Forskere genopretter centrale dele af synet i blinde mus for første gang


Forskere genopretter centrale dele af synet i blinde mus for første gang

For første gang har forskere været i stand til at genskabe vigtige dele af synet hos mus blinde ved tab af nerveledninger mellem øjet og hjernen. Opnåelsen er et vigtigt fremskridt i at finde måder at genoprette eller forbedre synet hos mennesker med glaukom og øjenskader, der påvirker optisk nerve.

Forskerne koaxerede optiske nervekabler, der bibringer information fra celler i nethinden bag øjet - langs optisk nerve og udover - for at regenerere og genvinde deres ruter til forskellige dele af hjernen.

I Natur Neurovidenskab , Et team ledet af seniorforfatter Andrew Huberman, en professor i neurobiologi, der leder en neurale vision lab ved Stanford University School of Medicine i Californien, rapporterer hidtil uset succes med at genoprette brudte forbindelser mellem retinale ganglionceller og forskellige dele af hjernen hos mus.

Forskerne beskriver, hvordan de coaxed optiske nervekabler, der bærer vision information fra øjet til hjernen for at regenerere. De fandt, at kablerne ikke kun reparerede sig selv, men re-spores også de samme ruter, de havde før de blev afskåret.

Før forskerne genvandt forbindelserne, var musens tilstand ligner glaukom, en væsentlig årsag til blindhed, hvor tryk i øjet forringer funktionen af ​​den optiske nerve.

Prof. Huberman forklarer, at mens du kan genoprette synet hos personer med katarakter - den førende årsag til blindhed - ved at fjerne det forrygende objektiv, er der endnu ingen visioner til genopretning af mennesker, der mister deres syn gennem glaukom.

Der er omkring 70 millioner mennesker over hele verden med glaukom. Skader på den optiske nerve kan også forekomme på andre måder, såsom skade, retinal detachment, tumorer i hypofysen og hjernekræft.

Eksponering i høj kontrast og biokemisk manipulation

Når vi ser på noget, lyser det, der springer ud af objektet i øjet, er fokuseret på nethinden af ​​vores linser og / eller briller og hentes af fotoreceptorceller på nethinden - et tyndt ark celler bag på øje.

  • Antallet af amerikanere med glaukom forventes at nå 6,3 millioner i 2050, næsten dobbelt 2010-tallet
  • Glaukom er mere almindelig hos ældre mennesker
  • Det er dobbelt så almindeligt hos afroamerikanere end hos hvide eller aspaniske.

Få mere at vide om glaukom

Fotoreceptorcellerne sender kodet information til et andet sæt celler kaldet retinale ganglionceller. Ganglioncellerne projekterer lange, tynde fibre kaldet axoner, der blæser ud - i den anden ende af den optiske nerve - til forskellige dele af hjernen, hvor de forbinder med andre nerveceller for at opbygge det billede, vi ser.

Der er omkring 30 typer retinal ganglionceller, der hver især beskæftiger sig med et bestemt aspekt af syn, såsom bevægelse generelt, bevægelse op eller til side og farver.

Prof. Huberman siger på en eller anden måde, at hjernen fortolker denne bundt af signaler for at være opmærksom, og for eksempel sige: "Wow, det er en hurtigbil, der kommer min vej - jeg vil hellere komme tilbage på fortovet."

Han forklarer, at de retinale ganglionceller sender signaler til over to dusin områder af hjernen, involveret i behandling af ikke kun hvad vi ville klasse som vision, men også humør og circadianrytme.

Imidlertid, mens over en tredjedel af hjernen er dedikeret til behandling af visionsrelateret information, er retinale ganglionceller de eneste celler, der forbinder øjet med hjernen, bemærker han og tilføjer:

"Når disse cellers axoner er adskilt, er det som at trække synpluggen lige ud af stikkontakten."

Holdet fandt, at de kunne fremkalde den afskårne optiske nerve i mus for at regenerere ved at behandle dem med et dagligt regime med intensiv eksponering for billeder i høj kontrast eller biokemisk manipulation, der sparkede en vej i retinale ganglionceller tilbage i høj gear eller begge dele.

Stien hedder mTOR, og er allerede kendt for at spille en vigtig rolle i den udviklende hjerne. Når denne vej falder ned eller går tabt - som sker i den voksne hjerne - lukker en kaskade af vækstfremmende molekylære interaktioner med den.

Forskerne testede musens vision efter 3 ugers behandling og undersøgte deres hjerner for at se om nogen axoner havde regenereret.

Begge dele af behandlingen er nødvendige

En vigtig observation var, at mens axlernes ganglionceller ødelægges, når optisk nerve afbrydes, forbliver fotoreceptorcellerne og deres forbindelser til ganglionceller intakte.

Forskerne fandt ud af, om musene kun modtog en af ​​de to dele af behandlingen - enten den visuelle stimulering eller kickstarting af mTOR-banen - det fungerede ikke. Det var kombinationen af ​​de to, der forårsagede et betydeligt antal axoner at regrow og migrere ind i de relevante destinationer i hjernen.

En anden vigtig bemærkning var, at axonerne vendte tilbage til deres oprindelige ruter, siger prof. Huberman, at cellerne "bevarede deres egne GPS-systemer. De gik til de rigtige steder, og de gik ikke til de forkerte steder."

Holdet konstaterede, at mens behandlingen var vellykket - testede de mus, der kun havde et beskadiget øje og dækkede det gode øje, mens musene gik gennem forskellige udfordringer - nogle dele af syn manglede stadig.

De synspunkter, der er ansvarlige for fin diskrimination, virker stadig ikke. Holdet kunne bevise, at axoner fra to specifikke retinale ganglioncelletyper nåede deres mål, men de manglede de molekylære mærker, der fortæller dem, om axoner fra andre relevante celler havde gjort det.

Holdet arbejder allerede på at forbedre behandlingen.

Lær hvordan et over-the-counter-stof kan forbedre synskade hos mennesker med MS.

The power of vulnerability | Brené Brown (Video Medicinsk Og Professionel 2022).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Sygdom