Category Archives: nauka

Nowe rozumienie procesu widzenia

Projekt Prakash oświeca nasze rozumienie Vision Każdego dnia widzimy obiekty, nowe i znajome. O dziwo, uznajemy je natychmiast. W jaki sposób? W jaki sposób nasz mózg wyłączyć, co nasze oczy widzą w obrazach rozpoznajemy? To jest ważne pytanie, jak sekretarka może ostatecznie wpłynąć na sposób lekarze leczą pacjentów z zaburzeniami wzroku. Mimo to znalezienie odpowiedzi było trudne. Nauka rozpoznawania obiektów zaczyna jak tylko otworzyć oczy po urodzeniu. Więc nie możemy przypomnieć sobie, jak nauczyliśmy się rozpoznawać obiekty, a dzieci są zbyt małe, aby komunikować, co widzisz. Tak więc większość próby znalezienia odpowiedzi były ograniczone do pośrednich badań na zwierzętach lub badań na rzadkie osoby ślepej który zyskał wzrok w późniejszym życiu.

Teraz projekt Prakash stanowi wyjątkową okazję do bezpośredniego zajęcia się pytanie. Projekt Prakash przywraca wzrok dzieci w Indiach, którzy uleczalną ślepotę, zwykle z wrodzoną zaćmą i innych odwracalnych chorób oczu. Te dzieci są wystarczająco stary, aby opisać to, co widzą, co pozwala dr Pawan Sinha, Ph.D., naukowiec z Massachusetts Institute of Technology Departamentu mózgu i poznawcze, a jego koledzy studiować ludzką wizualny rozwój, uznanie obiektu, ainnych trudnych dziedzin, a jeszcze za wczesnie na tym etapie, by mysleć  otakich sprawach jak soczewki kontaktowe, albo inna korekcja.

Niektóre wyniki umocniły dotychczasowe poglądy na temat w jaki sposób nasz mózg pracuje, podczas gdy inne zmodyfikowano je. Tak czy inaczej, wszystkie te badania pomogą zmienić sposób myślenia o wizji i ślepoty na długi czas.

Możemy nauczyć się widzieć rzeczy po pewnym wieku?
Obecnie uważa się, że nasz mózg może nauczyć się rozpoznawać obiekty w ciągu pierwszych kilku lat życia. To trwa prawie 15 lat do naszej wizji i naszej zdolności do rozpoznawania obiektów, aby w pełni dojrzałe. Najbardziej krytyczne zmiany wydają się występować podczas naszych pierwszych sześciu lat. Widząc w tym okresie pomaga uczyć nasze umysły, aby rozpoznać obiekty i żadnych problemów z wizji w tym czasie uważa się zapobiec nauki. Podobnie uważa się, że każdy, kto jest ślepy w tym czasie nie nauczą się rozpoznawać obiekty, jeśli zyskać wzrok w późniejszym życiu.

Ta idea okresie rozwojowym krytycznej opiera się głównie na badaniach na zwierzętach przeprowadzonych w 1960. To wpływowy pomysł, który wielu badaczy jako podstawę do projektowania i interpretacji doświadczeń i wielu lekarzy używać do podejmowania decyzji terapeutycznych.

Niemniej jednak, nie było kilka rzadkie przypadki niewidomych pacjentów, którzy uzyskali wzrok w późniejszym życiu i nauczyły się rozpoznawać niektóre obiekty.Ponadto, dzieci się niewidomym urodził się z zaćmą ale kto zyskał wzrok po operacji kilka miesięcy po urodzeniu, w końcu nauczył się rozpoznawać większość przedmiotów. Przypadki te sugerują, że nasze mózgi mogą być w stanie nauczyć się widzieć niezależnie od tego czy mamy problemy ze wzrokiem w krytycznym okresie.

Każde dziecko Projekt Prakash traktuje zapewnia jeden powód, aby sądzić, że mózg jest bardziej elastyczny niż kiedyś sądzono. Do tej pory projekt traktowany 200 dzieci, z których wielu jest starszy niż sześć lat. Dziewięć z tych dzieci zostały opisane w artykułach w czasopismach naukowych.
Choć nie mają one doskonałą wizję, wszyscy nauczyli się rozpoznawać większość obiektów i mogą opierać się na wizji do pracy i zabawy jak ludzie, którzy dorastali z normalnym wzroku. Wyniki te potwierdzają tezę, że nasz mózg może nauczyć się rozpoznawać obiekty po krytycznym okresie.

Ponadto wyniki mogą zmienić okulisty, zwłaszcza w krajach takich jak Indie, które mają wiele dzieci z uleczalną ślepoty. Z powodu krytycznej idei epoki, lekarze w Indiach często myślą, wykonując operację na chorych uleczalną ślepoty, które są starsze niż 6 lat jest daremny. Coraz więcej dowodów pochodzących z Projektu Prakash zaprzeczają ten pogląd, sugerując, że lekarze mają mniej powodów, aby dać nadzieję na leczenie tych dzieci.

Jak uczymy się rozpoznawać rzeczy?
Rozpoznawanie obiektów jest niesamowity proces nasz mózg stale wykonywać.Weź tę fotografię na przykład (patrz lewy rysunek poniżej).
Oto kilka z dziewcząt tańczących przed torba-pipe gracza. Zdjęcie jest wypełniona różnych kolorach i oświetleniu wykrytych przez naszych oczach.Niektóre z tych informacji została przekształcona na zdjęciu szaro-wyłożonej w środku zbliżenie ogromnej ilości informacji wizualnej zawartej w fotografii. Gdy patrzymy na fotografię, nasze mózgi wyjątkowo skorzystać z tej mylącej informacji na temat koloru i światła i przypisać ją do osób i przedmiotów przedstawionych na zdjęciu po prawej stronie. Jak to działa? Czy dzieci Projektu Prakash zobaczyć te same obiekty, które widzimy od razu po ich wizja zostanie rozwiązany?
Aby przetestować ten pomysł, dr Sinha i jego koledzy wyświetlany różnych prostych obiektów na ekranie komputera do trzech Prakash tematów projektu, który niedawno zdobytych wzrok od leczenia. Testy wykazały, że badani mieli problemy rozpoznawania obiektów w ciągu pierwszych trzech miesięcy po zakończeniu leczenia.

Na przykład, badani mogą rozpoznać poszczególne obiekty, jak trójkąt lub okrąg kiedy zostały rozdzielone (patrz rysunek poniżej).
Co ciekawe, ruch pojawił się pomóc badani przypisują linii do obiektów. Na przykład, badani mieli trudności z rozpoznaniem stacjonarną trójkąt wyświetlany wśród rozrzuconych linii (patrz rysunek powyżej). Jednakże były one w stanie rozpoznać go częściej, jeżeli trójkąt stale przeniósł, sugerując, że ruch był ważny dla nauki rozróżniania między obiektami.

Znaczenie ruchu został także wzmocniony przez pomiar typu obiektów, badani nauczyli się rozpoznawać w ciągu pierwszych trzech miesięcy od uzyskania wzrok. Badanym pokazano 50 przedmiotów codziennego użytku. Średnio tylko 13 obiektów uznanych ale wiele obiektów Uznali, takich jak samochód, normalnie poruszać natomiast tych, których nie dostrzegają, takich jak obrotowy telefonu, zazwyczaj stacjonarny.

Dziesięć do osiemnaście miesięcy po uzyskaniu wzrok badani zostali ponownie pokazany ten sam wachlarz prostych obiektów były one testowane z wcześniej.Tym razem zagrali dużo lepiej, wskazując, że ich mózgi w końcu nauczył się zidentyfikować obiekty, które kiedyś nie mógł rozpoznać. Dr Sinha jego wyniki potwierdzają wcześniejsze badania sugerujące, że ruch sprzyja obiektu uznanie.

Czy Nasze zmysły się pokrywają?
7 lipca 1688 irlandzki filozof William Molyneux wysłał Johna Locke’a list w zasadzie pytaniem, czy osoba niewidoma będzie wizualnie rozpoznać obiekty nauczyli się zidentyfikować przez dotyk natychmiast po uzyskaniu wzroku.

“Człowiek rodzi się ślepy, a posiadanie Globu i sześcian, prawie z tych samych bignes, popełnione w jego ręce, i uczy się lub Told, który nazywa się świecie, a co Cube, tak łatwo je odróżnić Jego dotyk lub uczucie; Wtedy zarówno podejmowanych z Nim, i położył na stole, Przypuśćmy, jego wzrok przywrócony do niego, czy mógł, przez jego oczach, a przed ich dotykać, wiedzieć, co jest Globe, a które Cube? czy też może on wiedzieć o jego oczach, zanim stretch’d rękę, czy nie mógł do nich dotrzeć, tho zostały one usunięte 20 lub 1000 metrów od Niego? ” – Encyklopedia Filozofii Stanford

Jeśli odpowiedź brzmi “tak”, to oznaczałoby to, że mamy wrodzoną wiedzę na temat obiektów, lub przynajmniej, że nasza akcja zmysły znajomość przedmiotów, natomiast “nie” odpowiedź sugeruje, że nasze zmysły nauczyć się identyfikować obiekty niezależnie poprzez doświadczenie. Odpowiedź na to pytanie jest trudne, ponieważ nie było tylko kilka doniesień o przypadkach osób niewidomych, którzy uzyskali wzrok w późniejszym życiu.

Niedawno dr Sinha i Richard Held, kolega w MIT próbowali odpowiedzieć na pytanie poprzez testowanie przedmiotów z Prakash Projektu. Po pierwsze, badani zostali poproszeni, w ciągu 48 godzin od uzyskania wzrok po operacji, aby zapoznać się z obiektu przez albo wyłącznie dotykając jej lub patrząc na niego (patrz wyżej). Wtedy ich zdolność do rozpoznania obiekt został przetestowany, prosząc ich, aby zidentyfikować go, kiedy została ona przedstawiona obok obiektu, który ma podobny kształt. Badani, którzy używali tych samych zmysłów w krokach 1 i 2 prawie zawsze poprawnie zidentyfikowanych obiektu, wykazując, że mogą nauczyć się rozpoznawać obiekty przy użyciu obu oczu lub dotyk.

Jednak osoby, które używane dotyku w kroku 1, nie można łatwo rozpoznać obiekt, patrząc na to w kroku 2. Oni tylko prawidłowo zidentyfikować obiekt o połowę czasu, wskazując, że były one w zasadzie zgadywania tożsamości obiektu ich widząc. Wynik ten sugeruje odpowiedź na pytanie Molyneux firmy nie jest, nasze zmysły nie podzielają wrodzoną wiedzę o obiektach. Informacje przedmioty uzyskane na temat obiektu przez dotyk nie był używany przez część mózgu, która otrzymuje informację wizualną.

Niemniej jednak, kiedy niektóre z tematów zostały ponownie przetestowane co najmniej 5 dni później zagrali znacznie lepiej. Tym razem osoby, które używane dotyku w kroku 1. prawidłowo uznanych obiektów 80% czasu Pytano spojrzeć na obiekty w kroku 2. Zmiana wydajności sugeruje, że mózgi osób badanych potrzebny niecały tydzień widzenia rozpocząć dzielenie się informacjami o tym, jak obiekt wyglądał i czuł. Wyniki te sugerują, że nasze różne zmysły może szybko nauczyć nasze mózgi w celu wymiany informacji, w porozumieniu z poprzednich raportach. Podsumowując, odpowiedź na pytanie Molyneux jest nie, nasze zmysły nie dzielić się informacjami, dopóki nie zostaną aktywowane. Po aktywacji potem szybko nauczyć się dzielić.

Kurkuma może pomóc w leczeniu wad wzroku?

Curry Spice może wyleczyć niektóre formy retinitis pigmentosa Kurkuma jest przyprawą uniwersalną. Ten żółty pomarańczowy korzeń jest używany do curry, smak barwnika żywności i odzieży, a był starożytny azjatycki lekarstwem na wiele dolegliwości (patrz rysunek 1). Niedawno grupa z National Eye Institute naukowców finansowanych że kurkumina, składnik aktywny w kurkumy, może być również skuteczny w leczeniu choroby oślepiające barwnikowym zwyrodnieniem siatkówki. Dzięki temu takie pomoce jak soczewki kontaktowe mogą już nie być potrzebne pacjentom.
Wpływ na więcej niż 1 na 4000 osób na całym świecie, retinitis pigmentosa (RP) jest nieuleczalne choroby, która prowadzi do ciężkiej utraty wzroku i ślepoty. RP jest grupą dziedzicznych chorób zwyrodnieniowych wywołanych przez mutacje w ponad 45 różnych genów. Obecne eksperymentalne zabiegi z transferem genów obejmować wstrzykiwanie zdrowych kopie zmutowanego genu w oczach pacjentów. Chociaż pierwsze próby kliniczne są obiecujące, to podejście jest kosztowne i wymaga opracowania terapii dla każdego zmutowanego genu, który powoduje chorobę. Teraz, wraz z publikacją badania przeprowadzone przez Radha Ayyagari, Ph.D., profesor okulistyki Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, lekarze mogą wyglądać do kurkumina jako prostszy sposób w leczeniu niektórych typowych form RP.

“W mojej opinii najbardziej korzystny sposób traktować RP jest poprzez identyfikację cząsteczkę, która może być stosowana w leczeniu wielu przyczyn choroby,” Dr Ayyagari wyjaśnił.

Zmiany, które powodują RP zniszczyć światło wykrywania komórek fotoreceptorów nazywa pręcików i czopków (patrz rys. 2), które znajdują się w siatkówce, części oka, który przekształca światło w sygnały elektryczne przesyłane do mózgu. O 10% przypadków RP są spowodowane mutacjami w genie kodującym rodopsyny, a komórki rod białka używać do wykrywania światła.Wiele z tych mutacji, np. jednej nazwie P23H, bo rodopsyny do niezwykle klastra wewnątrz komórek prętów, co zamazuje funkcji komórek pręt i ostatecznie prowadzi do śmierci komórki.
Wcześniejsze badania sugerowały, że kurkumina może być skuteczna w leczeniu innych chorób neurodegeneracyjnych spowodowanych nieprawidłowym klastrów białek. Konkretnie, kilka badań wykazały, że kurkumina hamuje tworzenie blaszek amyloidu ß, klastry białka uważa się zniszczyć neuronów w chorobie Alzheimera.

W pierwszych eksperymentów przeprowadzanych przez dr Ayyagari i jej koledzy, kurkumina zapobiec mutanta P23H rodopsyny z nieprawidłowo grupowania w hodowanych komórkach hodowanych w szalkach Petriego.

Po dorastali w Indiach, gdzie kurkuma jest tradycyjnie stosowany w leczeniu ran i stanów zapalnych i gdzie studiowała Nutritional Biochemistry w National Institute of Nutrition, Dr Ayyagari ma duże uznanie dla potencjału terapeutycznego kurkuminy firmy.

“Pochodzę z Indii, mam dużo wiary w kurkuminy,” Dr Ayyagari wyjaśnił.

Aby przetestować ten pomysł dalej, naukowcy karmione kurkumina szczurom genetycznie mieć P23H mutację w rodopsyny. Wcześniejsze badania wykazały, że szczury mają problemy z oczami przypominające RP. Konkretnie, oczy tych szczurów mają słabe elektrycznych reakcji na światło i w czasie, rozrzedza siatkówki z utratą komórek fotoreceptorów.

Karmienie kurkumina do P23H szczurów rozwiać te problemy. Kurkumina zachowane liczbę pręcików i czopków w siatkówce (patrz rysunek 3) i zwiększył światło wywołanej odpowiedź elektrycznego nagrany z oczu szczurów. Wyniki te sugerują, że kurkumina może złagodzić problemy z oczami, zapobiegając utracie fotoreceptorów spowodowane P23H mutacji.

Co ciekawe, karmiąc kurkumina do szczurów spowodował pręty do wytwarzania większej ilości rodopsyny i szyszki produkować więcej S-i M-opsin, białka stożki używać do wykrywania światła. Wyniki te nadal wspierał ideę, że kurkumina może zachować laskę i funkcji komórek stożka w siatkówce u pacjentów, którzy RP wywołanych przez zmutowanego P23H rodopsyny.

P23H mutacja powoduje rodopsyny do gromadzenia się w siateczce śródplazmatycznej (ER), labirynt błon znajdujących się w pobliżu jądra komórki, gdzie nowe białka są wykonane. Rodopsyny znajduje się zwykle w zewnętrznych segmentów komórek prętów, gdzie ta przechwytuje światło. Naukowcy zbadali położenia zmutowanego P23H rodopsyny w komórkach cięgieł barwienia siatkówki od inżynierii szczurów z przeciwciałami, które rozpoznają rodopsyny.Zgodnie z oczekiwaniami, rodopsyny został nieprawidłowo skupione w pobliżu jąder komórek laskę szczurów, które nie były karmione kurkumina (patrz rysunek 4). W przeciwieństwie do rodopsyny znaleziono w zewnętrznych segmentach szczurów karmionych kurkuminy, sugerując kurkuminy zachowane normalne klastrów rodopsyny.

Nieprawidłowa akumulacja białka w ER mogę podkreślić komórki, w ogóle. W odpowiedzi, komórki często włącza się lub Express, geny, które początkowo mogą wyzwolić gromadzących białka z ER ale później może zlecić komórki umrzeć.

Doświadczenia przeprowadzone na hodowlach komórek wykazały, że kurkumina zapobiec ekspresji dwóch skrajnych genów, o nazwie immunoglobulina-wiązania białek (BiP/Grp78) i C / EBP-homologiczne białka (CHOP), który został wywołany, kiedy P23H rodopsyny zgromadzone w ER. Gdy naukowcy przyjrzeli się siatkówki od inżynierii szczurów Okazało się, że karmienie kurkumina uniemożliwił ekspresję genu w komórkach BiP/Grp78 prętów ale nie genu CHOP.Mimo, że konieczne są dalsze prace, wyniki te sugerują, że kurkumina może częściowo zapobiec odpowiedzi na stres w prętach.
Dostarczania leków do siatkówki jest często utrudnione przez krew siatkówki bariery ochronne przesączania oka z otaczających komórek siatkówki, który zapobiega wielu związków i substancji chemicznych we krwi z wejściem na siatkówkę. Naukowcy wykryte kurkumina w siatkówce szczurów po zaledwie dwóch dniach karmienia, co oznacza, że przechodzi przez barierę krew-siatkówce. Wyniki te sugerują, że pacjenci z RP może po prostu wziąć tabletki kurkuminy lub zawierają kurkumę w diecie, a nie ma leku lub gen chirurgicznie wtryskiwanego do ich oczach.

Demonstrując swoje przejście przez barierę krew-siatkówce również sugeruje, że kurkumina może być stosowany w leczeniu wszelkich chorób oczu spowodowanych nieprawidłowym klastrów białek. Na przykład, niektóre mutacje związane z RP wydają się powodować zaburzenia grupowania innych białek znajdujących się w prętach, takich jak fosfodiesterazy 6 ust PDE6), białko, które pomaga rodopsyny konwersji światła na sygnały elektryczne. Nienormalne klastrów białko może być również związane z chorobami oczu, które mają wpływ na inne komórki w siatkówce. Wyniki przedstawione przez dr Ayyagari i jej koledzy sugerują, że kurkumina może leczyć wszystkich tych przypadkach.

Czy jej wyniki oznaczają, że pacjenci RP powinien zawierać kurkumy w swojej diecie?

“Nie wiemy jeszcze. Kwoty stosowane w tym badaniu są więcej niż jeden dostanie w normalnej diecie. Musimy przetestować skuteczną dawkę kurkumy u pacjentów,” Dr Ayyagari odpowiedział jak wyjaśniła kolejny krok w niejobiecujących badań.
– Christopher G. Thomas, Ph.D. Citation publikacji: Vasireddy et al. “Rescue degeneracji fotoreceptorów przez kurkuminy u transgenicznych szczurów z P23H rodopsyny mutacji.” PLoS ONE, czerwiec 2011, tom. 6 (6), s. e21193. PubMed