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【动物实验】-跑步让失明小鼠重见光明

  运动和视觉刺激有助于快速恢复视力

  unning帮助因早期感觉剥夺而失明的小鼠恢复视力。研究还表明,大脑具有通过重塑自身来对经验做出反应的能力,神经科学家认为可塑性是学习的基础。

  五十多年前,神经生理学家David Hubel和Torsten Wiesel揭示了将信息从眼睛传递到大脑的秘密。另外,还显示出视觉皮层仅在早期从眼睛输入信息才能正常发育。如果在“关键时期”注视一只眼睛,它将发展为弱视(几乎失明)。如果您的眼睑,白内障或其他疾病得不到及时纠正,可能会发生这种情况。即使成年期间睁开眼睛,视力恢复也可能很慢或不完全。

  2010年,加利福尼亚大学旧金山分校的神经科学家克里斯托弗·尼尔(Christopheriell)和迈克尔·斯特赖克(Michael Stryker)表明,奔跑时,小鼠视觉皮层中的神经元对视觉刺激的反应增加了一倍以上。斯特赖克说,在高速行驶时,密切注意环境运动并消耗更多的能量更为重要。安静的需求不是很高,这减少了响应但节省了能源。 “当您快速移动时,视觉系统处于高增益状态,因为您的眼睛可以告诉您远处的事物,而触觉只能告诉您附近的事物。不,”史赛克说。

  人们通常认为活动会刺激可塑性,因此,旧金山大学的斯特赖克和同事Megumi Kaneko希望测试跑步是否会影响视觉皮层的可塑性。它是。在视力发展的关键时刻,他们缝合了一只老鼠的一只眼睛,并在老鼠身上造成了弱视。然后他们再次睁开眼睛,将他们分为两组。一组小鼠在跑步机上每天4小时暴露于“嘈杂”的图像模式下3周。这种视觉模式用于激活小鼠中几乎所有的主要视觉皮层细胞。研究人员使用类似于磁共振的内源性信号成像技术记录了小鼠的大脑活动。在一周后,缝合这些小鼠的眼睛区域的视觉皮层显示出更好的敏感性。两周后,敏感性在不失明的情况下与正常小鼠相当。另一个笼子里没有视觉刺激的对照组对曾经被密封且无法达到正常反应水平的眼睛的反应较慢。进一步的实验表明,单独的跑步或视觉刺激不会产生这样的效果。并且视力仅在某些刺激下得以恢复。在康复训练期间,处于“嘈杂”图像模式的小鼠不能显着改善其对束带运动的反应。反之亦然。结果表明,从行驶中恢复期间仅视觉电路被激活。

  “这表明我们观察到的现象非常可靠,”加利福尼亚大学圣地亚哥分校的神经生物学家Massimo Scanziani说。 “结论是清晰且可重复的。这是进一步研究现象背后机制的理想选择。”

  Stryker和他的同事现在正在查看他们的发现是否影响人类。

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