นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดเรียกคืนสายตาให้หนูตาบอดด้วยการบำบัดด้วยยีน

มีบางอย่างที่น่าเหลือเชื่อเกิดขึ้นภายในห้องทดลองทางการแพทย์ของสแตนฟอร์ด หนูทำให้ตาบอดผ่านความเสียหายต่อเส้นประสาทตาของพวกเขาได้รับการฝึกฝนให้มองเห็นอีกครั้งผ่านการผสมผสานของยีนและการรักษาด้วยการกระตุ้นการมองเห็น นี่เป็นครั้งแรกที่การเชื่อมต่อระหว่างตากับสมองได้รับการพิสูจน์แล้วว่าประสบความสำเร็จในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสามารถให้ความหวังสำหรับมนุษย์ด้วยการบาดเจ็บที่ตาและโรคต่างๆรวมถึงโรคต้อหิน

“ ฉันมองโลกในแง่ดีมากว่าภายในห้าปีข้างหน้าเราจะได้รับการรักษาบางอย่างที่อาจไม่สามารถฟื้นฟูการมองเห็นได้ แต่การรักษาอาการตาบอดในเงื่อนไขสำคัญหลายอย่าง” Andrew Huberman ผู้เขียนอาวุโสของ การวิจัยบอก ผกผัน. ผลการศึกษาในหนูถูกตีพิมพ์ในวันจันทร์ที่ ประสาทวิทยาศาสตร์.

นี่คือสิ่งที่ทีมของ Huberman ทำ การทดลองเกี่ยวข้องกับหนูทั้งหมด 100 ตัว นักวิทยาศาสตร์“ ตาบอดที่เหนี่ยวนำให้เกิด” ในตาข้างเดียวด้วยการทำแผลผ่าตัดและบีบประสาทตาด้วยคีม ซึ่งแตกต่างจากเซลล์อื่น ๆ ในร่างกายเซลล์ประสาทของระบบประสาทส่วนกลางจะไม่งอกใหม่ตามธรรมชาติ มันคล้ายกับวิธีการบาดเจ็บของเส้นประสาทไขสันหลังและจังหวะนำไปสู่การด้อยค่าทางกายภาพอย่างถาวร เซลล์ประสาทที่เชื่อมต่อดวงตากับสมองทำงานในลักษณะเดียวกัน

หลังจากทำให้หนูตาบอดแล้วนักวิจัยก็เริ่มเล่นกับวิธีการกระตุ้นการงอกใหม่ของเซลล์ประสาท หนูบางคนได้รับการรักษาด้วยยีนไวรัส - ดวงตาของพวกเขาถูกฉีดด้วยไวรัส แต่แทนที่จะเป็นอันตรายไวรัสนี้ส่งส่วนของ DNA ที่ออกแบบมาเพื่อกระตุ้นการเจริญเติบโตในเซลล์เป้าหมาย วิธีนี้ใช้ได้ผล … เรียงลำดับจาก แอกซอนประสาทแสดงให้เห็นการเติบโตกลับไปที่สมอง แต่ไม่เพียงพอที่จะสถาปนาการเชื่อมต่อ หนูตาบอดเหมือนที่ไม่ได้รับการรักษา

หนูอีกกลุ่มหนึ่งได้รับการรักษาด้วยการกระตุ้นด้วยตาเปล่า พวกเขาถูกวางไว้ใน“ โรงภาพยนตร์ IMAX ชนิดหนึ่งเพื่อหนู” ฮูเบอร์แมนกล่าวซึ่งมีลายเส้นสีดำและขาวเคลื่อนไหวสองสามวันต่อวัน ความคิดที่นี่คือเซลล์ประสาทจะไม่งอกใหม่จนกว่าจะมีคลื่นไฟฟ้าไหลผ่าน ในทางทฤษฎีแล้วการกระตุ้นที่รุนแรงนี้ควรกระตุ้นให้แอกซอนผลักออกไปนอกบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บและเข้าสู่สมอง ผล? Meh - การบำบัดแบบนี้ค่อนข้างใช้งานได้ แต่ไม่จริง หนูที่ได้รับการรักษานี้แสดงให้เห็นว่ามีการงอกใหม่ของระบบประสาทเท่ากับผู้ที่ได้รับการรักษาด้วยยีน

ความมหัศจรรย์เกิดขึ้นเมื่อนักวิจัยรวมการบำบัดสองอย่างเข้าด้วยกัน “ เราเห็นผลที่เกิดจากการผนึกกำลังมหาศาล” Huberman กล่าว “ มีระยะทางและความเร็วเพิ่มขึ้น 500 เท่าที่แอกซอนเซลล์ปมประสาทเพิ่มขึ้น และในช่วงเวลาเดียวกับที่โดยปกติพวกเขาจะไม่เติบโตเลยพวกเขาสามารถเติบโตกลับเข้าไปในสมองได้ มันช่างเหลือเชื่อจริงๆและเมื่อเราเห็นครั้งแรกเราก็ไม่เชื่อด้วยซ้ำ แต่เราได้ทำซ้ำหลายครั้งในหนูอย่างน้อย 20 ตัวและเรายืนยันด้วยการทดลองที่หลากหลายและเราเชื่อมั่นในผลลัพธ์นั้นในตอนนี้”

และนี่คือส่วนที่น่าทึ่ง: หนูเหล่านั้นสามารถเห็นได้อีกครั้ง วิสัยทัศน์ของพวกเขาไม่ได้รับการฟื้นฟูอย่างเต็มที่ แต่มันก็ดีพอที่พวกเขาจะสร้างเงาที่กำลังเติบโตเลียนแบบนักล่าที่ใกล้เข้ามาและตอบสนองอย่างเหมาะสมโดยวิ่งหาที่กำบัง นี่จะเป็นฟังก์ชั่นที่เทียบเท่าในมนุษย์โดยเริ่มจากคนตาบอดไปจนสามารถสร้างวัตถุขนาดใหญ่และตำแหน่งในห้องได้ Huberman กล่าว

คำถามการวิจัยที่สำคัญอีกข้อหนึ่งคือถ้าสามารถกระตุ้นการงอกของเซลล์ประสาทได้หรือไม่เซลล์ประสาทเหล่านั้นจะเติบโตในทิศทางที่ถูกต้องและเชื่อมต่อกับจุดที่ถูกต้องในสมอง “ เป็นไปได้ไหมว่าเหตุผลที่เซลล์ประสาทไม่ได้สร้างใหม่นั้นเป็นเพราะการไม่มีการเชื่อมต่อที่ดีไปกว่าการเชื่อมต่อที่ไม่ถูกต้อง” Huberman ถาม มีเซลล์ปมประสาทจอประสาทตาชนิดต่าง ๆ และคุณไม่ต้องการเช่นเซลล์ที่ตอบสนองต่อการเคลื่อนไหวที่เชื่อมต่อกับส่วนของสมองที่ควบคุมอารมณ์ “ นั่นจะไม่ดีเพราะเมื่อนั้นคุณสามารถจินตนาการได้ทุกครั้งที่มีสิ่งใดเคลื่อนผ่านสนามภาพของคุณจากนั้นคุณจะรีเซ็ตอารมณ์ของคุณหรือมีการปรับอารมณ์บ้าง”

แต่ด้วยเหตุผลใดก็ตามซอนที่ถูกตัดขาดก็ยังคงมีความสามารถในการค้นหาเส้นทางที่ถูกต้องและเชื่อมต่อกับบริเวณที่ถูกต้องของสมอง นักวิจัยสามารถสาธิตสิ่งนี้ได้โดยการดัดแปลงพันธุกรรมของหนูบางตัวเพื่อให้เซลล์บางชนิดเท่านั้นในเส้นประสาทตาของพวกเขาแสดงโปรตีนเรืองแสงสีเขียว (GFP) จากนั้นหลังจากที่เส้นทางเดินกลับขึ้นมาใหม่นักวิทยาศาสตร์สามารถมองเห็นว่าพวกเขาไปที่ไหนและยืนยันว่าพวกเขาเชื่อมต่อไปยังสถานที่เดิมที่เคยได้รับบาดเจ็บ “ สิ่งที่เราค้นพบคือเมื่อเซลล์เหล่านี้งอกใหม่พวกเขาพบทางกลับบ้าน พวกเขาปฏิบัติตามเส้นทางที่ยาวและคดเคี้ยวเหล่านี้ แต่พวกเขาพบทางของพวกเขา” ฮูเบอร์แมนกล่าว

นั่นเป็นข่าวที่ดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อ Huberman ไม่ต้องการเสียเวลาทดลองวิชามนุษย์ “ เรากำลังมุ่งตรงไปยังมนุษย์” เขากล่าว “ ตอนนี้ฉันทำงานเกี่ยวกับเรตินาและการพัฒนาระบบภาพมาเป็นเวลาเกือบสองทศวรรษแล้วและฉันก็ถึงจุดที่ฉันรู้สึกว่าสนามมีเครื่องมือและพร้อมที่จะเริ่มทำการทดลองยีนบำบัดในมนุษย์” นักวิจัยบางคน กำลังใช้ยีนบำบัดไวรัสที่คล้ายกันในการทดลองของมนุษย์เขากล่าว

Huberman ยังทำงานร่วมกับนักวิจัยในความเป็นจริงเสมือนเกมและซอฟต์แวร์โทรศัพท์เพื่อพัฒนาโปรแกรมที่จะทำงานเหมือน IMAX สำหรับหนูเพื่อกระตุ้นการเชื่อมต่อผ่านเส้นประสาทตา ต้อหินเป็นสาเหตุสำคัญอันดับที่สองของการตาบอดในมนุษย์และมันทำงานได้ดีมากเช่นการบีบของเส้นประสาทตาในหนูซึ่งเป็นผลมาจากแรงกดดันที่เพิ่มขึ้นของเส้นประสาทตาซึ่งทำให้การเชื่อมต่อของประสาทเสื่อมลง (สาเหตุหลักของการตาบอดในมนุษย์คือต้อกระจกซึ่งสามารถรักษาได้ด้วยการผ่าตัด)

แต่ความหมายของการวิจัยครั้งนี้นั้นนอกเหนือไปจากการมองย้อนกลับไปที่คนตาบอดฮูเบอร์แมนกล่าว การแทรกแซงที่คล้ายกันอาจถูกพัฒนาขึ้นเพื่อจัดการกับความเสื่อมของระบบประสาทส่วนกลางในสภาพต่าง ๆ - ไขสันหลังไขสันหลังหลังจากได้รับบาดเจ็บ, เชื่อมต่อเส้นทางสำหรับเซลล์ประสาทยนต์หลังจากที่เส้นเลือดอุดตัน, แม้แต่อาจรักษาเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้และความทรงจำ

Huberman กล่าวว่าเขาค่อนข้างมั่นใจว่างานวิจัยนี้จะสร้างความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง สถาบันดวงตาแห่งชาติได้เริ่มต้นความมุ่งมั่นเป้าหมายที่มุ่งมั่นซึ่งมุ่งมั่นที่จะพัฒนาวิธีการรักษาโรคตาบอดซึ่งสาเหตุของการตาบอดคือการเชื่อมต่อระหว่างตาและสมอง ลองนึกภาพ: อาจมีอนาคตที่ความเสื่อมแทนที่ด้วยการฟื้นฟู