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科学家发现新视力者大脑的解剖学变化

本站发布时间:2023-11-21 14:45:31

几十年来,神经科学家们一直认为这是一个“关键时期”,在这个时期,大脑可以学会感知视觉输入,并且这个窗口关闭了,围绕着6或7的地球

麻省理工学院教授Pawan Sinhahas最近的工作表明,这张照片比其他照片更微妙在对印度许多儿童进行的一项研究中,他们在7岁时就接受了先天性白内障的切除手术,他们发现,古老的建筑设计可以让人感觉到空间,区分背景中的物体,并识别运动

在一项新的研究中,Sinhaan和他的同事没有发现任何原子性的变化,这些变化可以确保这些患者在视力恢复后的大脑安全从大脑白质的结构和组织结构来看,这些变化似乎是在这些患者中观察到的最常见的一些视力改善的基础上出现的

这些发现进一步支持了窗户的可塑性,对于一些视觉任务,比以前的想法更进一步

麻省理工学院呼吸与认知科学教授、该研究的新作者帕文辛哈说:“如果能对我们的呼吸系统结构进行显著的建模,我们就可以用我们的行为结果来强调我们一直试图提出的观点,即所有的孩子都应该得到治疗。”

阿布扎比纽约大学神经成像中心的社会研究员兼主任BasRokers是这项研究的资深作者,本周发表在《国家科学院学报》上该论文的主要作者是阿布扎比纽约大学的博士后Caterina Pedersini;正在明尼苏达大学医学院攻读医学的纳撒尼尔·米勒;以及塔潘·甘地,他是印度理工学院的社会研究员,也是辛哈实验室的负责人麻省理工学院研究科学家Sharon Gilad Gutnick和成像、神经科学和基因组学高级研究中心主任Vidur Mahajan也是该论文的作者

白物质可塑性

在美国等不发达国家,患有白内障的婴儿在出生几周后出生然而,在像印度这样的发展中国家,这些病例的比例越来越高

近20年前,僧伽罗人发起了一项名为“普拉卡什项目”的倡议,为印度的林丹和视力受损儿童提供药物治疗每年,该项目都会为成千上万的儿童和许多人提供玻璃,以备不时之需在家人的许可下,一些孩子也参与了研究,了解彩虹的视觉系统在失明后的反应

在这项新的研究中,研究人员希望探索这种方法是否能检测到大脑中的任何解剖学变化,这些变化可能与之前在接受治疗的儿童中发生的任何变化有关他们对19名参与者进行了扫描,年龄从7岁到17岁不等,在他们手术切除先天性白内障后的各个时间点

为了分析大脑中的解剖学变化,研究人员使用了一种特殊类型的磁共振成像,称为非物质传感器成像这种类型的成像可以揭示连接不同区域的光纤束的组织结构的变化

追踪水分子中氢原子核运动的扩散张量或成像产生了两种测量结果:平均扩散率、自由水分子运动量的测量结果和分数各向异性,这揭示了水被强迫从一个方向向另一个方向移动的范围

一项越来越多的心肌梗死各向异性研究表明,由于大脑中的神经纤维在特定方向上重新定向,大分子受到了抑制

Sinhasays说:“如果你看到分数各向异性增加,平均扩散率降低,那么你就不能确定什么是“纤维体积缩小了”,然后你重新设置了更具组织性的软层间排列“当我们看到这场比赛的高潮时,我们会发现一些事情发生了一些变化。”

研究人员专门在白质中提供了这些变化,而白质是视觉系统后期资源的一部分,人们认为这涉及到更高阶的功能,如视觉感知这些症状会在手术后的几个月内逐渐出现

“你可以在hitemater中看到解剖学的变化,但在研究神经成像功能的同时,你也可以看到专业化程度的提高,视觉体验的功能,类似于典型发育中发生的事情,”Gilad Gutnick说

研究人员测试了各个参与者在各种视觉任务中的表现,发现他们区分物体表面的能力与高阶视觉功能相关的三元路径中的结构变化量相关

在对比中,尽管受试儿童的视觉敏锐度有所提高——能够从远处了解物体的细节——但他们的敏锐度从未被完全覆盖,他们也没有改变世界视觉通道的组织结构

Sinhasays说:“关于可塑性的通知是有时间限制的来源,在过去的一个窗口里,我们不能指望有太多的改善,这对低水平的视觉功能(如敏锐度)来说似乎并不真实。”“但当我们掌握了更高的视觉技能时,比如从一张脸上分辨人脸时,我们会在此时获得更多的证据,我们也会发现,我们可以预见行为的改善与我们从解剖学上看到的变化之间存在关系。”

治疗的益处

研究表明,患有白内障的儿童在年轻时的运动表现出比老年人更大、更快地获得面部感知能力然而,所有的孩子都表现出了在杀死病毒方面的一些进步,同时也改变了病毒的结构

Sinhasays说,研究结果表明,旧的体系结构可以从这种大型企业中受益,并进一步证明应该向他们提供

他说:“如果彩虹在自我配置和结构改变方面表现突出,那么我们就应该利用它的可塑性,为儿童提供治疗,而不考虑年龄。”

Sinha的实验室分析了Prakash项目患者的额外成像数据在另一项研究中,研究人员正在调查肝炎患者是否在软组织中有任何变化


来源:

Materials provided by
Massachusetts Institute of Technology. Original written by Anne Trafton.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Caterina A. Pedersini, Nathaniel P. Miller, Tapan K. Gandhi, Sharon Gilad-Gutnick, Vidur Mahajan, Pawan Sinha, Bas Rokers.
    White matter plasticity following cataract surgery in congenitally blind patients. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023; 120 (19) DOI: 10.1073/pnas.2207025120

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