高精度碱基编辑技术在灵长类和人类视网膜中的应用 研究背景 Stargardt病是一种目前无法治愈的遗传性神经退行性疾病，主要由于ABCA4基因的功能缺失突变导致黄斑变性和失明。ABCA4基因编码的蛋白是一种膜脂翻转酶，位于光感受器和视网膜色素上皮细胞（RPE细胞）中，负责防止有毒视黄醛在视网膜中的积累。Stargardt病最常见的突变是ABCA4基因中的c.5882G>A（p.Gly1961Glu）点突变，该突变导致蛋白质功能丧失，从而引发疾病。 尽管已有一些关于碱基编辑在细胞系和小鼠模型中的研究，但在人类和非人灵长类（NHPs）的神经组织中实现高效基因编辑仍是一个挑战。本研究旨在开发一种基于腺相关病毒（AAV）的腺嘌呤碱基编辑策略，以纠正ABCA4基因中的c.5882G>A突变，并在人类和...
加速多电极阵列模拟的稀疏与低秩矩阵技术 学术背景 多电极阵列（multi-electrode arrays, MEAs）在神经刺激领域具有重要应用，尤其是在视网膜假体（retinal prostheses）等神经假体中。这些设备通过电刺激神经元来恢复视力或治疗神经退行性疾病。然而，模拟这些设备的电场分布和电流动态行为具有极高的计算复杂性。传统的模拟方法需要处理数百万个相互连接的电阻（resistor mesh），导致计算时间和内存需求急剧增加，尤其是当电极数量增多、像素尺寸减小时，模拟变得几乎不可行。 为了解决这一问题，本文提出了一种基于稀疏矩阵（sparse matrix）和低秩补偿（low-rank compensation）的加速模拟方法，旨在显著减少计算复杂度，同时保持高精度。该研究...
人类眼表离子与水分转运的模型研究 背景介绍 眼表（ocular surface）在人类生理和疾病中扮演着至关重要的角色，尤其是泪膜（tear film）的稳定性和成分对眼表健康有着直接影响。泪膜由三层组成：外层脂质层（由睑板腺分泌）、中间水样层（由泪腺分泌）和内侧黏液层（由结膜上皮细胞分泌）。泪膜的功能包括提供光滑的光学表面、清除异物以及抵御微生物入侵。眼表功能的异常或缺陷可能导致干眼症（dry eye）等疾病。然而，尽管眼表的重要性不言而喻，关于眼表上皮细胞中离子通道（ion channels）的表达、特性和调控机制的研究却相对匮乏。现有的研究大多依赖于大鼠、小鼠或兔子的动物模型，而关于人类眼表上皮细胞的研究则较为少见。 为了填补这一研究空白，来自法国Poitiers大学、Poitiers...
灵长类动物自由活动中的视觉行为研究：创新眼动追踪系统的开发与应用 学术背景 视觉系统是灵长类动物神经系统中最被深入研究的领域之一，尤其是在大脑皮层中的视觉通路机制方面。然而，目前关于灵长类动物在真实世界环境中自由活动和探索时的视觉功能的研究却非常有限。这一研究空白主要是由于缺乏能够在自由活动的个体中精确、快速、高分辨率地追踪眼动轨迹的技术。传统的研究方法通常需要在实验室环境中对动物进行头部固定，这限制了对动物在自然行为中视觉系统的理解。因此，开发一种能够在不限制动物自由活动的情况下精确记录眼动轨迹的技术，成为了一个重要的研究方向。 论文来源 这篇题为“Active vision in freely moving marmosets using head-mounted eye trackin...
微眼动作为高视觉敏锐度的主动感知机制 学术背景 人类的视觉感知是一个复杂的过程，尤其是当我们试图保持目光稳定时，眼睛仍然会不自觉地产生微小的运动，称为微眼动（Fixational Eye Movements, FEM）。这些微眼动通常包括漂移（drift）和微跳视（microsaccades）两种类型。过去的研究表明，尽管微眼动会导致视网膜上的图像抖动，但人类的视觉系统仍能感知到比微眼动幅度更精细的细节。这一现象引发了科学界的广泛兴趣：为什么微眼动不仅没有损害视觉敏锐度，反而可能对其有积极影响？ 为了解答这一问题，研究人员结合理论和实验，试图揭示微眼动在不同条件下对视觉编码和视觉敏锐度的影响机制。通过研究微眼动的动力学特性及其对视网膜神经活动的影响，该研究旨在解释微眼动如何在高视觉敏锐度任务...
学术背景 视觉系统是动物感知外界环境的重要系统，其发育和功能的研究对于理解哺乳动物的感知机制具有重要意义。然而，传统的研究多依赖于夜行性或黄昏活动的实验室啮齿动物，如小鼠、大鼠和仓鼠。这些动物的视觉系统相对简单，且与人类的视觉系统存在显著差异。为了拓宽研究范围，找到更接近人类视觉系统的动物模型，研究人员将目光投向了智利八齿鼠（Octodon degus）。这种动物具有昼行性、早熟性，并且其视网膜富含视锥细胞，视觉系统的发育较为完善。因此，智利八齿鼠可能成为研究视觉系统发育和功能的理想模型。 本研究的主要目标是探索智利八齿鼠上丘（Superior Colliculus, SC）视觉神经元的感觉野（Receptive Field, RF）特性，并与传统夜行性啮齿动物进行比较，以揭示其视觉系统的独...
使用残差密集网络 (RD-Net) 进行基于视神经头结构特征的青光眼预测 背景与研究目的 青光眼是全球范围内导致失明的主要原因之一，被称为“视力的无声窃贼”。其主要特征是视神经（Optic Nerve Head, ONH）的进行性损伤，可能在患者察觉到其视力受损之前已经造成不可逆转的视觉丧失。据统计，青光眼是继白内障之后的第二大致盲原因。早期对青光眼的筛查与准确诊断，对管理疾病进展及维持患者的视觉功能至关重要。 临床上，青光眼的诊断主要基于以下结构和功能性测试：眼内压（Intraocular Pressure, IOP）测量、视神经头的结构评估，以及视野检测。然而，视野检测通常需要昂贵的设备，难以普及到基层医疗机构。因此，通过分析视神经头的结构特征，例如杯盘比（Cup-to-Disc Rat...
REF-1在新生血管性眼病中的过表达及利用其新型抑制剂的靶向治疗 学术背景 新生血管性年龄相关性黄斑变性（neovascular age-related macular degeneration, nAMD）是一种常见的致盲性眼病，主要影响60岁以上的老年人。nAMD的特征是视网膜下新生血管的形成，导致视网膜出血、渗出和视力丧失。目前，抗血管内皮生长因子（VEGF）药物是nAMD的主要治疗方法，但部分患者对这类药物反应不佳，且长期使用可能引发耐药性和副作用。因此，寻找新的治疗靶点和药物成为当前研究的重点。 氧化还原因子-1（reduction-oxidation factor-1, REF-1），也称为无嘌呤/无嘧啶内切酶1（apurinic/apyrimidinic endonucleas...
背景介绍 随着白内障手术和晶状体置换手术的广泛开展，人工晶状体（intraocular lens, IOL）的光学性能在术后患者视觉质量中的重要性愈显突出。临床视觉表现(如视力、焦距范围等)的预测正成为眼科领域的重要研究方向，特别是在讨论不同设计的人工晶状体时，其光学性能可能随瞳孔大小的变化而有所不同。然而，目前已有的预测模型通常假设固定的瞳孔大小，而忽略了这一关键变量在实际临床应用中的影响。 近年来，标准化流程（如ANSI Z80.35-2018和ISO 11979-7:2024）已引入单眼离焦曲线（monocular defocus curve），以更准确地分类IOL（如延展深度焦距的IOL，EDOF IOL）。尽管这些标准推荐将瞳孔大小的影响纳入考量，但目前针对瞳孔大小变化如何影响离焦...
一种新型紧凑型双通道眼内散射测量系统的研究进展 学术背景 根据世界卫生组织（World Health Organization, WHO）的报告，白内障是全球范围内导致失明的主要原因，约占失明病例的50%。全球超过2000万人因为白内障而丧失视力或者严重受损。现有的治疗方法主要依赖于手术，通过移除浑浊的眼晶状体并植入人工晶状体来恢复视力。然而，随着对白内障发生机制的深入研究，人们对药物预防和治疗白内障寄予了更大的希望。这种希望的实现极大地依赖于对白内障早期征兆的精准监测。 白内障的早期症状往往不明显或者难以察觉，但随着病情进展，眼内的屈光介质逐渐浑浊，导致眼内散射（intraocular scatter）增加，这是白内障发展的重要病理变化。因此，眼内散射的变化监测被认为在白内障的早期诊断中具...