成年失明者重获视力 视神经学带来新光明

推翻诺贝尔奖的“光明”实验

成年盲人重获视力揭开大脑发育的秘密

然而，这项研究是成功的。它为成千上万像Yadav这样的年轻人恢复了光明，并为视神经病变领域带来了新的光明。

22岁的马诺基·亚达夫(Manoj Yadav)正在印度北部小镇戈拉克普尔的一家青年招待所读书。Yadav从小就失明，在2011年接受白内障手术后开始训练大脑的视觉功能。资料来源:GRAHAM CROUCH

马诺基·库马尔·亚达夫是从白内障中失明来到这个世界的。在发达国家，一个简单的小手术就能在几个月内让婴儿复活。但是和许多同样的病人一样，亚达夫出生在印度，接受医疗服务的机会有限。

他的父母都是没受过什么教育的穷人。他们甚至没有意识到他们新生的儿子是盲人，直到他学会了爬行。几年后，在检查了亚达夫之后，当地的医生告诉他，他永远也不会看到这个世界。“所以我和我的家人放弃了。”22岁的亚达夫回忆道，“我们不认为我们需要花更多的钱去寻找治疗方法。”

然而，一个来自新德里的眼科专家小组在2011年访问了亚达夫村所在的北方邦。他们检查了他和其他失明的孩子，并告诉亚达夫，他有希望在未来看到光明。那年八月，他和父亲踏上了去首都的火车。13个小时后，这家人终于抵达新德里。在Shroff慈善眼科医院，一名外科医生检查了他的晶状体是否有白内障，并植入了人造晶体。

一天后，当医生解开绷带时，亚达夫的世界充满了光明，但进入他视野的各种物体和形状并不清晰。他不能区分人和物体，也看不到物体的轮廓。由于在过去的18年里，他的大脑被剥夺了视觉信息，当他再次看到光线时，他无法分辨突然涌入的视觉刺激。但是在接下来的一个月里，他的大脑逐渐开始学习解释他眼睛看到的信号。起初，模糊和混乱的世界逐渐显示出它的焦点。

盲人青年重获光明

多亏了一个名为普拉卡什的项目(在梵语中是“光”的意思)，亚达夫和许多其他盲人儿童、青少年和年轻人能够再次看到光。印度可能是世界上失明儿童人数最多的国家，估计有36万到120万失明儿童。这些盲人大多生活在农村地区，他们的生活质量受到贫困、缺乏医疗保健系统和残疾人基本生活设施的严重影响。40%的先天性白内障、角膜损伤和眼部感染是可以避免或治疗的。

普拉卡什项目是2004年在神经科学家Pawan Sinha的领导下发起的治疗上述眼病的人道主义项目。这个项目有一个科学目标。在美国麻省理工学院任教的辛哈推测，这些重获光明的孩子可以回答一个长期存在的问题:大脑如何学会识别物体？起初，这项研究是由国家卫生研究院资助的探索性项目。然后普拉卡什开始发展成为神经科学领域的一个开创性研究项目。多年来，医学专家一直认为，一旦一个盲人在童年经历了视觉发展的关键期，他们的大脑将永远不会再意识到视觉世界。然而，通过亚达夫和其他病人的治疗，普拉卡什项目已经否定了这个猜想。

"我花了大约一年半的时间才看清一切。"亚达夫说。他个子不高，说话有礼貌时有些瘦削和害羞。他的眼睛突然不安地来回移动。这种现象被称为眼球震颤，是先天性缺失的后遗症。但是现在白内障已经被清除了，这种情况不会影响他的视力。"现在，我甚至可以骑自行车穿过拥挤的市区."他说。

“普拉卡什项目已经成功证明，即使是那些已经成年的盲人患者，仍有可塑性和恢复视力的空间。”意大利特伦托大学的神经科学家奥利维尔·科利侬说。然而，这并不意味着那些重获光明的人能像那些生来就有健康视力的人一样看得清楚。他强调:“这是从数据中得出的结论。”

实验研究推翻了诺贝尔奖

即便如此，普拉卡什病人重获光明的事实改写了视神经科学。随着项目医疗流程的推进，项目负责人开始了一系列的研究，如从低技术含量患者对视错觉的反应到功能性磁共振成像，从而了解患者大脑对视觉信息的反应重组过程。随着对这些恢复视力过程的深入探索，这个项目的科学家们正在一层层揭开视神经科学的神秘面纱。例如，视觉的哪一部分是预编程的，哪一部分是由获得的经验形成的？

眼科教科书一直认为，对已经成长到青春期的盲人患者来说，恢复光线是不可能的。在此之前，两位科学家通过猫和猴子等动物进行的一系列实验获得了1981年诺贝尔生理医学奖。托尔斯滕·威塞尔和大卫·胡贝尔·胡贝尔通过研究表明，如果大脑的视觉信号在发育的关键阶段被剥夺，今生的视觉能力一辈子都无法恢复。

由于伦理问题，类似的实验以前从未在人类身上进行过，但科学家们一直认为，人类大脑视觉能力形成的关键时间窗将在6至8岁后关闭。在这种观点的影响下，Shroff医生医院的外科医生先前拒绝了许多8岁以上的先天性失明患者。

然而，辛哈在几十年前发现了两三个病例，证明先天性失明的成年人在白内障手术后可以恢复一定的视觉能力。然后在2002年和2003年，他去印度调查盲人的数量和失明的原因，并看到四个成年人的视力已经恢复，他们都在年轻时摘除了白内障，从而恢复了一定程度的视力。这些例子让辛哈相信普拉卡什项目在当前的医学进步中值得一试，所以他说服了Shroff医生医院的外科医生去尝试。

后来，该小组的研究专家和卫生工作者成立了一个检查小组，通过手术和非手术干预给印度农村的盲童带来光明。迄今为止，已有1400多名儿童接受了非手术治疗，如戴眼镜、使用眼药水或药物。与此同时，近500名儿童和年轻人接受了白内障手术。这些病人中有一半是先天性失明，因此他们成了研究对象。

研究表明，获得的经验在某些视觉功能中并不发挥关键作用。相反，在解释视觉世界的一些简单方面时，大脑至少是预先配置好的。这些证据来自一些视错觉测试，它们也有助于解决一个长期争论的问题，即为什么大脑会误解一些特殊的图像。

视觉神经病学带来新光

最后，普拉卡什的团队希望揭示视觉恢复将如何改变大脑的视觉皮层。他们已经开始使用磁共振成像技术探索大脑中的这些变化。

他们在手术后一两天对病人的视觉皮层进行了成像，结果显示大脑皮层不同，但似乎同时起作用。“所以，如果大脑皮层的一部分高度活跃，你会在大脑皮层的另一部分发现同样的现象。”辛哈说，“看起来大部分视觉皮层都在有规律地跳动。”

然而，手术后两到三个月，核磁共振成像开始改变。视觉皮层不同区域的活动表现出不同的特征，这表明视觉皮层的分工已经开始。例如，病人对面部照片的反应会激活大脑皮层，而视力正常的人看到这些照片时会激活同一区域。

研究人员指出，随着时间的推移，大脑开始学会辨别物体、形状、面孔等。，而视觉皮层的不同区域也开始划分他们的工作。

对辛哈来说，他没想到大脑会发生这些变化。“我完全没有想到大脑会经历如此多如此巨大的变化，而且它的速度如此之快，处于人生如此成熟的阶段。”他说。他也没有预料到这项研究带来的“井喷”现象。“我非常担心这项针对年轻人的手术会失败，我们已经做好了失败的准备。”然而，这项研究是成功的。它为成千上万像Yadav这样的年轻人恢复了光明，并为视神经病变领域带来了新的光明。(李冯公主)

中国科学新闻(2015-112第三版国际版)