دو روش کاملاً متفاوت برای بازیابی بینایی


بزرگنمایی / هنگام اسکن یک بخش شعاعی ، دو چشم و اعصاب بینایی آنها مشاهده شده است.

سیستم بینایی ما با گیرنده های نوری پیچیده است که نور ورودی و حداقل سه نوع نورون را بین خود و مغز ضبط می کند. ورودی بصری پس از ورود به مغز توسط تعدادی از مناطق خاص که صحنه ای را از قطعات کوچک فرم و حرکت می سازد ، تفسیر می شود. نتیجه این پردازش را می توان بیشتر توسط مناطقی از مغز تفسیر کرد که از قبیل خواندن یا شناختن صورت ها کار می کنند.

با تمام این پیچیدگی ها ، بسیاری از موارد مختلف می توانند اشتباه پیش روند. بر این اساس ، اگر بخواهیم این مشکلات را اصلاح کنیم ، احتمالاً به راه حل های زیادی نیاز خواهیم داشت. بنابراین دیدن نتایج دو روش کاملاً متفاوت برای مقابله با مشکلات بینایی آزمایش شده در حیوانات آزمایشی این هفته بسیار خوب بود. گروهی برای اصلاح مشکلات در انتقال اطلاعات بین چشم و مغز ، زیست شناسی را دستکاری می کنند ، در حالی که گروه دیگر از الکترونیک برای دور زدن کامل نیاز به چشم استفاده می کنند.

اعصاب تازه کننده

یکی از هیجان انگیزترین وقایع در ترمیم بافت این است که تشخیص می دهد بسیاری از سلول ها را فقط با فعال سازی چهار ژن خاص می توانیم به سلول های بنیادی تبدیل کنیم. متأسفانه ، فعال شدن این ژن ها به طور گسترده در موش ها ، آنها را از بین می برد ، زیرا ژن ها همچنین به از دست دادن هویت طبیعی سلول و تقسیم غیرقابل کنترل کمک می کنند. یک همکاری عظیم آمریکایی گمان کرد که بسیاری از این مشکلات به دلیل یکی از این چهار ژن (به نام MYC) است ، بنابراین این کار بر روی کار با سه مورد دیگر تمرکز داشت. اولین مورد نشان داد که فعال سازی این سه در سلول از موش های مسن تر ، خصوصیات معمولی سلول های جوان را بدون از دست دادن عملکرد سلولی طبیعی بازیابی می کند.

محققان از آنجا بر هدف واقعی خود تمرکز کردند: چشم. به طور خاص ، آنها بر روی جمعیتی از سلولهایی که پشت شبکیه را به مغز متصل می کنند ، که سلولهای گانگلیونی شبکیه نامیده می شوند ، متمرکز شدند. از کار افتادگی این سلول ها ، که می تواند در بیماری هایی مانند گلوکوم رخ دهد ، منجر به کاهش تدریجی بینایی می شود. در صورت قطع این اتصالات ، در هنگام تولد در موش ها ، این سلول ها می توانند ارتباطات بین چشم و مغز را ترمیم کنند. اما این توانایی به سرعت از بین می رود.

بنابراین ، محققان به عصب بینایی آسیب زده و سپس سه ژن سلول بنیادی را در سلولهای گانگلیونی شبکیه فعال کردند. با استفاده از ژن های فعال ، حتی در موش های بالغ ، ارتباط برقرار شد. وقتی که آنها به طور مصنوعی گلوکوم را در این موش ها ایجاد می کردند نیز همین بود. آزمایش های بینایی آنها نشان می دهد که تقریباً نیمی از حدت بینایی از دست رفته توسط این روش درمانی ژنی بازیابی می شود. همین مسئله در مورد از دست دادن قدرت بینایی که با افزایش سن به وجود می آید نیز صادق است و با مقایسه موش های سه ماهه با بچه های حدود یک سال تأیید می شود.

همه اینها بدون رشد سلولهای جدید اتفاق افتاد. در عوض ، به نظر می رسد سلول های موجود قادر به ترمیم یا جایگزینی قطعات آسیب دیده (به نام آکسون) هستند که عصب بینایی را تشکیل می دهند. محققان ادامه داده اند كه این بهبودی به تغییر در نوعی اصلاح شیمیایی DNA موسوم به متیلاسیون بستگی دارد كه می تواند فعالیت بسیاری از ژن ها را تغییر دهد.

دور چشم

مطالعه دوم که توسط چهار محقق اروپایی انجام شد ، حوادث پایین دست چشم بود. هنگامی که سیگنالها به مغز می رسند ، ابتدا توسط منطقه ای تفسیر می شوند که دارای نقشه برداری فیزیکی یک به یک با شبکیه است. به عبارت دیگر ، هندسه سلولهای عصبی در بخشی از مغز که از شبکیه سیگنال دریافت می کند ، نمای خود شبکیه را منعکس می کند. محققان با استفاده از این مکاتبات و برخی وسایل الکترونیکی سعی می کنند سیستم بینایی را بدون درگیر کردن چشم فعال کنند.

آنها برای ارتباط با نورونهای این ناحیه از مغز به مجموعه ای از الکترودها موسوم به آرایه یوتا اعتماد می کنند. آرایه یوتا الکترودهای زیادی ندارد – الون ماسک به طور مرتب به مقدار بیشتری از سخت افزار Neuralink خود اشاره می کند – اما از آنجا که آنها حیواناتی تحقیقاتی هستند ، محققان در اینجا به سادگی مجموعه ای از آرایه های یوتا را در نخستی ها کاشته اند. کاشت 16 الکترود جداگانه در یک مغز چیزی نیست که در صورت انسان بودن مورد تأیید قرار گیرد ، اما آنچه را که در زمینه تحقیقات لازم است انجام می دهد.

محققان از این ایمپلنت ها برای اتصال نه تنها ناحیه ای که سیگنال های دیداری به مغز می رسد و برای اولین بار تفسیر می شوند ، استفاده می کنند. آنها همچنین در زمینه ای که پردازش این تفسیرها ادامه دارد ، شامل می شوند. این به آنها کمک می کند تا مقدار دقیق جریان تزریق شده به مغز را برای تحریک قسمت کوچکی از میدان بینایی بدون بار بیش از حد در آن تعیین کنند. این تزریق های کوچک به اصطلاح “فسفن” ایجاد می کنند – چیزی که به عنوان چشمک تابش نور درک می شود. و به دلیل هندسه این ناحیه از مغز ، محققان می توانند مکان ظاهر شدن چشمک های نور را در میدان دید کنترل کنند.

به طور کلی کار می کند. پستانداران معمولاً به مکانی که فلاش نور را درک می کنند نگاه می کنند ، اگرچه در واقع هیچ اتفاقی در آن مکان رخ نداده است که برای چشم آنها ثبت شده باشد. میمون ها همچنین برای تشخیص اینکه دو نقطه به صورت عمودی یا افقی قرار دارند ، آموزش دیدند و هنگامی که “نقاط” به جای فسفن تولید شده توسط الکترودها بودند ، می توانستند این کار را انجام دهند. آنها به اندازه زمانی که به آنها امتیاز فیزیکی نشان داده شده بود خوب نبودند ، اما قطعاً عملکرد بسیار بهتر از آنچه از یک انتخاب تصادفی انتظار می رود ، داشتند.

با چشمگیری بیشتر ، میمون ها برای تشخیص حروف نیز آموزش دیده اند و این کار را حتی در زمان ایجاد نامه توسط یک سری تزریق های فعلی انجام می دهند. به عبارت دیگر ، میمون ها می توانند الگوی فسفن را به عنوان یک حرف تشخیص دهند – باز هم ، نه به همان خوبی که وقتی یک حرف واقعی نشان داده می شود ، بلکه کاملاً فراتر از شانس است.

مانند چشم اندازها

برای شروع ، مهم است که روشن شود که هر دو فقط تلاش های اولیه برای درک آنچه با کمک حیوانات تحقیقاتی امکان پذیر است هستند. ما به درمان انسان نزدیک نیستیم. و تفسیر اینکه با هر تکنیکی چه میزان تغییر بینایی ایجاد می کنیم دشوار است ، زیرا ما نمی توانیم از حیوانات آزمایشگاهی آنچه را که می بینند بپرسیم و باید به آزمایش های غیرمستقیم توانایی های بینایی خود اعتماد کنیم. و در اینجا بسیاری از مسائل ایمنی بالقوه وجود دارد ، به ویژه برای مواردی که شامل تغییر در فعالیت ژن های انسانی است.

با این حال ، از بین دو آزمایش دستکاری ژن ، بسیار جذاب ترند. ما قبلاً می دانستیم که الکترودهایی که در ناحیه راست مغز قرار می گیرند می توانند با فعال شدن مصنوعات بصری ایجاد کنند. تا حدی ، سازماندهی مصنوعات بصری برای انتقال اطلاعات بیش از هر چیز مهندسی بود. اما بهبودی آشکار عملکرد عصب از دست رفته به دلیل افزایش سن یا جراحت بسیار غیر منتظره است ، همچنین این واقعیت است که می توان با مداخله ژنتیکی نسبتاً کمی این کار را انجام داد. اگر به همانندسازی پایبند باشید ، قطعاً به نظر می رسد که به برنامه هایی اشاره دارد که بسیار گسترده تر از چشم انداز هستند.

طبیعت ، 2020. DOI: 10.1038 / s41586-020-2975-4؛ Science، 2020. DOI: 10.1126 / science.abd7435 (برای DOI).


منبع: khabar-tak.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*