2012年8月27日

视网膜设备恢复了小鼠的视力

 人类的眼睛。

研究人员已经开发出一种新的修复技术,可以使盲鼠恢复视力。可以进一步开发该方法以改善盲人的视力。

由于视网膜变性疾病,例如与年龄有关的黄斑变性和色素性视网膜炎,全世界有超过2000万人视力丧失或失明。这些疾病逐渐损害感光器,即视网膜中的光检测细胞。通常会省去向神经传递信号进行处理的神经节细胞。

恢复假眼的一种有前途的方法是通过修复设备。当前的假体在受损的感光器周围绕行,并直接刺激神经节细胞,使患者能够看到光斑和边缘。这样可以提高查看光线和形状的能力,但是视觉仍然受到限制。

最近的研究集中在通过刺激更多的神经节细胞来提高分辨率或图像质量。但是,必须以特定方式刺激这些细胞,以便它们可以将图像转变为大脑可以理解的信号模式。当前的假肢不能准确地模仿视网膜正常产生的相同信号模式-视网膜密码。

在部分由NIH国家眼科研究所(NEI)资助的研究中,威尔康奈尔医学院的Sheila Nirenberg博士和博士后研究员Chethan Pandarinath博士着手设计一种假体,其产生的输出更像是正常的视网膜。他们创建了一个由三部分组成的假肢系统。该系统的核心创新是编码器,该编码器将图像转换为电脉冲。然后通过微型投影仪将电脉冲转换为光脉冲。光脉冲刺激光敏蛋白,该蛋白通过基因工程插入神经节细胞。然后,神经节细胞将这些基于光的信号模式转发到大脑。研究人员于2012年8月13日在网上在线描述了他们的工作, 美国国家科学院院刊.

科学家测试了自然风景的电影,例如风景,面孔和步行的人。他们将正常视力的小鼠与使用编码器假体或标准假体的盲小鼠进行了比较。为了测试其假体是否产生正常的视网膜密码,他们将电极放置在小鼠视网膜中神经节细胞旁边,以测量其输出。

通过编码器假体观看电影的盲小鼠产生的输出模式与正常视力的小鼠相似。使用标准假体的盲小鼠的输出模式与正常人有很大不同。编码器系统的输出中有足够的信息供团队重新构造各种图像,包括面部。科学家们还发现,将编码器和高分辨率刺激技术组合用于盲小鼠时,这些动物能够追踪显示给他们的图像。

这些发现表明,如今,在很大程度上已经具备了构建高效的视网膜假体的关键要素,即视网膜的密码和高分辨率的刺激方法。”在人类临床试验中测试视网膜假体之前,需要进一步的研究。

— Miranda Hanson博士

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参考文献:   美国国家科学研究院 2012年8月13日。[Epub提前发行]。 PMID:22891310。