科学家在死后复活人类视网膜

复原死后眼组织可能为复活其他类型脑组织铺平道路

人眼视网膜的特写镜头

stanley45/Getty Images

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很少有生物学事实像脑死亡那样不可撤销。长期以来,人们一直认为,当我们死亡时,我们的神经元也随之死亡。但是,一项关于眼睛神经元密集组织的新研究开始挑战这一教条。

在这项新研究中,研究人员恢复了来自最近去世的器官捐赠者的人类视网膜(位于我们眼睛后部并与我们的大脑交流的光敏神经组织)的电活动。这项成果发表在《自然》杂志上,为研究年龄相关性黄斑变性(一种导致视力丧失和失明的主要原因)等眼部疾病提供了更好的方法。它也可能为复活其他类型的神经组织,甚至有一天为视网膜移植奠定基础。

大多数视网膜研究都在动物身上进行,主要是小鼠。但是,小鼠视网膜缺乏黄斑,黄斑是人眼中发现的用于识别精细细节的关键区域,因此它们不是理想的模型。来自尸检的人眼组织通常需要数小时才能获得,并且在科学家可以研究其功能之前就已经死亡。但是,如果您可以复活它呢?


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当耶鲁大学的研究人员在 2019 年表明,在猪死亡后,可以在猪脑中恢复基本的电活动时,犹他大学视觉科学家弗朗斯·温伯格、斯克里普斯研究所视网膜外科医生安妮·汉内肯及其同事受到启发,开始研究视网膜组织是否也可以在死后复原。

为了进行这项研究,研究人员首先测试了小鼠视网膜在动物安乐死后可以发送电信号多长时间。他们能够在长达三个小时后恢复这种活动,并发现缺氧是功能不可逆丧失的主要因素。然后,他们研究了从器官捐赠者处非常迅速地获得的(在脑死亡或心脏死亡后)人眼。科学家们将眼睛放在一个提供氧气和营养物质的容器中运送到实验室,然后将视网膜组织暴露在昏暗的光线下,并测量组织产生的电信号。他们能够在供体眼睛中的光敏细胞(称为光感受器)以及这些细胞连接的神经元中重新建立电活动——如果眼睛是在死亡后不到 20 分钟获得的。汉内肯指出,当然,这些眼睛无法“看见”,因为它们没有连接到大脑。但是结果表明,不仅可以恢复单个视网膜细胞,还可以恢复它们之间的通信。

马萨诸塞州眼耳医院眼科主任、哈佛医学院眼科主席琼·米勒(Joan Miller)说:“最令人兴奋的是,这真的可能成为研究人类视网膜在健康、衰老和疾病方面的视觉生理学的模型。”她没有参与这项新研究。例如,黄斑变性到目前为止一直难以研究,因为活体人眼组织一直无法获得。利用这项新技术,科学家可以研究健康和患病的捐赠者眼睛,以了解其功能并测试治疗方法。

该团队的发现还表明,复活其他类型的神经组织也可能是可能的。汉内肯说:“视网膜是通往大脑的窗口,因此,如果您可以在死后恢复视网膜中的通信,那么您会停下来思考您可能能够在大脑中恢复哪种类型的通信。”该研究还提高了视网膜移植的可能性,尽管研究人员表示,视网膜移植可能仍然遥遥无期。

这项新工作说明了捐赠组织对基础科学的重要性。温伯格说:“我们非常感谢捐赠者及其家人。” “我们希望这将鼓励人们……在他们的驾驶执照上勾选那个框,并且也愿意捐赠组织用于研究。”

坦娅·刘易斯《大众科学》负责健康和医学的高级编辑。她为网站和印刷杂志撰写和编辑关于从 COVID 到器官移植等主题的文章。她还出现在《大众科学》的播客《科学,速递》中,并撰写《大众科学》的每周健康与生物学新闻通讯。在她《大众科学》的八年任职期间,她曾担任过多个职位,包括健康编辑、助理新闻编辑和《大众科学·思想》的副编辑。此前,她曾为包括Insider、Wired、Science News等媒体撰稿。她拥有布朗大学的生物医学工程学位和加州大学圣克鲁兹分校的科学传播学位。在 Bluesky 上关注她 @tanyalewis.bsky.social

更多作者:坦娅·刘易斯
大众科学杂志 第 327 卷 第 2 期这篇文章最初以“看不见的视力”为标题发表于《大众科学》杂志 第 327 卷 第 2 期 (), 第 17 页
doi:10.1038/scientificamerican0822-17
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