大脑如何适应视力的恢复?
最近的科学进步意味着那些以前可能终身失明的人可以部分恢复视力。然而,蒙特利尔大学和特伦托大学的科学家们发现,长期失明的人大脑中感官的重新连接意味着视觉恢复可能永远不会完成。
“我们有机会研究一例罕见的女性病例,她出生时视力非常低,成年后在右眼植入波士顿角膜假体后视力突然恢复,”该研究的负责人朱利亚·多玛尔解释说。“一方面,我们的研究结果表明,对于早期视力低下的成年人来说,视觉皮层保持着一定程度的可塑性,即随着经验的变化而变化的能力。另一方面,我们发现手术几个月后,视觉皮层并没有完全恢复正常功能。”视觉皮层是大脑中处理眼睛信息的部分。
科学家们知道,在无法治愈的失明病例中枕叶皮质区即大脑的后部,通常负责视觉,对声音和触觉产生反应,以弥补视力的丧失。多玛尔说:“这种重要的大脑重组对接受眼科手术恢复视力的人来说是一个挑战,因为在黑暗中生活多年后,被剥夺和重组的枕皮质可能再也看不见东西了。”
为了确定这有多大的挑战,研究人员与一位50岁的魁北克女性患者进行了合作。他们在手术前后进行了行为和神经生理学测量,以跟踪她的视力和大脑解剖结构的变化,以及她的大脑对视觉和声音的反应方式。这包括在她完成各种视觉和听觉任务时拍摄核磁共振成像图像,并将她的扫描结果与视力正常的人以及执行相同任务的不治之症患者的扫描结果进行比较。该研究的负责人奥利弗·科利尼翁(Oliver Collignon)说:“我们发现,由于长期的视力障碍,这位患者在手术前枕叶区域的结构和功能重组就已经存在,而成年后的视觉恢复可以部分逆转一些重组。”“由于视觉恢复技术的重要进步,这些发现对预测盲人干预的结果具有重要的临床意义。”
研究表明,眼科手术即使是在终生失明的成年期进行,也能带来积极的结果。然而,有一个重要的警告。“在视觉皮层观察到的恢复,突出表现在听觉驱动反应的减少,以及随着时间的推移,视觉驱动反应和灰质密度的增加,并不是完全的,”Dormal解释道。“事实上,听觉驱动的反应仍然在大脑的某些区域得到证实视觉皮层甚至在手术后7个月,这些反应与视觉驱动反应重叠。这种重叠可能是某些方面的视力尽管随着时间的推移有所改善,但在手术后7个月仍低于正常范围的原因。”
的临床意义这项研究有两个方面。“我们的发现为术前使用功能性磁共振成像作为视觉预后工具打开了大门,并为视觉恢复后适应性康复计划的发展铺平了道路,”Collignon说。
更多信息:Giulia Dormal, Olivier Collignon和他们的同事在《视觉恢复前后跨模态可塑性和视觉功能的进化》发表神经生理学杂志2014年12月17日。