近日，在斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)下，研究人員首次成功修復(fù)了哺乳動(dòng)物的部分關(guān)鍵視神經(jīng)。該研究報(bào)告被發(fā)表在《Nature Neuroscience》期刊的在線網(wǎng)站上。科學(xué)家讓小鼠的視神經(jīng)（負(fù)責(zé)將視覺(jué)信息從眼睛傳遞到大腦）在被完全切斷之后，成功實(shí)現(xiàn)了再生，并發(fā)現(xiàn)視神經(jīng)可以重新沿襲之前的路徑，重建與大腦合適部位的聯(lián)系。
這項(xiàng)前無(wú)古人的修復(fù)工作或能幫助盲人重見(jiàn)光明。
在科學(xué)家重建小鼠的視神經(jīng)之前，小鼠的癥狀類似于人類的青光眼，這是除白內(nèi)障之外的第二大致盲原因。該研究的高級(jí)作者、神經(jīng)生物學(xué)副教授安德魯.休伯曼（Andrew Huberman）指出，白內(nèi)障通常可以通過(guò)手術(shù)移除，但青光眼則沒(méi)有有效的治療方法。該研究的主要作者為加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究生Jung-Hwan Albert Lim。
青光眼由視神經(jīng)受壓過(guò)高引起，全世界有將近7千萬(wàn)人深受此疾病之苦。外傷、視網(wǎng)膜脫落、垂體瘤、多種腦癌以及其它原因也會(huì)對(duì)視神經(jīng)造成損傷，導(dǎo)致視力下降。
視網(wǎng)膜由一層薄薄的細(xì)胞構(gòu)成，不超過(guò)信用卡的一半厚，是眼睛中負(fù)責(zé)感光的部分。如果神經(jīng)細(xì)胞是辦公室的話，這層薄薄的組織就猶如繁華的曼哈頓。視網(wǎng)膜后部的感光細(xì)胞通過(guò)向視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞發(fā)送電編碼信息，對(duì)不同波長(zhǎng)的光線做出反應(yīng)。視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的種類多達(dá)30種，每種分別擅長(zhǎng)處理不同的視覺(jué)信息，如向上的動(dòng)作、總體動(dòng)作、或紅色等。視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞有著長(zhǎng)長(zhǎng)的、類似電線的突起，它們先是連成一捆、共同延伸到視神經(jīng)處，然后向大腦的各部分發(fā)散出去，與其它神經(jīng)細(xì)胞相連，向它們傳遞視覺(jué)信息。
“大腦可以通過(guò)某種方式，破解這些電信號(hào)，比如‘那邊來(lái)了一輛車，我最好退到人行道上’”。休伯曼說(shuō)道。
“大腦有超過(guò)三分之一的區(qū)域都是用來(lái)處理視覺(jué)信息的，”他說(shuō)道，“超過(guò)24%的大腦區(qū)域能夠直接接收視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞發(fā)生的信號(hào)。這些區(qū)域不僅與我們通常認(rèn)為的視覺(jué)區(qū)域有關(guān)，還與晝夜規(guī)律和情緒有關(guān)。”
休伯曼指出，視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞是唯一將眼部與大腦相連的細(xì)胞。“這些細(xì)胞軸突被切斷時(shí)，就好像直接把控制視覺(jué)的插頭從插座上拔掉了一樣。”他補(bǔ)充道。
當(dāng)小鼠和人類等哺乳動(dòng)物的腦部和脊椎細(xì)胞軸突受到損傷時(shí)，它們無(wú)法自行復(fù)原。（唯一已知的例外是嗅神經(jīng)細(xì)胞。）休伯曼指出，視網(wǎng)膜也是大腦的一部分，因此哺乳動(dòng)物的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞軸突一旦受到損傷，便會(huì)導(dǎo)致永久性的視力下降。
不過(guò)，位于中樞神經(jīng)系統(tǒng)之外的哺乳動(dòng)物細(xì)胞軸突是可以自行再生的。此外，在人體生長(zhǎng)的早期階段，腦神經(jīng)細(xì)胞和脊柱神經(jīng)細(xì)胞茁壯地成長(zhǎng)，軸突可以設(shè)法突破一堆擋在半路上的腦組織，到達(dá)較遠(yuǎn)的地方。在完全成熟的成人體內(nèi)，從視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞到上丘（superior colliculus）之間的軸突可以長(zhǎng)達(dá)6至8英寸（約合15至20厘米）。
有很多因素與成人大腦細(xì)胞無(wú)法自行再生有關(guān)，其中有一種受到了人們的廣泛研究，即隨著時(shí)間的推移，這些細(xì)胞中的分子間相互作用（又名mTOR信號(hào)通路）會(huì)逐漸減弱。
在這項(xiàng)研究中，成年小鼠一只眼睛的視神經(jīng)被人為摧毀，它們每天要接受高強(qiáng)度的高對(duì)比度視覺(jué)刺激，觀看不斷閃爍的黑白條紋圖片；或者接受生物化學(xué)手段治療，讓視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞中的mTOR信號(hào)通路重新回到高檔位上；或者兩種方式同時(shí)進(jìn)行。三周之后，研究人員測(cè)試了它們對(duì)特定視覺(jué)刺激的反應(yīng)能力，并對(duì)它們的大腦進(jìn)行了研究，觀察是否有軸突開(kāi)始了再生過(guò)程。
需要注意的是，雖然小鼠視神經(jīng)中的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞被摧毀了，但前端的感光細(xì)胞、以及這些細(xì)胞與視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞之間的聯(lián)系仍然完好無(wú)損。
雖然接受兩種方法之一治療的小鼠受損眼部的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞軸突都出現(xiàn)了一定的恢復(fù)，但重新生長(zhǎng)出來(lái)的軸突只能到達(dá)視交叉區(qū)域，即健康的軸突離開(kāi)視神經(jīng)、分頭前往大腦各處結(jié)構(gòu)的地方。但當(dāng)小鼠同時(shí)接受兩種方法治療時(shí)，并且將小鼠未受傷的一邊眼睛遮住、以激勵(lì)它們使用受損眼部的話，就出現(xiàn)了大量軸突延伸到了視交叉之外，并成功與大腦中的相應(yīng)部分相連
“這些視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞軸突就好像保留了自己的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)一樣，”休伯曼說(shuō)道，“它們還會(huì)連接到正確的位置上，并且不會(huì)跑錯(cuò)地方。”
對(duì)小鼠視力的測(cè)驗(yàn)顯示，受損眼睛中感光細(xì)胞接收的視覺(jué)輸入信息可以傳輸?shù)酵恢谎劬Φ囊暰W(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞中，并且最關(guān)鍵的是，這些信息還能傳輸?shù)接糜谔幚磉@些視覺(jué)輸入信息的下游大腦結(jié)構(gòu)中去。例如，在其中一項(xiàng)測(cè)驗(yàn)中，一個(gè)不斷變大的黑色圓圈（就像一只正在撲來(lái)的鳥(niǎo)）被投射到小鼠受損眼睛的視覺(jué)區(qū)域上。大多數(shù)接受了兩種方法治療、并且遮住了未受傷眼睛的小鼠都做出了在野生環(huán)境中的自然反應(yīng)：向?qū)嶒?yàn)設(shè)置好的“安全區(qū)”逃去。
換句話說(shuō)，這些小鼠腦中重新生長(zhǎng)出來(lái)的軸突已經(jīng)長(zhǎng)回了原本的大腦區(qū)域，并與相應(yīng)區(qū)域建立起了功能性聯(lián)系。小鼠們一度失明的眼睛又重見(jiàn)光明了。
不過(guò)，雖然有些小鼠在部分測(cè)驗(yàn)中顯示視力有所恢復(fù)，但在需要更精細(xì)的視覺(jué)分辨能力的測(cè)驗(yàn)中，它們都失敗了。休伯曼注意到，雖然研究人員可以證明有兩種視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的軸突延伸到了指定區(qū)域，但缺乏分子標(biāo)記的幫助，他們無(wú)法判斷其它種類是否也能做到這一點(diǎn)。他認(rèn)為，只有在更多視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞軸突成功與此前的大腦區(qū)域建立聯(lián)系、并找到評(píng)估30種視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的方法之后，才能說(shuō)是取得了進(jìn)步。
“我們現(xiàn)在正在努力解決這個(gè)問(wèn)題。”休伯曼說(shuō)道。
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