首次恢复视力在老鼠身上实现

实验的领导下,斯坦福大学医学院的研究员已经成功了,第一次在哺乳动物恢复视力的多个关键方面。

在老鼠实验中所描述的7月11日在网上发表的一项研究自然神经科学,科学家们哄视神经电缆,负责传达视觉信息从眼睛到大脑,再生后他们被完全切断,发现他们可以追溯以前的路线和重建连接大脑的适当部分。

前所未有的,如果部分,恢复可以为未来的工作铺平道路,使盲人能够看到的。

动物的条件之前,科学家们的努力再生还是大脑联系像青光眼,白内障后失明的第二大原因。白内障可以手术切除,但没有治疗青光眼,说,这项研究的资深作者,安德鲁•胡伯曼博士,神经生物学副教授。奇迹阿尔伯特Lim,圣地亚哥加州大学的一名研究生,第一作者。

青光眼,过度的压力导致了视神经,影响全球近7000万人。视力丧失导致视神经损伤还可以从损伤积累,视网膜脱离,垂体肿瘤,各种脑癌和其他来源。

薄片的细胞

视网膜,一层很薄的电池厚度不超过一半的信用卡,是眼睛的感光部分。如果神经细胞是办公室,这小块组织将曼哈顿。视网膜感光细胞在对不同波长的光通过发送电编码信息到其他细胞在视网膜上称为视网膜神经节细胞,有多达30种,每个专业处理视觉的一个特定方面,例如向上运动,运动或红色。神经节细胞项目长,electric-wire-like过程称为轴突,扩展了视神经的包然后扇出无数的大脑区域,在那里他们与其他神经细胞联系通知他们的视觉世界。

“大脑在某种程度上可以解释这些电信号说,“哇,这是一个快速移动的车来我我最好在人行道上回来,”“胡伯曼说。

“超过三分之一的人类的大脑是致力于视觉信息的处理,”他说。“在24个大脑区域直接信号从视网膜神经节细胞。这些地区不仅参与我们通常认为的愿景,而且昼夜节律和情绪。”

视网膜神经节细胞是唯一的神经细胞连接到大脑,胡伯曼说。“当这些细胞的轴突断了,这就像把视觉的插头插座,”他补充道。

轴突眼不再生

当轴突在大脑和脊髓的哺乳动物如老鼠或人类已经损坏,他们不会再生。(唯一的例外是嗅觉感官神经细胞)。视网膜,实际上是大脑的一部分,胡伯曼说。哺乳动物的视网膜神经节细胞损伤的轴突法术永久性视力丧失。

哺乳动物的轴突位于中枢神经系统外再生,。在早期发育,大脑和脊髓神经细胞大量发芽和发出轴突,发现他们的方式通过一个灌木丛干预脑组织的遥远的目标。在一个成熟的成年人,从视网膜神经节细胞轴突蜿蜒到一个遥远的大脑结构称为上丘可以达到6到8英寸长。

虽然许多因素负责成人大脑细胞的缺乏再生能力,一个被充分研究过的原因是接近尾声,随着时间的推移,促进增长的级联的分子相互作用,称为mTOR通路,在这些细胞。

在这项研究中,成年小鼠视神经的一只眼睛被压碎处理一个方案强化日常接触高对比度视觉刺激,不断移动的图像黑白形式的网格,或生化处理踢mTOR通路在视网膜神经节细胞回高速,或两者兼而有之。三周后小鼠进行测试的能力应对特定的视觉刺激,并对它们的大脑进行检测分析,看看任何轴突再生。

重要的是,尽管视网膜神经节细胞的轴突碎视神经被淹没,前线的感光细胞,这些细胞连接的视网膜神经节细胞受损的眼睛完好无损。

的成功结合的方法

而视觉刺激或mTOR-pathway复活产生一定的轴突再生从小鼠的视网膜神经节细胞的损坏眼睛,再生只限于视交叉的,健康的视神经轴突退出和使他们的方式不同的大脑结构。但是这两种方法在四国出口额的总和,同时如果老鼠的眼睛暂时阻碍为了鼓励积极使用损坏eye-substantial轴突的数量增长超出了视神经交叉和迁移到他们大脑中适当的目的地。

“在某种程度上这些视网膜神经节细胞轴突保留自己的GPS系统,”她说。“他们去正确的地方,他们不去错了地方。”

老鼠的视力测试表明,视觉输入他们受损的眼睛的感光细胞是达到视网膜神经节细胞在相同的眼睛,更重要的是,被传达给合适的下游处理视觉输入大脑结构至关重要。例如,一个测试涉及的投影不断扩大的黑暗circle-analogous猛禽的approach-onto受损的眼睛的视野。作为回应,大部分老鼠都受到mTOR-pathway upregulation和视觉刺激,以及妨碍他们剩下的好眼力,做他们应该做的事情在野外:他们前往避难所实验设置的“安全地带”。

换句话说,再生轴突,种植不同的大脑结构,建立了功能与这些目标。老鼠的once-blind眼睛可以看到。

恢复视力不完整

然而,即使是老鼠的行为显示恢复视力在一些测试中,包括上面所描述的那样,没有其他测试,可能需要更好的视觉歧视,胡伯曼说。他说,调查人员可能从两个特定视网膜神经节细胞轴突达到了他们的目标,但缺乏分子标签会让他们确定轴突来自其余的其他亚型。进一步进展,他建议,将取决于提高总数量的视网膜神经节细胞轴突成功扩展回到前接触并建立他们的目标结构,以及寻找参与评估大多数或所有的约30亚型的视网膜神经节细胞。

“我们正在努力,现在,”她说。