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修復視力的光學遺傳療法
作者:駐法國代表處科技組 現職:駐法國代表處科技組
文章來源:法國國家衛生暨醫學研究院新聞稿
發佈時間:2017.10.03
巴黎視覺研究所(Institut de la Vision,隸屬法國國家衛生暨醫學研究院[INSERM]、巴黎第六大學[UPMC]、法國國家科學研究中心[CNRS])透過視聽基金會(Fondation Voir & Entendre),與美國國防部國防高等研究計劃署(DARPA)簽署了一項高達2500萬美金的合約。巴黎視覺研究所的研究人員期能藉此一國際聯盟開發一套設備,以視覺皮層的光遺傳學刺激技術來恢復視力。這項計畫名為CorticalSight。

該聯盟由José-Alain Sahel教授(任職於巴黎視覺研究所和美國匹茲堡大學醫學院)主持,由以下學術合作單位組成:美國史丹福大學、瑞士米歇爾生醫研究所(FMI)、法國原子能暨替代性能源署「電子暨資訊技術實驗室」(CEA-LETI),以及民間企業GenSight Biologics、Chronocam和Inscopix。法國國家衛生暨醫學研究院研究主任Serge Picaud負責巴黎視覺研究所的研究活動。
視網膜的神經節細胞是眼睛光感測器上的神經元,能整合環境中的視覺信息並傳送到上層的視覺中心。這些細胞的變異會阻礙來自外部的所有視覺信息,導致失明。
神經節細胞變異是西方國家的失明原因之一,肇因來自各種疾病,包括眼部創傷、視網膜病變(青光眼)、糖尿病視網膜病變、視神經病變。
動物實驗顯示,最新發展的技術讓光感測器受損後仍可運作,這項技術稱為「光學遺傳療法」,可對大腦特定區域的活動進行光學控制,以誘發動物的行為。在這種情況下,僅管光感測器實際上並沒有活動,但視覺區域仍會被直接啟動以產生視覺感知。動物實驗的初步成功將使這項技術有可能應用至人體。
這項以合約補助的CorticalSight計畫旨在直接刺激大腦上部,以修復盲人的視覺感知,為此,研究人員使用智慧型設備來擷取圖像並結合光學遺傳學刺激技術。
詳細而言,整個系統包含多個系列運作的裝置,第一個是使用者佩戴的眼鏡裝有攝影機,能以高解析度拍下患者所處的環境,第二個裝置在大腦中,以複雜的演算法將視覺信息轉成大腦可理解的光信號。
在此,關鍵就是光學遺傳。透過這項技術,視覺皮層的神經元會因為微生物視蛋白(此種藻類蛋白質能將光能轉為電活性)表達而對光產生敏感度。
我們只需連結外部和內部兩項裝置,就能讓來自外部的光信號轉換成能啟動視覺皮層神經元的光學刺激,人類大腦接著就會完成必要的轉譯工作,將視覺感知轉變成能呈現環境的心理圖像,例如臉孔、樹木等等。
CorticalSight計畫由巴黎視覺研究所主持,彙集了來自全球視覺領域的研究人員,其專業知識都是每一科學發展階段不可或缺的。

資料來源:法國國家衛生暨醫學研究院新聞稿,2017年7月13日
網址:http://presse.inserm.fr/la-restauration-visuelle-par-therapie-optogenetique-a-portee-de-main/28986/
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