器官捐獻者眼中感光細胞“重生” 新發現將改變大腦和視覺研究

2022-05-12 10:50:57   來源:科技日報

中樞神經系統中的數十億個神經元以電信號的形式傳遞感覺信息。在眼睛中,被稱為光感受器的特殊神經元可感知光線。11日,美國猶他大學約翰·A·莫蘭眼科中心的一組研究人員和斯克里普斯研究所的合作者在《自然》雜志上發表了一篇論文,描述了他們如何將視網膜作為中樞神經系統的模型,研究神經元是如何死亡的,并介紹了“復活”神經元的新方法。他們恢復了器官捐贈者眼睛中的感光神經細胞,并恢復了它們之間的通信,新發現將改變大腦和視覺研究。

“我們能夠喚醒人類黃斑中的感光細胞,黃斑是視網膜的一部分,負責中心視力(即形覺)以及我們看到細微細節和顏色的能力。”該研究主要作者、莫蘭眼科中心科學家法蒂瑪·阿巴斯博士解釋說,在器官捐贈者死后長達五個小時的眼睛中,這些細胞對強光、彩色光,甚至非常暗的閃光都有反應。

雖然最初的實驗恢復了感光細胞,但這些細胞似乎已經失去了與視網膜中其他細胞“對話”的能力。研究小組發現,缺氧是導致這種通信喪失的關鍵因素。

為了克服這一挑戰,研究小組在器官捐贈者死亡后20分鐘內摘取了其眼睛,并設計了一種特殊的運輸裝置,以恢復器官捐贈者眼睛的氧氣和其他營養。他們還制造了一種設備來刺激視網膜并測量其細胞的電活動。通過這種方法,研究小組能夠恢復在活人眼睛中可看到的一種特定的電信號,即“b波”。這是第一次從死后的人眼中央視網膜上記錄b波。

過去的研究中,科學家在器官捐贈者的眼睛中恢復了非常有限的電活動,但從未在黃斑中實現過。現在,研究人員能夠讓視網膜細胞相互“對話”。

該團隊展示的這一過程可用于研究中樞神經系統的其他神經元組織。這項革命的技術進步可以幫助研究人員更好地了解神經退行疾病,包括老年黃斑變等致盲視網膜疾病。

研究人員指出,與非人類靈長類動物研究和對動物模型的依賴相比,這種方法可降低研究成本,因為動物模型產生的結果并不總適用于人類。雖然老鼠通常用于視覺研究,但它們眼球中沒有黃斑。未來,研究人員還可在功能正常的人眼細胞上測試潛在的新療法,從而加快藥物開發。(科技日報實記者 張佳欣)

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