成年失明者重获视力 视神经学带来新光明
时间:2017-12-07

  成人失明恢复视力带来新的光明未来 - 新闻 - 科学网

  但是,研究成功了。它重新吸收了亚达夫等数千名年轻人的光芒,为眼科领域带来了新的光芒。

  22岁的青年Manoj Yadav正在印度北部小镇Ghorborg的一家青年旅馆看书。年轻时失明的Yadav在接受白内障手术后于2011年开始了大脑功能的训练。图片来源:GRAHAM CROUCH

  当Manoj Kumar Yadav来到这个世界时,他的眼睛因白内障而失明。在发达国家,婴儿可以通过简单的手术在几个月内再次看到光线。但是,与许多同样的病人一样,亚达夫出生在印度,获得医疗保健的机会有限。

  他的父母,没有接受过很多教育的穷人,甚至没有意识到他们的新生儿是盲目的,盲目的,直到他学会爬。几年后,一位当地医生告诉亚达夫,他永远不会看到这个世界。所以我放弃了我的家庭。 22岁的亚达夫回忆说,我们认为没有必要花钱找到治疗方法。

  然而,2011年来自新德里的一个眼科专家小组访问了亚达夫的北方邦(Uttar Pradesh)。他们检查了他和其他盲人的孩子,并告诉亚达夫他有希望看到未来的光明。那年八月,他和他的父亲上了一列火车到首都。整整13个小时后,家人终于抵达新德里。在Shroff慈善眼科医院,一位外科医生检查了他的白内障并植入了合成晶体。

  一天后,当医生取下绷带时,亚达夫的世界充满了光明,但进入他视野的各种物体和形状都不清楚,他无法区分人与物,看不到轮廓因为18年来他的大脑被剥夺了视觉信息,有一天再次看到光线时,突然间洪水泛滥的视觉刺激是不可能区分的,但在接下来的一个月里,他的大脑逐渐开始学习诠释他眼中的信号,从一开始,模糊而迷惑的世界逐渐成为人们关注的焦点。

  失明的年轻人重拾光荣

  由于一个叫做普拉卡什(梵文中的光)的项目,亚达夫和许多其他的盲童,年轻人和年轻人都能够再次看到灯光。印度可能是世界上盲童数量最多的国家,估计有36万至120万名盲童。这些盲人大多生活在农村,生活质量严重受到贫困,缺乏医疗保健制度和基本的残疾人生活设施的影响。 40%的先天性白内障,角膜损伤和眼部感染是可以避免的或可治疗的。

  由神经科学家Pawan Sinha领导的Prakash项目于2004年启动了一项人道主义项目,以治疗这些眼科疾病,这是一个科学目的。在麻省理工学院教书的辛哈推测,这些复活的孩子可以回答长期困扰他的问题:大脑如何学会识别物体?最初,这项研究是由美国国立卫生研究院(NIH)赞助的探索性项目,随后Prakash开始发展成为神经科学方面的一个开创性的研究项目。多年来,医学科学家设想,一旦一个盲人经历了儿童视觉发展的关键时期,他们的大脑就再也不会意识到视觉世界了。然而,Prakash项目通过治疗Yadav等病人已经拒绝了这个猜想。

  我花了大约一年半的时间才看到所有的东西。亚达夫说。他身材不高,瘦小,礼貌地说话,眼睛突然不安地来回走动。这种现象被称为眼球震颤,是后遗症的遗产。但是既然白内障现在已经被清除了,这种情况并不影响他的视力。现在,我甚至可以在拥挤的市中心骑自行车。他说。

  普拉卡什项目已经成功地表明,即使是那些已经成年的盲人仍然有视力和恢复的空间。意大利特伦托大学的神经学家Olivier Collignon说。但是,这并不意味着恢复轻松的人可以清楚地看到视力健康的人。他强调:这是从数据中得出的结论。

  推翻诺贝尔奖的实验研究

  即便如此,Prakash项目中的患者重获光荣的事实已被重新转化为光学科学。随着项目的进展,项目负责人开展了一系列研究,从技术不太敏感的患者到视力,到功能性磁共振成像,以了解患者的大脑如何对视觉信息做出反应。发生的重组过程通过对这些恢复的视觉过程的深入探索,项目科学家们正在揭开视神经科学的神话,比如哪一部分视觉被预先编程,哪一部分是由后天经验所塑造的?

  长期以来,眼科教科书一直争辩说,对于长大到青春期的盲人来说,重新获得光明是不可能的。此前,一系列的猫,猴子和其他动物的实验,导致两位科学家1981年的诺贝尔生理学或医学奖。 Torsten Wiesel和David Hubel的研究表明,如果生命的视觉在关键的发展阶段被剥夺了视觉信号,那么世界其他地方的生活视觉能力就无法恢复。

  由于伦理问题,人类还没有进行类似的实验,但是科学家一直认为人类大脑视觉能力形成的关键时间窗将在6至8岁后关闭。在这种观点下,“收治医生”医院的外科医生先前已经关闭了许多八岁以上的先天盲人患者。

  然而,Sinha在几十年前发现了两三个案例,证明盲人在白内障手术后可以恢复一些视觉能力。随后在2002年和2003年,他访问了印度,检查了盲人的人数和失明的原因,并看到四名成年人视力恢复,他们都在青少年时期去除了白内障,从而恢复了一定程度的视力。这些例子使Sinha深信,随着医学的进步,Prakash项目值得一试,并劝说Shroff医院的外科医生去尝试。

  随后,该研究小组的研究专家和卫生人员组成了一个视察队,通过手术和非手术干预,向印度农村地区的盲童发光,目前已有1400多名儿童接受了非手术治疗,如戴眼镜,用眼药水或药物,同时有近500名儿童和青少年接受白内障手术,其中一半是先天性失明,因此成为研究的对象。

  研究表明,获得的经验对某些视觉功能不起关键作用。相反,大脑至少需要预先配置来解释视觉世界的一些简单方面。证据来源于一些验光测试,可以帮助解决一个长期的争论:为什么大脑误解了一些特殊的东西。

  验光已经迎来了一个新的亮点

  最终,Prakash的团队希望揭示视觉恢复如何改变大脑的视觉皮层,他们已经开始使用磁共振成像来探索大脑的这些变化。

  他们在术后1或2天对患者的视皮层进行成像,结果显示大脑皮质不同但似乎同步工作。所以,如果一些皮层是高度活跃的,你会发现在大脑皮层的另一部分相同的现象。辛哈说,它看起来像大多数的视觉皮层定期跳动。

  但手术后两三个月,磁共振成像开始发生改变。不同区域的视觉皮层呈现出不同的活动特征,这表明视皮层分裂已经开始。例如,患者对脸部面部照片的反应激活了大脑皮层,并且视觉正常的人在看到照片时激活相同的区域。

  研究人员指出,随着时间的推移,大脑开始学会区分物体,形状,面部等,而视觉皮层的不同区域开始分裂。

  对于辛哈,他并不认为这些变化发生在大脑中。我完全没有预料到这么多,脑中的这么多的变化,发生得如此之快,生命已经成熟到了这样一个成熟的阶段。他说。他也没有预料到这项研究造成的井喷。在我非常担心年轻人的手术会失败之前,我们已经做好了失败的准备。但是,研究成功了。它重新吸收了亚达夫等数千名年轻人的光芒,为眼科领域带来了新的光芒。 (冯丽飞)

  “中国科学”(2015-11-12第3版国际)