我们眼球的后部整齐地排列着10亿个特殊的光敏感神经细胞，阅读这些文字需要其中四分之一以上的细胞协同参与，反映在组构精密被称为视网膜的神经组织上，由这些字母组成明暗不同的各种文字被转换成各种类型的电位。经过这样编码后，这些写下的文字被送至脑进行处理，然后做出各种决定——例如“继续阅读下去”或者是“我厌倦了，把这页翻过去”等。

但是，据估计在美国大约有500万人因疾病或创伤而丧失了他们的一部分光敏感视网膜细胞。对这些人来说，这种眼球激发的生化与电级联反应充其量只能脆弱地进行，从而使他们的视觉受损甚至完全失明。因为到目前为止，哺乳动物的光感受器虽然是不能够明显再生的，所以要恢复这些人的视觉在今天是不可能的。

进行光感受器移植试验的科研人员希望能改变这种结局，最近在失明动物眼内移植健康光敏感神经细胞方面所取得的进展提示部分恢复光感受器损伤病人的视觉终有一天将成为可行。

“这种想法在以前是根本不可能实现的”，美国圣路易斯华盛顿大学和聋哑中心研究所的神经生物学家西尔弗曼（Silverman）说，他认为，现在这个观点已经开始改变，在8月份的《眼科学与视力学研究》杂志上，西尔弗曼和休斯（Hughes）描述了首次成功移植含有光感受器细胞组织的明胶片。这种移植物在失明大鼠的眼睛内生长旺盛，试验表明，这种移植的感受器能对光作出相应的反应。

在试验动物中进行的光感受器移植，已经获得视觉改善的证据，实际上，研究人员目前还不清楚，这种移植的细胞是否已建立把信号发送到大脑所必需的神经联络。但是，采用各种移植技术进行试验的科研人员对此表示的乐观主义态度不断得到增进，他们认为移植的光感受器可以执行通知其它细胞它们“看见”的东西所需要的基本功能。

“这不一定就能预期它会工作”，匹兹堡大学神经科学家伦德（Lund）说，他评论了西尔弗曼把光感受器明胶片植入已受损视网膜的奇妙方法。“不过，它看来是很有希望的技术”。

北卡罗来纳州温斯顿 - 塞勒姆市韦克福里斯特大学鲍曼格雷医学院的一位视网膜移植研究人员特纳（Turner）说，确实，“如果这种技术成为实用的话，它对一些主要类型的视网膜营养不良症肯定有更多的帮助。”视网膜营养不良症是一类疾病（包括色素性视网膜炎和视网膜黄斑变性）引起的，能导致光感受器细胞的逐渐变性。“对于这类疾病目前还没有办法治愈”，特纳说。

人视网膜细胞层的十分之一由光感受器细胞（被称为视杆细胞和视锥细胞）构成。每个光感受器细胞都含有一种光反应视蛋白，能把光转换成电位。这些微弱的电冲动必须跃过细小的间隙（突触）才能触发存在于邻近的视网膜层双极细胞和结节细胞中的相似电位，结节细胞然后通过视神经将这种电流传送到脑，以与电视机把彩色点行组成画面十分相同的方式将可见图像的“地图”重新再现出来。

就现在来说，要恢复结节细胞缺损病人的视觉看来是不可能的，因为神经细胞无法再生到这种细胞所经过的那么长的距离。但是，许多视网膜疾病仅引起光感受器丧失，而其它部分仍然健全。研究人员希望采用光感受器移植治疗的就是这些疾病。

—些研究人员已经尝试通过把活的光感受器溶液注入眼内来恢复患有视网膜营养不良症大鼠的光反应，试验结果大大令人失望——这也许是因为在这些实验过程中移植的细胞破损很严重之故。

为了使供体光感受器保持固有的正常排列，西尔弗曼采用了不同的途径。首先，他把供体大鼠视网膜浸入白明胶中。当这种生物胶冷却之后，他用一种微型铣床沿水平面把它薄薄地一片片削下，直到获得含有光感受器的那一层视网膜。他然后对缺少光感受器的大鼠施行眼手术，把装有光感受器细胞的这一白明胶片放在合适的视网膜细胞层之间。数小时后，白明胶溶解并消失，从而使移植的细胞留在适当位置。

试验证明，这种细胞至少6个星期仍然存活，并产生大量的视蛋白。此外，移植细胞接触到光线后，葡萄糖利用量增加——这为细胞在对光反应时正在发挥所需要的电功能提供了间接的证据。

这些结果看来是有希望的，不过还不能确定神经功能已确实恢复。伦德注意到，葡萄糖摄取试验）作为证实特殊神经活力的方法是很不肯定的。光就可以促进移植细胞的代谢率——因此也促进它们的葡萄糖消耗——实际上并不能使细胞内产生电位。“为了表明在对光作出反应时可以产生电效应，我们需要进行十分谨慎的电生理学研究（在这些细胞中），”伦德说。

虽然西尔弗曼未能提供这方面的证据，但采用不同移植技术的其他研究人员最近报告，在他们的移植物中已获得电活动性的证据。纽约州罗彻斯特大学的科利尔（Collier）和他的同事们观察了在他们移植的大鼠视网膜组织记录到的视网膜电流图——即与用于检查心脏功能心电图相似的视网膜电活动描记图。

科利尔小组与西尔弗曼不同，他们把视网膜细胞移植到大鼠眼睛的前部——移植在这一部位虽然远离任何功能性移植最终必须定位的视网膜，但是可使研究人员更易观察移植的细胞。在5月份举行的视觉与眼科学研究协会年会上，科利尔显示的视网膜电流图表明，移植细胞与正常光感受器一样，能传导光反应所产生的电位波。

这些研究结果仍不能表明，当细胞移植在眼睛后部时可以生长几微米长，这对建立结节细胞间距的联系是必不可少的。“视网膜图虽然能显示这些细胞正在起作用，但是却不能告知它们是否正在对脑起作用，”科利尔的合作者塞罗（Cerro）说。电生理学关系的最终证据，他说，将需要测定脑视皮质对荧屏上显示的光照度或图案做出反应时所激发出的电位。

目前还没有研究人员能证明光感受器接受者脑中的这种反应，西尔弗曼认为，部分原因是大鼠第一个移植部位的视敏度很差，他说，他正准备对兔、猫和灵长类动物进行移植，这些动物易于试验脑对视觉刺激的特殊反应。

即使光感受器移植能提供健全的视神经功能，研究人员仍要预知其它可能发生的并发症。例如，移植的光感受器容易异常生长形成所谓的玫瑰花结，即出现在正常光滑的视网膜上的肿块。玫瑰花结无疑是重要的，西尔弗曼认为。“我们预料，任何损害都将影响视觉图像。”

不幸的是，塞罗说，“现在还没有人确知，在发育期间光感受器是如何自我调控的。我们知道玫瑰花结与异常发育有关，但是由于我们并不知道什么是正常的，因此要了解为了避免玫瑰花结我们应该怎样进行不同的移植则是十分困难的。”

移植物排斥反应仍然是另一个可能发生的问题。神经组织罕见能触发免疫应答，这使光感受器成为一种理想的移植材料。但是，移植物中存在污染的非神经细胞可触发免疫应答，塞罗彆告说，从理论上讲，这不仅可导致移植物排斥反应，而且还可产生损害视觉的抗体攻击接受者的另一只眼睛。

到目前为止，西尔弗曼注意到，还没有这样的并发症发生过。在某些试验例子中即使必须使用免疫抑制药物——如在西尔弗曼最近将人视网膜细胞成功移植到大鼠的试验中——药物可以直接应用于眼睛，以防止发生全身使用这类药物所产生的副作用。

目前还没有人知道，要多大范围的光感受器移植才可以恢复视网膜病变患者的视觉。不过，塞罗强调，即使病人恢复的视觉差，但对完全没有视觉来说，仍可看作是一个巨大的进步。

在移植之前，“我们是采用完全看不见任何东西的大鼠进行试验；光的转导功能完全被破坏，”塞罗说。“因此可以对这种视网膜进行任何视觉试验，最终对脑试验‘这里就是光明’，这将可能是一次很大的飞跃。”

[Science News，1989年11月4日]