună cu două triunghiuri strălucitoare umplute cu ceea ce pare a fi zăpadă de televizor. Viziunea se estompează la fel de repede cum a sosit, lăsând o scurtă strălucire ulterioară.

„Asta seamănă cu ceea ce putea vedea Berna”, spune Fernandez. Cu excepția faptului că „vederea” ei a lumii era stabilă atâta timp cât semnalul era transmis către creierul ei. Ea putea, de asemenea, să-și întoarcă capul și, cu ochelarii pe cap, să privească în jurul camerei. Ceea ce văzusem nu erau decât fantome interne ale unui creier excitat electric. Pentru prima dată în 16 ani, Gómez putea efectiv să întindă mâna și să atingă lumea pe care o privea.

.