Можно ли вернуть зрение с помощью лекарств?

Если обработать ганглионарные клетки сетчатки специальным веществом, их можно научить чувствовать свет, подобно настоящим фоторецепторам.

Фоторецепторы глаза, палочки и колбочки, с возрастом и при некоторых болезных портятся и отмирают, и в большинстве случаев всё, что тут можно сделать, — это по возможности замедлить процесс. Восстановить же зрение вряд ли возможно, потому что рецепторы погибают необратимо.

В последнее время, однако, успехи науки заставляют поверить, что от слепоты, вызванной гибелью клеток сетчатки, всё же можно будет избавиться. Понятно, какие тут могут быть варианты решения: с одной стороны, нейроэлектронные протезы сетчатки (которые уже успешно применяются), а с другой — стволовые клетки, способные превратиться в новые фоторецепторы. Метод на основе стволовых клеток пока только разрабатывается, однако результаты вселяют определённые надежды: такие клетки успешно приживаются у человека и даже позволяют слегка улучшить зрение.

Ганглионарный слой сетчатки: ганглионарные клетки окрашены оранжевым, волокна зрительного нерва — красным, кровеносные сосуды — синим, глиальные клетки — зелёным. (Фото Visuals Unlimited / Corbis.)

Возможен и третий путь: надо лишь заставить другие клетки сетчатки почувствовать свет. Видов клеток в сетчатке много, и собственно фоточувствительные рецепторы составляют лишь часть её. Некоторое время назад Ричард Краймер (Richard H. Kramer) из Калифорнийского университета в Беркли (США) задумался над тем, нельзя ли научить чувствовать свет ганглионарные клетки. Эти клетки через посредников принимают зрительный сигнал от фоторецепторов и передают его непосредственно в мозг, но сами по себе свет не чувствуют.

Два года назад исследователям удалось найти вещество, которое делало ганглионарные клетки сетчатки чувствительными к свету — правда, только к ультрафиолетовому. Но вот в новой статье, опубликованной в Neuron, г-н Краймер и его коллеги сообщают, что сумели настроить ганглионарные клетки на обычный белый свет.

Вводя в глаз невидящим крысам вещество под названием DENAQ, учёные добились, что животные стали реагировать на свет так же, как и зрячие особи. Правда, сами авторы работы оговариваются, что пока не знают, видят ли вылеченные крысы окружающий мир в каких-то подробностях или просто отличают свет от тьмы.

Важно, что это вещество никак не вредило здоровым фоторецепторам сетчатки, то есть в перспективе его можно использовать при частичных повреждениях сетчатки и не бояться побочных эффектов. Впрочем, до клинического применения метода ещё далеко: предстоит выяснить не только то, до какой степени тут возвращается зрение, но и сработает ли такой способ на человеческом глазу.

Подготовлено по материалам NewScientist.

Кирилл Стасевич

Линзы с наноалмазами автоматически поборются с глаукомой

...А ещё они прочнее обычных, что может быть полезным в том случае, когда глаукома вам не очень страшна.

Медики уверены, что в 2020 году в мире будет 20 млн человек, больных глаукомой — глазным расстройством, которое без лечения может повредить зрительный нерв и легко довести до слепоты. Недуг приводит к росту давления внутри глаза и — если этому не противодействовать — к повреждению его тканей. Обычно проблему снимают глазными каплями, позволяющими либо уменьшить наработку новой жидкости, либо улучшить её отвод.

Однако такое лечение не всегда вполне соблюдается самим пациентом, который обязан строго следовать определённой схеме приёма. Кроме того, глазные капли имеют побочные эффекты, которые тоже не упрощают жизнь больного.

Контактные линзы с нанесёнными на них наноалмазами по прозрачности не отличаются от обычных, зато заметно прочнее. (Здесь и ниже иллюстрации Dean Ho.)

Как же быть? Учёные из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) во главе с Дином Хо (Dean Ho) задумались: а что если ввод глазных капель будет осуществляться автоматически — с помощью специальной контактной линзы?

Задумано — сделано, для чего в ход пошли наноалмазы, в диаметре имеющие около 5 нм и являющиеся побочным продуктом обычных процессов обработки и добычи алмазов. Они способны связать препараты широкого спектра и через определённое, весьма длительное время «освободить» их.

В качестве лекарства учёные выбрали тимолола малеат, широко используемое антиглаукомное средство. Входя в контакт с наноалмазными линзами, оно связывается ими, а при взаимодействии с лизоцимом, ферментом слёзной жидкости, — напротив, освобождается. Иными словами, как только линза надевается, её наноалмазы начинают потихоньку выпускать лекарство с нужной интенсивностью.

Две белые области — кусочки геля из тимолола, связанного наноалмазами.

В отличие от привычного способа приёма этого лекарства, здесь нет залпового применения в виде капель и удаления их слезами и моргающим веком, из-за которых в среднем лишь 5% препарата достигают пункта назначения. А поскольку нет избытка лекарства — нет и риска его «утечки» из глаза, характерного для одномоментного приёма.

Что интересно, прозрачность контактных линз и пропускание ими воздуха из-за нанесения на них наноалмазов никак не изменились, зато механическая прочность заметно возросла, что намекает на больший срок жизни линз.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале ACS Nano.

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Александр Березин

Мозг обрабатывает зрительную информацию параллельными потоками

Разные аспекты зрительных данных вроде формы и цвета эксплуатируются в нашем мозге отдельно друг от друга, проходя через иерархическую цепочку относительно специализированных нейронных структур.

Зрение даёт мозгу огромный массив данных, среди которых можно выделить те, что относятся к цвету, к форме или, например, к чертам лица, — если мы смотрим на другого человека. Если мы начнём описывать, что видим, то такие признаки, конечно, разделим. А вот разделяет ли их мозг? В смысле — выделены ли у него под разные характеристики объектов разные нейронные области?..

Форму и цвет объекта наш мозг обрабатывает разными линиями нейронных «департаментов». (Фото the food passionates / Corbis.)

Понятно, что такие признаки можно разделить на уровни, но, скажем, черты лица — это понятие не того же порядка, что геометрическая форма или цвет. (Заметим, что под распознавание лиц в нашем мозге выделена специальная структура.) И как тогда их воспринимает мозг: что-то раньше, что-то позже? И не делятся ли более низкоуровневые признаки тоже на какие-то «подпризнаки»? Психологи, например, утверждают, что цвет воспринимается нами независимо от формы.

Роза Лафер-Соуза (Rosa Lafer-Sousa) и Бевил Конвей (Bevil Conway) из Уэллслийского колледжа (США) попробовали проверить, соответствует ли эта психологическая особенность нейроанатомическому устройству мозга, а заодно выяснить, как разные визуальные признаки сочетаются в одной мозговой «видеокарте».

Исследователи показывали макакам разные объекты, одновременно наблюдая с помощью фМРТ за активностью мозга животных. Прежде всего учёных интересовала нижняя височная кора, которая, как считается, и позволяет нам воспринимать окружающие предметы как предметы, то есть в качестве набора определённых визуальных характеристик. По одной популярной теории, разные отделы этой коры организованы как иерархические, каждый следующий из которых обрабатывает информацию более высокого уровня.

Авторам работы удалось установить, что разные визуальные признаки действительно распределены по разным отделам нижней височной коры, хотя эти отделы формы, цвета и лица в известной степени перекрываются. Более того, оказалось, что реакция на цвет или на другое лицо имеет несколько стадий, то есть в обработке отдельного признака можно вычленить несколько фаз.

В целом, как пишут учёные в Nature Neuroscience, «вычисление» изображения в мозге происходит по параллельным восходящим потокам данных, которые переходят из одного нейронного участка в другой и параллельность которых соответствует разным признакам. О том, какие разные уровни могут быть у обработки одного и того же признака, исследователи пока не знают. В случае цвета тут можно предположить, что сначала мозг в общем определяется с оттенком, а потом подключает память, которая уже конкретизирует этот оттенок — например, «зелёный, как лайм», или «зелёный, как трава», или «зелёный, как хвоя» и т. д. Но это, повторим, требует дальнейших психологических и нейробиологических исследований, не говоря уже о том, что такой же опыт хорошо бы повторить с человеческим мозгом.

Впрочем, надо думать, что параллельно-иерархический способ обработки зрительной информации свойствен не только резусам, но всем приматам и что многие вопросы, касающиеся человеческой психологии восприятия, вполне можно изучать в эволюционном аспекте, с участием наших «младших кузенов».
Кирилл Стасевич
Подготовлено по материалам Medical Xpress.
Перекликается с недавним открытием в Рурском университете - http://donmigel-62.livejournal.com/111523.html

S	M	T	W	T	F	S
						1
2	3	4	5	6	7	8
9	10	11	12	13	14	15
16	17	18	19	20	21	22
23	24	25	26	27	28	29
30	31

donmigel_62