视力下降问题获突破,哈佛采用重编程神经元法,恢复小鼠一半视力

视力下降问题获突破,哈佛采用重编程神经元法,恢复小鼠一半视力

悲梦一 2024-12-15 家庭养生 535 次浏览 0个评论

衰老,这一机体对环境的适应能力进行性降低、逐渐趋向死亡的自然现象,不仅伴随着形态与主要感觉器官功能的衰退,更是让视觉率先受到冲击。然而,近日,两大海外科研团队相继宣布,他们针对衰老和青光眼造成的视力下降问题的研究取得了重大突破,或许能有效逆转衰老的时钟。

其中,来自哈佛医学院的科学家戴维・辛克莱尔及其同事在国际顶刊《Nature》上在线发表的研究“Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision”,采用了生物学办法来纠正眼睛和大脑之间信息传输中的问题。研究发现,通过把小鼠眼睛的神经元重编程到一个更年轻的状态,可以让其视力获得再生和恢复。

与此同时,来自欧洲的科学家则另辟蹊径,他们选择将犹他电极阵列植入相应神经元,通过控制注入大脑的电流量形成眼内闪光,让小鼠更快完成识别,从而完全绕开了对眼睛的需求。

视觉系统复杂且精细,不仅有接收入射光的感光器,还有至少三种类型的神经元在感光器和大脑之间传输信息。当视觉信息进入大脑后,数个专属区域会将其构建成场景,完成阐释。这一处理结果还可能进入处理阅读或面部识别等其他大脑区域,进一步解释。

重编程神经元法

哈佛团队在组织修复中发现了仅通过激活四个特定基因就能将许多细胞类型转化为干细胞的可能性,这一进展令人振奋。但遗憾的是,在广泛激活这些基因的同时会造成小鼠死亡,因为这些基因会促进正常细胞丧失同一性并发生分裂失控。

不过,研究人员很快找到了问题的关键:MYC基因。他们转而专注于处理其余三个基因,并取得了显著的成果。激活老年鼠细胞中的其他三个基因可以使细胞恢复年轻特性的同时,不会丧失正常的细胞功能。

研究人员破坏视神经后,激活了视网膜神经节细胞中的三个干细胞基因。这样一来,即使是成年和患青光眼的小鼠,也能很快恢复大脑和眼睛之间的联系。最终的视力测试表明,这种基因治疗方案可以恢复近一半的视力。这一办法对衰老带来的视力减退情况十分适用。

此外,这一研究结果也支持了之前的观点:衰老的背后是表观遗传变异的累积,要逆转某种复杂组织年龄、并恢复其生物学功能是可能的。值得一提的是,所有基因治疗过程均未发生新细胞增长,而是几乎依靠现有细胞来修复或替换视神经的受损部分,也就是轴突。

“绕过眼睛”的硬件植入法

第二项研究由四名欧洲研究人员完成,主要着眼于眼球下游的部分。当光信号进入大脑,与视网膜一对一物理映射的区域将首先进行解码。研究人员通过一些电子设备来激活视觉系统,并做到完全不涉及眼睛。

具体做法是将犹他电极阵列连接到该区域中的神经元。这些电流会让小鼠产生所谓的“光幻视”,就是通常所说的小闪光。而且,根据大脑这一区域的几何形状,研究人员还可以控制闪光灯在视野中出现的位置。

这一方法真的有效。通常灵长类动物的眼睛会不自觉地转向所感知到的闪光源,尽管那个地方实际上并没有在眼睛中显示出实质性内容。有研究人员曾训练猴子,让其识别两个点是垂直排列还是水平排列,研究结果发现,当两个点是由电极产生的光幻视时,猴子们就能分辨出来。

研究人员又试着训练猴子来识别字母,结果发现,当用注入电流来呈现字母时,猴子可以完成识别。换句话说,猴子们可以识别眼内闪光呈现出的字母。

尽管这些研究成果令人振奋,但我们需要明确的是,目前这些实验还处在早期的动物实验阶段,离人类的治疗还有很远的距离。因此,这类实验还存在很多潜在的安全问题,特别是涉及到改变人类基因的部分。

但无论如何,这些研究至少意味着在“逆生长”这条道路上,我们又向前迈出了关键性的“两步”。首先,当对大脑右侧区域的电极进行刺激时会产生人为视觉效果,从而实现绕过眼睛恢复视力的目的;其次,针对衰老或创伤造成的神经功能丧失问题,只需要通过较小的基因干预就能得到恢复。可以想象,这项研究如果得以继续推进,未来必将为除视力问题之外更广阔的层面带来助益。

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