光遺傳學(xué)能讓盲人恢復(fù)視力嗎

光遺傳學(xué)是神經(jīng)科學(xué)研究的新熱點(diǎn):它提供了通過(guò)照射神經(jīng)元來(lái)控制神經(jīng)元的能力。我們已經(jīng)成功地在體內(nèi)使用它以毫秒級(jí)的精度記錄神經(jīng)活動(dòng)模式，并創(chuàng)建一個(gè)“大腦的無(wú)線路由器”。

2014年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了一組利用光遺傳學(xué)繪制新型腦細(xì)胞功能圖譜的研究人員。

現(xiàn)在，在一家來(lái)自安娜堡的初創(chuàng)公司RetroSense Therapeutics的支持下，一組研究人員正通過(guò)嘗試治愈一種類型的失明，直接研究這項(xiàng)新興技術(shù)的治療用途。他們利用光遺傳學(xué)的聰明應(yīng)用來(lái)治療色素性視網(wǎng)膜炎:一種無(wú)法治愈的基因疾病，它會(huì)破壞眼睛中的視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞，從而導(dǎo)致不可避免的失明。

這個(gè)團(tuán)隊(duì)的策略很簡(jiǎn)單，就像在前沿醫(yī)學(xué)研究中一樣簡(jiǎn)單。在德克薩斯州的一家診所，科學(xué)家們將把一種非致病性病毒注射到一組受試者的眼睛神經(jīng)元中。他們希望這種病毒能夠感染一種叫做神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的神經(jīng)細(xì)胞，這種神經(jīng)細(xì)胞負(fù)責(zé)將視網(wǎng)膜信號(hào)傳輸?shù)酱竽X。這種病毒被改造成包含一種通道視紫紅質(zhì)的遺傳載體，這是一種來(lái)自藻類的光感蛋白，它對(duì)單一波長(zhǎng)的光有反應(yīng)。他們的想法是，讓神經(jīng)節(jié)細(xì)胞表達(dá)視紫紅質(zhì)通道將使它們對(duì)光敏感，讓那些患有進(jìn)展性疾病的人恢復(fù)一些視力。

通常情況下，你必須在大腦中植入光導(dǎo)纖維，因?yàn)槟阈枰鈦?lái)開啟光基因增強(qiáng)的神經(jīng)，但是光不能很好地穿透頭骨。(這并非偶然。)但是，由于眼睛是自然暴露在光線下的，這是一個(gè)完美的試驗(yàn)場(chǎng)所，就像這個(gè)試驗(yàn)，試圖把感光負(fù)擔(dān)從受損的視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞轉(zhuǎn)移到視網(wǎng)膜深處的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞。

由于在眼睛的每一層細(xì)胞都有圖像處理，而且神經(jīng)節(jié)細(xì)胞比桿狀細(xì)胞更深，因此接收到的光子更少，因此我們不清楚這里能達(dá)到什么樣的視覺粒度。如果實(shí)驗(yàn)成功，研究人員預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)隊(duì)列將獲得非常低分辨率的單色視覺。RetroSense公司的首席執(zhí)行官肖恩·安斯沃斯在接受《麻省理工技術(shù)評(píng)論》采訪時(shí)表示，他希望這種療法能讓患者“看到桌子和椅子”，甚至能看清大字。在巴黎視覺研究所的實(shí)驗(yàn)中，接受光遺傳學(xué)治療的盲鼠如果被放在一個(gè)黑暗的盒子里，它們的頭部會(huì)隨著圖像移動(dòng)，并會(huì)移動(dòng)以躲避強(qiáng)光。

顆粒狀、低分辨率的單色視覺可能聽起來(lái)不像人類通常所看到的那樣，但這些努力是長(zhǎng)期視力恢復(fù)道路上的重要步驟。粗糙的形狀和灰度投影是一個(gè)更好的選擇完全失明。