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撰文 | 塔尼娅 · 刘易斯(Tanya Lewis)
翻译 | 巢栩嘉
在生物学上,脑死亡一直被认为是一种不可逆的现象。也就是说,当我们死亡时,神经元也随之死亡。然而,最近一项关于脑死亡患者视神经的新研究挑战了这一传统观点。
在这项新工作中,研究人员使器官捐献者在去世后不久恢复了视网膜的电活动。视网膜位于眼球后部,拥有感光细胞,可将光信号转化为电信号,然后传输到大脑,实现与大脑的交流。相关研究发表在《自然》(Nature)杂志上,可以为治疗老年性黄斑变性等眼部疾病提供一种新的思路,而老年性黄斑变性是导致视力减退以及失明的主要原因。这项研究也为唤醒其他类型的神经组织提供了基础,未来或许还可用于视网膜移植。
大多数视网膜研究的对象都是动物,而且主要是小鼠。但小鼠的视网膜缺乏黄斑,而黄斑恰恰是人眼中负责识别微小细节的关键区域,所以小鼠不是理想的研究模型。此外,从尸检中获取人眼组织往往需要数小时,而且在科学家着手研究之前,组织通常已经死亡了。2019 年,美国耶鲁大学的研究人员报告称,他们可以让猪的大脑在死后恢复基本的电活动。受此启发,美国犹他大学的视觉科学家弗兰斯 · 温贝格(Frans Vinberg)、斯克里普斯研究所的视网膜外科医生安妮 · 汉内肯(Anne Hanneken)和同事决定研究视网膜组织是否也能在死后被恢复。
研究人员在对小鼠实施安乐死后,首先测试了小鼠视网膜发送电信号的活动还能维持多久,结果发现这些活动仍可以持续长达 3 个小时的时间,而缺氧是导致功能丧失不可逆转的主要因素。他们还通过与一个器官捐献协会合作,在器官捐献者脑死亡或心源性猝死后迅速获取人眼组织,然后将人眼组织放在能提供氧气和营养物质的容器中,并运送到实验室,以便开展后续研究。在那里,他们把视网膜组织暴露在昏暗的光线下,同时测量组织所产生的电信号。结果发现,对于在患者死后 20 分钟内获取的眼睛而言,研究人员能够通过刺激视网膜,使它们的感光细胞以及这类细胞所连接的神经元恢复电活动。但汉内肯指出,这并不表示这些眼睛就能实现视觉功能,因为它们没有与大脑连接。不过,这些结果表明,不仅有可能恢复单个视网膜细胞,还有可能恢复它们之间的交流。
琼 · 米勒(Joan Miller,未参与这项研究)是美国哈佛大学医学院马萨诸塞州眼耳医院的眼科主任,也是哈佛大学医学院眼科学讲席教授。米勒表示:" 最令人兴奋的是,这项研究真的有望成为研究人类视网膜视觉生理学的模型——无论是健康的、衰老的,还是患有疾病的人。" 例如,迄今为止,黄斑变性一直难以研究,因为几乎无法获得活体人眼组织。然而,科学家可以利用这项新技术,研究患有这种疾病的器官捐献者的眼睛,从而寻找和测试新的治疗方法。
研究结果还表明,有望唤醒其他类型的神经组织。汉内肯表示:" 视网膜是大脑的窗口,所以如果能在死后恢复视网膜中的信息交流,那么或许也能唤醒大脑的一些神经元活动。" 研究人员表示,这项研究也提高了视网膜移植的可行性,尽管可能还要走很长一段路。
这项新工作显示出器官捐献对基础科学研究的重要性。" 我们非常感激所有器官捐献者和他们的家人," 温贝格说道," 我们希望我们的研究能鼓励到人们 …… 使他们自愿在驾驶证上勾选‘愿意捐献器官’那个方框,以供医学研究。"
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