成人视网膜间直接串扰:光刺激下神经血管耦合的眼间传递新发现

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究人类视网膜间是否存在功能性串扰机制,研究人员对 32 名健康对照者和 20 名 1 型糖尿病(DM)患者进行研究。发现健康组和 DM 组均存在对侧神经血管耦合(NVC)反应,且两组反应模式不同,该发现为 NVC 机制研究提供新视角。

  在人体复杂的中枢神经系统(CNS)中,神经血管耦合(NVC)起着至关重要的作用。当神经元活动增加时,NVC 会使局部血流量相应增加,以满足对氧气的更高需求 。然而,尽管 NVC 的重要性已被广泛认知,但其完整机制仍未完全明晰。同时,视网膜间的串扰机制在其他物种中已有记载,可在人类中却一直缺乏相关研究证据。在这样的背景下,为了填补这些知识空白,来自葡萄牙科英布拉大学等机构的研究人员开展了一项具有开创性的研究。
这项研究成果发表在《Scientific Reports》上,它为人类视网膜间的相互作用提供了全新的见解。研究人员旨在证明成人人类视网膜之间在体内存在功能性串扰机制,这一目标的实现将有助于深入理解 NVC 机制,并为相关疾病的研究和诊断开辟新的途径。
在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:使用 Imagine Eyes 公司的 rtx1 自适应光学(AO)眼底相机收集数据,该相机能在近红外光谱(850nm)下以高分辨率(2 微米,250 线对 / 毫米)拍摄眼底图像。为了刺激对侧眼并观察成像眼的反应,研究人员定制开发了一套硬件设备,该设备与 rtx1 相机同步工作。研究人员从 2023 年 10 月至 2024 年 7 月收集了 32 名健康对照者和 20 名 1 型糖尿病患者的数据,所有参与者均需满足严格的纳入和排除标准,并提供书面知情同意。
研究结果主要包括以下几个方面:
  1. 健康对照组结果:通过对健康对照组的研究发现,在对侧刺激和同侧刺激后,神经血管耦合(NVC)反应与之前的基础状态相比,存在统计学显著差异(Wilcoxon 检验,对侧p=0.027,同侧p<0.001),这表明健康对照组对刺激有明显反应。在 32 名健康对照者中,24 人(75.0%)呈现对侧阳性反应,20 人(62.5%)符合标准 C1 - C3,12 人(37.5%)符合标准 C1 - C4,其中 10 人呈现阳性对侧反应,2 人呈现阴性对侧反应。
  2. 糖尿病组结果:在糖尿病组中,13 人(65.0%)呈现对侧阴性反应,12 人(60.0%)符合标准 C1 - C3,7 人(35.0%)符合标准 C1 - C4,其中 3 人呈现阳性对侧反应,4 人呈现阴性对侧反应。
    综合这些结果,研究人员得出结论:成人人类视网膜之间存在通过光刺激对侧眼调节血管宽度的串扰现象。这种串扰机制在 1 型糖尿病患者中可能有所改变,或许可作为当前方法未识别的初始变化的生物标志物。
    在讨论部分,研究人员指出,尽管首次通过实验证实了成人人类视网膜间的串扰,但信息如何从一只眼睛传播到另一只眼睛仍有待进一步研究。不过,大脑中通过相邻血管平滑肌细胞之间的间隙连接实现血管信号的壁内传播,进而引起上游软脑膜小动脉的远程血管舒张,这一机制为视网膜间的串扰提供了潜在的解释方向。同时,研究也存在一定的局限性,如样本量有限,可能无法充分代表其他人群,并且不同的操作参数可能会影响对侧反应。但总体而言,这项研究为 NVC 机制的研究提供了新的突破点,现有 NVC 模型可能需要重新审视,未来还需要在更大的人群和不同的成像中心进行研究,以进一步验证这些发现,并探索其在更多疾病中的应用潜力。

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