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复旦Nature子刊:“人工视网膜”来了,帮助恢复小鼠视觉
爱因斯坦 2018-03-12
导语

研究人员将一种光敏感的纳米线阵列感受器植入失明小鼠的眼底,成功使得小鼠的视觉得到了恢复。


失明的原因有很多,不过其中之一就是视网膜的视锥和视杆细胞发生了病变,无法顺利使光信号转变为电信号。这些光感受器细胞如果不能行使正常的功能,即使眼睛的其他部分都是健康的,也不能够产生有质量的视觉。

目前,使用人工方法来修复视网膜的病变,依然是神经科学和临床医学面临的大难题。有些科学家试图完全放弃这一步骤,但是这种方法需要庞大的技术支撑,并且 结果尚不尽人意。视网膜中的光感受器一旦损伤或退变,由于不能自行修复,往往会导致失明。如果能够使用人工光感受器来替代原有的视网膜功能,对于黄斑变性 等疾病的患者来说,将是巨大的希望。

来自复旦大学的研究团队开发了一种“人工视网膜”,这是一种光敏感的纳米线阵列感受器。研究人员将之植入失明小鼠的眼底,成功使得小鼠的视觉得到了恢复。相关研究题为《Nanowire arrays restore vision in blind mice》,发表在了最近的《Nature Communications》上。

这种光感受器使用的是金/氧化钛纳米线阵列,阵列由二氧化钛纳米线组成,上面用金纳米颗粒修饰。研究人员将这种“人工视网膜”植入了小鼠的眼底。当接收光照射时,小鼠的瞳孔会缩小,视网膜中的神经节细胞恢复了对光的响应。神经节细胞能把视觉信号经视神经向大脑视觉中枢传递。这是由于纳米线阵列吸收光线后,产生光电压并触发附近神经元的电活动,从而恢复小鼠对光的敏感性。

这种纳米线光感受器有效地替代了原有视网膜中的视杆细胞和视锥细胞,因而,在植入后能够观察到视觉中枢的神经元也恢复了对光的响应,同时,瞳孔对光的反射也有所改善。

这种新一代可植入人工光感受器为黄斑变性等视网膜疾病提供了一个新的治疗选择:通过人工光感受器的植入,帮助患者恢复对视觉的响应。虽然,目前这种感受器 还满足不了正常人类全色视觉的要求,但是研究人员计划开始展开对不同波长光线响应的纳米线,从而使得这一块“人工视网膜”能够有效地区分出不同色彩的光 线。

文章链接:

Jing Tang, et al, "Nanowire arrays restore vision in blind mice," Nature Communicationsvolume 9, Article number: 786(2018), doi:10.1038/s41467-018-03212-0

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作者 爱因斯坦

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