研究
“纳米神经编织:用于大脑修复和轴突再生的肽纳米纤维支架,具有视觉功能恢复”,发表在美国国家科学院院刊。作者让失明的仓鼠重见光明。
问题
每年,有 235,000 名美国人因创伤性脑损伤住院治疗,550,000 人患有严重中风。 由于神经元不会再生,因此损伤通常是永久性的。 麻省理工学院的神经科学家 Rutledge Ellis-Behnke 希望通过找到修复大脑的方法来改变这一点。
发现
在他们能够恢复视力之前,Ellis-Behnke 和他的同事们必须首先将其剥夺。 他们对 16 只仓鼠幼崽进行了脑部手术,麻醉了这些啮齿动物,并切断了大脑一侧的视束。 然后,研究人员开始修复他们造成的损害。
麻省理工学院的团队开发了一种神经元修复混合物,他们称之为自组装肽纳米纤维支架溶液——或者更简单地说,一种含有肽(与蛋白质相关的分子)的溶液,形状像微型梳子。 每个梳子长 0.0000002 英寸,有四个齿,每个齿的长度为四分之一。 当注射到动物的大脑中时,溶液会流入损伤周围的间隙。 然后,分子梳子排列起来,连接断裂神经元之间的间隙,形成支架,使细胞能够繁荣生长。
10 只仓鼠注射了 0.003 盎司的溶液。 “我们不知道它是否会杀死这些动物,”Ellis-Behnke 说。 剩下的 6 只幼崽注射了生理盐水溶液。
在 24 小时、72 小时、30 天和 60 天后,研究人员每次杀死几只仓鼠,并在显微镜下观察它们的大脑组织。 在用生理盐水溶液处理的 6 只仓鼠中,视束中仍然存在一个很大的孔洞。 在用肽溶液处理的 10 只仓鼠中,伤口愈合了。
真正的考验是这种治疗是否真正恢复了仓鼠的视力。 “你如何问一只仓鼠是否能看到?” Ellis-Behnke 问道。 他的回答是:在其周边视觉范围内悬挂一粒葵花籽。 如果它转过身,断裂的神经元必须再次与整个大脑对话。 该团队测试了与幼崽接受相同手术的成年仓鼠。
其中 75% 的仓鼠始终如一地转向种子; 他们的视力恢复了。 对照组中没有一只这样做。 人体试验可能还需要十年时间。
研究人员
Rutledge Ellis-Behnke 将神经元想象成生长在棚架上的植物,这并不奇怪,因为他从小就在父母的苗圃里工作。 现在,他在麻省理工学院和香港之间来回穿梭,在那里教授神经解剖学。 “这还不错,”他说。 “这需要 15 个小时,就像在办公室度过漫长的一天,但有人给你送咖啡,你不用起床。” 他的 6 位合著者来自两大洲。 麻省理工学院的张曙光还发明了一种基于菠菜的太阳能电池,他在 1990 年开发了纳米纤维支架溶液。从那以后,他的支架已被用于培养软骨和修复小鼠的心脏。 还有什么在等待着我们? “你永远不会知道!” 张曙光说。














