近日，在斯坦福大學醫(yī)學院領導下，研究人員首次成功修復了哺乳動物的部分關鍵視神經(jīng)。該研究報告被發(fā)表在《Nature Neuroscience》期刊的在線網(wǎng)站上?？茖W家讓小鼠的視神經(jīng)（負責將視覺信息從眼睛傳遞到大腦）在被完全切斷之后，成功實現(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。
這項前無古人的修復工作或能幫助盲人重見光明。
在科學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。該研究的高級作者、神經(jīng)生物學副教授安德魯.休伯曼（Andrew Huberman）指出，白內(nèi)障通?？梢酝ㄟ^手術移除，但青光眼則沒有有效的治療方法。該研究的主要作者為加州大學圣地亞哥分校的研究生Jung-Hwan Albert Lim。
青光眼由視神經(jīng)受壓過高引起，全世界有將近7千萬人深受此疾病之苦。外傷、視網(wǎng)膜脫落、垂體瘤、多種腦癌以及其它原因也會對視神經(jīng)造成損傷，導致視力下降。
視網(wǎng)膜由一層薄薄的細胞構成，不超過信用卡的一半厚，是眼睛中負責感光的部分。如果神經(jīng)細胞是辦公室的話，這層薄薄的組織就猶如繁華的曼哈頓。視網(wǎng)膜后部的感光細胞通過向視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞發(fā)送電編碼信息，對不同波長的光線做出反應。視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞的種類多達30種，每種分別擅長處理不同的視覺信息，如向上的動作、總體動作、或紅色等。視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞有著長長的、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)細胞相連，向它們傳遞視覺信息。
“大腦可以通過某種方式，破解這些電信號，比如‘那邊來了一輛車，我最好退到人行道上’”。休伯曼說道。
“大腦有超過三分之一的區(qū)域都是用來處理視覺信息的，”他說道，“超過24%的大腦區(qū)域能夠直接接收視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞發(fā)生的信號。這些區(qū)域不僅與我們通常認為的視覺區(qū)域有關，還與晝夜規(guī)律和情緒有關。”
休伯曼指出，視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞是唯一將眼部與大腦相連的細胞。“這些細胞軸突被切斷時，就好像直接把控制視覺的插頭從插座上拔掉了一樣。”他補充道。
當小鼠和人類等哺乳動物的腦部和脊椎細胞軸突受到損傷時，它們無法自行復原。（唯一已知的例外是嗅神經(jīng)細胞。）休伯曼指出，視網(wǎng)膜也是大腦的一部分，因此哺乳動物的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞軸突一旦受到損傷，便會導致永久性的視力下降。
不過，位于中樞神經(jīng)系統(tǒng)之外的哺乳動物細胞軸突是可以自行再生的。此外，在人體生長的早期階段，腦神經(jīng)細胞和脊柱神經(jīng)細胞茁壯地成長，軸突可以設法突破一堆擋在半路上的腦組織，到達較遠的地方。在完全成熟的成人體內(nèi)，從視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞到上丘（superior colliculus）之間的軸突可以長達6至8英寸（約合15至20厘米）。
有很多因素與成人大腦細胞無法自行再生有關，其中有一種受到了人們的廣泛研究，即隨著時間的推移，這些細胞中的分子間相互作用（又名mTOR信號通路）會逐漸減弱。
在這項研究中，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度的高對比度視覺刺激，觀看不斷閃爍的黑白條紋圖片；或者接受生物化學手段治療，讓視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞中的mTOR信號通路重新回到高檔位上；或者兩種方式同時進行。三周之后，研究人員測試了它們對特定視覺刺激的反應能力，并對它們的大腦進行了研究，觀察是否有軸突開始了再生過程。
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)細胞被摧毀了，但前端的感光細胞、以及這些細胞與視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞之間的聯(lián)系仍然完好無損。
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)細胞軸突都出現(xiàn)了一定的恢復，但重新生長出來的軸突只能到達視交叉區(qū)域，即健康的軸突離開視神經(jīng)、分頭前往大腦各處結構的地方。但當小鼠同時接受兩種方法治療時，并且將小鼠未受傷的一邊眼睛遮住、以激勵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部分相連
“這些視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞軸突就好像保留了自己的GPS導航系統(tǒng)一樣，”休伯曼說道，“它們還會連接到正確的位置上，并且不會跑錯地方。”
對小鼠視力的測驗顯示，受損眼睛中感光細胞接收的視覺輸入信息可以傳輸?shù)酵恢谎劬Φ囊暰W(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞中，并且最關鍵的是，這些信息還能傳輸?shù)接糜谔幚磉@些視覺輸入信息的下游大腦結構中去。例如，在其中一項測驗中，一個不斷變大的黑色圓圈（就像一只正在撲來的鳥）被投射到小鼠受損眼睛的視覺區(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：向?qū)嶒炘O置好的“安全區(qū)”逃去。
換句話說，這些小鼠腦中重新生長出來的軸突已經(jīng)長回了原本的大腦區(qū)域，并與相應區(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光明了。
不過，雖然有些小鼠在部分測驗中顯示視力有所恢復，但在需要更精細的視覺分辨能力的測驗中，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)細胞的軸突延伸到了指定區(qū)域，但缺乏分子標記的幫助，他們無法判斷其它種類是否也能做到這一點。他認為，只有在更多視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞軸突成功與此前的大腦區(qū)域建立聯(lián)系、并找到評估30種視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞的方法之后，才能說是取得了進步。
“我們現(xiàn)在正在努力解決這個問題。”休伯曼說道。
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