研究发现弱视的新治疗方法

研究人员在视觉开发中找到了必需的大脑电路
为了追踪小鼠的脑中眼睛的连接,可以将不同的染料放入每只眼睛中。左眼(红色)和右眼(蓝色)主要在不同的地区连接。但它们都可以连接到双目(绿色黄色)。弱视当一只眼睛受损时发生,另一只眼睛接管这个区域。信贷:朱料州约书亚博士博士。

小鼠的一项研究揭示了显影视觉系统内的优雅电路,有助于指示眼睛如何连接到大脑。由国家卫生研究院资助的研究对治疗弱视具有影响,当大脑忽视另一只眼睛时发生的视力障碍发生了视力障碍。

弱视是最常见的原因在童年时期,当两只眼睛看到的东西不一致时,就会出现这种情况被一个云彩云或者眼睛的位置不同。一开始,大脑对功能更强的那只眼睛有轻微的偏好,随着时间的推移,随着那只眼睛继续向大脑发送有用的信息,大脑对那只眼睛的偏好会越来越强,而另一只眼睛的偏好则会减弱。

修补强眼睛可以有助于正确。但如果在童年期间没有抓住和纠正条件,较弱的眼睛中的视觉损害可能会持续到已成年期。

“我们的研究确定了年轻大脑的视觉开发机制,并表明它可以打开相同的机制Joshua Trachtenberg博士说,他是一名副教授加州大学洛杉矶分校(UCLA)大卫格芬医学院。这项研究发表在自然

在大脑内,称为双目区域的有限区域中的细胞可以从两只眼睛接收输入。中在这个区域内,两只眼睛竞相连接,有时一只眼睛占上风——这一过程被称为眼睛优势。

眼极主导地位是正常过程,是大脑基于经验的可塑性适应的能力的一个例子。但它也可以为弱视设定舞台。如果一只眼睛受损并且无法有效竞争,它将失去双目区域到另一只眼睛的空间。此外,该竞争在有限的时间内进行了称为关键时期。一旦关键时期 - 孩子们在儿童中的7岁左右 - 联系很难改变。然而,有些研究表明,在十几岁的岁月中可以部分地矫正弱视。

“这项新研究确定了眼优势可塑性的关键步骤,”Trachtenberg博士说。它是由国家眼科研究所(NEI)和国家神经疾病和中风研究所(NINDS)资助的,这两个研究所都是国家卫生研究院的一部分。

关于眼优势背后的机制已经了解很多。对它50年的研究甚至产生了一种叫做滑动阈值模型的一般塑性理论。这项新研究测试了这个模型的一个基本部分,这个部分起初似乎与眼部优势不一致。

根据该模型,只有当大脑细胞的活动(或放电率)超过某个阈值时,可塑性才能进行。低于这个阈值,强连接不会变得更强,弱连接不会被消除。这就是为什么很难将眼优势匹配到模型中:如果双眼区细胞只由一只眼睛驱动,那么它们的放电率应该下降大约一半,低于阈值。

加州大学欧文分校的Trachtenberg博士和他的团队与加州大学欧文分校徐向民博士的实验室合作,在老鼠身上研究了这个问题。为了改变小鼠的眼部优势,他们暂时修补了年轻小鼠的一只眼睛。24小时后,他们取下眼罩,记录每只眼睛双眼区细胞的放电速率对视觉的反应。

他们发现,当视力限制在一只眼睛时,细胞的烧制率立即下降一半,如预期的那样。但在接下来的24小时内,细胞响应于眼睛的眼睛甚至是被暂时修补的眼睛 - 将其射击率增加回到正常范围。

该团队的下一个目标是解释增加的射击率。“由于从斑点眼睛到双目区域的信号减少,我们想知道什么推动增加,”Trachtenberg博士说。

首先,他们研究了双眼区细胞从大脑其他部位获得更多刺激的可能性,但事实并非如此。相反,关键在于通常抑制这些细胞的大脑回路。当一只眼睛的视力受损时,该回路的抑制作用就会减弱。这种抑制的丧失使细胞的放电速率恢复到连接可以重塑的范围。

通过操纵这个回路,研究人员能够阻止年轻小鼠的眼部优势,并在已经超过关键时期的老年小鼠中诱导这种优势。如果这个回路能在人体内被控制- 例如,用药物或有时用于治疗帕金森的植入物 - Trachtenberg博士说,有时用来治疗帕金森的植入物 - 它将打开大门以纠正弱视年之后。


进一步探索

重新学习如何看:研究人员在视觉开发中找到一个关键的开关

更多信息:Kuhlman SJ等人。“去抑制微电路启动了视觉皮层的关键期可塑性。”自然, 2013年8月。DOI: 10.1038 / nature12485
期刊信息: 自然

引用研究发现弱视的新治疗方法(2013年8月25日
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