衰老是一種機體對環境的生理和心理適應能力進行性降低、逐漸趨向死亡的現象。隨著年齡的增長，形態與主要感覺器官功能等都會發生衰退，視覺更是首當其衝。但是，近日有兩大海外科研團隊相繼宣布，其針對衰老和青光眼造成的視力下降問題的研究，均取得了重大突破，或可有效逆轉衰老的時鐘。
其中，來自哈佛醫學院的科學家戴維・辛克萊爾及其同事在國際頂刊 Nature 上在線發表的研究 Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision，採用生物學辦法來試圖糾正眼睛和大腦之間信息傳輸中的問題。
研究結果發現，可通過把小鼠眼睛的神經元重編程到一個更年輕的狀態，讓其視力獲得再生和恢復。而來自歐洲的科學家則選擇將猶他電極陣列植入相應神經元，通過控制注入大腦的電流量形成眼內閃光，讓小鼠更快完成識別，從而完全繞開了對眼睛的需求。
眾所周知，我們的視覺系統很複雜，不但有接收入射光的感光器，在這些感光器和大腦之間還存在著至少三種類型的神經元。這些視覺輸入一旦進入大腦，數個專屬區域會將把小塊兒的形狀與動作構建成場景，從而完成闡釋。而這一處理結果可能還會進入處理閱讀或面部識別等其他大腦區域，從而進一步解釋。
圖 | 放射狀切片掃描狀態下的眼睛及視神經
重編程神經元法
在組織修復中，哈佛團隊認識到，僅通過激活四個特定基因就可以將許多細胞類型轉化為幹細胞，這一進展讓他們頗為興奮。但不幸的是，在廣泛激活這些基因的同時會造成小鼠死亡，因為這些基因會促進正常細胞喪失同一性並發生分裂失控。
哈佛大學醫學院科學家們認為這些問題大多是 MYC 基因引起的，因此，轉而專注於處理其餘三個基因。第一組實驗結果佐證了這一猜想：激活老年鼠細胞中的其他三個基因可以使細胞恢復年輕特性的同時，不會喪失正常的細胞功能。
視網膜神經節細胞是眼內的一種神經元，它們能將伸長的部分（稱為軸突）從眼睛連接到大腦。這些軸突如果在發育早期受損，是可以得到再生的，但到了成年以後，這種能力就會很快消失。
因此，研究人員破壞了視神經，然後激活了視網膜神經節細胞中的三個幹細胞基因。這樣有了活躍的基因，即使是成年和患青光眼的小鼠，也能很快恢復大腦和眼睛之間的聯繫。最終的視力測試表明，這種基因治療方案可以恢復近一半的視力。將三個月大的小鼠與一歲左右的小鼠進行比較發現，基本可以確認，這一辦法對衰老帶來的視力減退情況十分適用。
並且這一研究結果也支持了之前的觀點：衰老的背後是表觀遺傳變異的累積，要逆轉某種複雜組織年齡、並恢復其生物學功能是可能的。
值得一提的是，上述所有基因治療過程均未發生新細胞增長。相反，幾乎是依靠現有細胞來修復或替換視神經的受損部分，也就是軸突。而這種修復效果主要取決於甲基化 DNA 化學修飾的變化，這種變化可以改變許多基因的活性。
「繞過眼睛」 的硬體植入法
第二項研究由四名歐洲研究人員完成，主要著眼於眼球下遊的部分。
當光信號進入大腦，與視網膜一對一物理映射的區域將首先進行解碼。換句話說，大腦中這一率先接收視網膜信號的神經元的幾何形狀直接反映了視網膜本身的布局。正是利用這種對應關係，研究人員可以通過一些電子設備來嘗試激活視覺系統，並做到完全不涉及眼睛。
具體做法是將猶他電極陣列連接到該區域中的神經元。由於此次的實驗對象是動物而不是人類，所以研究人員只植入了一組猶他陣列，電極數量也就不多，但這對實驗場景來說，也完全滿足需求了。
通過這些植入物，研究人員不僅可以連接到視覺信號首先到達並被解釋的大腦區域，還可以連接到進行下一步解碼處理的大腦區域。這樣以來，研究人員就可較為精準地控制注入大腦的電流量，做到只刺激小鼠的小範圍視野，而不會使其因刺激過於強烈而不知所措。
這些電流會讓小鼠產生所謂的 「光幻視」，就是通常所說的小閃光。而且，根據大腦這一區域的幾何形狀，研究人員還可以控制閃光燈在視野中出現的位置。
事實上，這一方法真的有效。我們知道，通常靈長類動物的眼睛會不自覺地轉向所感知到的閃光源，儘管那個地方實際上並沒有在眼睛中顯示出實質性內容。有研究人員曾訓練猴子，讓其識別兩個點是垂直排列還是水平排列，研究結果發現，當兩個點是由電極產生的光幻視時，猴子們就能分辨出來。儘管這種方法並沒有直觀的物理展示效果好，但肯定會比隨機選擇的效果要好得多。
研究人員又試著訓練猴子來識別字母，結果發現，當用注入電流來呈現字母時，猴子可以完成識別。換句話說，猴子們可以識別眼內閃光呈現出的字母，同樣這種方式並沒有展示真實字母的效果好，但是遠高於其他隨機呈現的方式。
離實際應用還有多遠？
美國加利福尼亞州史丹福大學醫學院的 Andrew Huberman 探討了研究結果是否能推及到人類的問題。他指出，雖然文中描述的轉錄因子的作用，仍需在人類中進一步驗證。但研究結果提示，它們或能重編程不同物種的大腦神經元。
文中提及的兩大科學發現雖讓人振奮不已，但我們需要明確的一點是，目前為止，這兩大實驗都還處在早期的動物實驗階段，離人類的治療還有很遠的距離。因為在實驗過程中，研究人員無法直接詢問那些動物看到了什麼，而是只能依靠對它們視覺能力的間接測試。
因此，也就很難解釋這兩種技術給視覺帶來的了多大的變化。並且這類實驗還存在很多潛在的安全問題，特別是涉及到改變人類基因的部分。
但這至少意味著，在 「逆生長」 這條道路上，我們再次向前邁出了關鍵性的 「兩步」—— 首先是可以肯定，當對大腦右側區域的電極進行刺激時會產生人為視覺效果，從而能夠實現繞過眼睛恢復視力的目的；
其次是針對衰老或創傷造成的神經功能喪失問題，只需要通過較小的基因幹預就能得到恢復。可以想像，這項研究如果得以繼續推進，未來必將為除視力問題之外更廣闊的層面帶來助益。
-End-
參考：
https://arstechnica.com/science/2020/12/two-very-different-approaches-to-restoring-vision/
https://new.qq.com/omn/20201203/20201203A061LK00.html
https://www.cn-healthcare.com/article/20201205/content-547162.html