成年失明者重获视力:视神经学迎来新曙光
时间:2015-11-12 21:07 来源:Prakash项目/麻省理工学院 作者:Manoj Kumar Yadav等 点击:次
Manoj Kumar Yadav出生时因白内障双目失明。在发达国家,通过简单手术可在婴儿期恢复视力,但Yadav出生在印度,医疗条件有限。他的父母未受教育且贫困,甚至未意识到儿子失明,直到他学会爬行。当地医生曾断言他永远无法看见世界,Yadav回忆道:“我和家人都放弃了,觉得没必要再花钱治疗。” 2011年,新德里眼科专家团队访问北方邦,为Yadav等失明儿童检查,并告知有望复明。同年8月,他与父亲乘火车13小时抵达新德里,在Shroff医生慈善眼科医院接受了白内障手术,植入人工晶体。术后一天摘掉绷带时,Yadav的世界充满光明,但物体和形状模糊不清,无法区分人与物,也看不到轮廓。由于大脑被剥夺视觉信息18年,突然涌入的视觉刺激让他难以分辨。然而,随后一个月,他的大脑逐渐学习解读眼睛信号,模糊的世界开始清晰。 失明青年重获光明,得益于名为Prakash(梵语意为“光”)的项目。印度可能是世界上失明儿童最多的国家,估计有36万至120万儿童失明,多生活在乡村,因贫困、缺乏医疗和残疾人设施而受影响。其中40%的先天白内障、角膜损伤和眼部感染是可避免或可治疗的。Prakash项目由神经科学家Pawan Sinha于2004年发起,旨在治疗上述眼疾,同时探索科学问题:大脑如何学习识别物体?该项目最初由美国国立卫生研究院(NIH)资助,后发展为神经科学开创性研究。传统观点认为,一旦错过儿童期视觉发育关键期,大脑将永远无法处理视觉信息,但Prakash项目通过Yadav等患者否定了这一猜想。 “我大约花了一年半时间才能看清所有物体。”Yadav说。他个子不高,瘦弱,礼貌腼腆,眼睛有“眼球震颤”后遗症,但不影响视觉。“现在,我甚至可以骑自行车穿过拥挤的闹市。”意大利特伦托大学神经学家Olivier Collignon表示:“Prakash项目成功证明,即使成年失明者,视觉仍有可塑性和恢复空间。”但复明者无法像先天视力正常者一样看得清楚。 实验研究推翻诺奖结论。眼科教科书曾认为,青少年失明者无法恢复视力。此前,Torsten Wiesel和David Hubel通过猫、猴子实验获得1981年诺贝尔奖,表明关键发育阶段剥夺视觉信号会导致永久性视力丧失。由于伦理问题,人类实验缺乏,但科学家假设6至8岁后视觉关键期关闭。Shroff医院外科医生曾拒绝为8岁以上先天失明者手术。然而,Sinha找到几十年前案例,证明成年先天失明者术后可恢复部分视力。2002-2003年,他在印度考察,见到4名青年期术后恢复视力的成年人,从而说服Shroff医院尝试。 研究团队成立检查组,通过手术和非手术干预(如眼镜、眼药水)为印度乡村失明儿童提供治疗。至今,超过1400名儿童接受非手术治疗,近500名儿童和青年接受白内障手术,其中一半为先天失明者,成为研究对象。研究表明,后天经历对某些视觉功能并非关键,大脑在解释简单视觉方面是预先编程的。证据来自视错觉测验,有助于解决长期争论:为何大脑会误解特定形象。 视神经学迎来新曙光。Prakash团队希望揭示视觉恢复如何改变视觉皮质,已利用功能核磁共振成像(fMRI)探索大脑变化。术后一两天成像显示,视觉皮质不同区域同步工作。“如果部分皮层高度活跃,另一部位也如此。”Sinha说,“看起来大部分视觉皮质有规律搏动。”术后两三个月,成像变化,视觉皮质区域活跃度分化,表明分工开始。例如,患者对人脸照片的反应激活与正常人相同的区域。研究人员指出,大脑随时间学习区分物体、形状、人脸,视觉皮质区域开始分工。Sinha表示:“我完全没预料到大脑能发生如此多、如此巨大的变化,且速度如此快,在生命如此成熟阶段。”他也没预料到研究的“井喷”现象。“我之前担心在青年身上手术会失败,并做好了准备。”然而,项目成功让上千名青年重获光明,为视神经学带来新曙光。 (责任编辑:泉水) |