移植整个眼球非常困难。事实上，它一直未能实现。为了让眼睛在新的宿主体内正常工作，它需要通过精密的视神经连接到中枢神经系统，而当供体和受体的神经末梢在器官移除过程中受损时，这一点是说起来容易做起来难的。
然而，根据周四发表在《Nature Regenerative Medicine》杂志上的研究，你可能根本不需要考虑脆弱的视神经。如果处理得当，眼睛——以及其他感觉器官——可以连接到任何可用的中枢神经系统端口并立即启动。塔夫茨大学艾伦发现中心的研究人员通过将眼睛嫁接到青蛙的尾巴上，成功地恢复了盲蝌蚪的视力。
通讯作者迈克尔·莱文并不缺乏像弗兰肯斯坦那样的身体改造经历。《Popular Science》杂志最近报道了他关于“重新连接”青蛙以使其长出额外肢体的研究，他认为这项技术有一天可以应用于人体。他和他的同事们正在研究细胞对身体电信号的反应方式，以及这些信号如何决定它们的生长和行为。通过调整这些信号，他们希望改变人体以适应我们的需求。由博士后研究员道格拉斯·布莱克斯通领导、本科生文·坎恩参与的最新研究，探讨了如何调整这些电信号以促进身体接受新的解剖结构。
“我们在研究大脑的可塑性问题，”莱文说。“如果你确实对身体构造进行了改变，大脑如何适应呢？”
基本上，莱文、布莱克斯通和他们的同事希望增强供体移植物和受体大脑之间的神经连接。对于感觉器官来说，这一点至关重要：器官需要能够接收感觉信息并将其发送到大脑，而大脑也需要能够识别这些感觉信息。例如，你不会期望一个连接在脊髓底部的手术眼能够成功地将视觉信息发送给大脑，并且大脑能将其正确地处理。
但是，当研究人员将小青蛙的眼睛嫁接到盲蝌蚪的尾巴上时，经过一点干预，情况恰恰是这样发生的。
一项之前的研究表明，通过控制眼球新环境的电状态，科学家可以刺激神经生长和活动的爆发。但这些眼睛的视力仍然很差。在新的研究中，研究人员获得了关于细胞如何读取周围电环境的新信息——通过与邻近细胞交换神经递质血清素——并破解了这个系统。而且，他们还使用了一种对人类友好的药物：一种治疗偏头痛的药物。
“这里的一个大要点是，有大量的药物可供使用，用于治疗神经系统或心脏方面的问题，它们实际上是再生医学的巨大资源，”莱文说。“所以我们精确地确定了涉及的血清素受体，并找到了一种人类服用的能激活它的药物。”
虽然在未接受药物治疗的蝌蚪中，只有11%的蝌蚪在新眼中获得了颜色识别能力，但在接受了影响血清素的药物治疗的蝌蚪中，有29%的蝌蚪获得了颜色识别能力。（正常眼睛的蝌蚪只有67%达到了这个标准。）测试表明，蝌蚪不仅看到了颜色，还看到了形状和运动。未接受治疗的眼部移植物蝌蚪在运动测试中的表现与它们的盲眼同伴相差无几——分别有38%和32%通过，而有视力蝌蚪的成功率为80%。但在接受了偏头痛药物治疗后，57%的移植眼蝌蚪能够追踪运动。
“它们真的拥有真实的视力，”莱文说。“这是非常令人惊叹的，大脑通常期望视觉输入来自头部的一个特定位置，但它却能接受来自尾巴上的信息并正确地处理。这引发了一个问题，大脑究竟是如何将其识别为视觉信息的。”
对莱文来说，一项关键发现是，这种药物刺激了眼球受益的广泛神经生长，但似乎并未干扰身体其他部位的神经。
“这非常重要，因为从医学角度来看，副作用应该会更少，”莱文说。“你不会过度生长正常的神经系统。仔细想想，异位神经能够被注意到，而正常的神经支配却不行，这表明这些细胞实际上知道它们是否在正确的位置。”
他补充说，也许“如果你是一个位于侧腹某处的视神经，你可以知道自己不在正确的位置，因此你会关注电环境并相应地生长。”他推测，这可能对治疗某些出生缺陷或癌症有影响，因为细胞错误地出现和生长会给身体带来麻烦。
这些发现有助于提高接受捐赠或实验室培育器官的受体者的预后——不仅仅是眼球。
“很多人打电话给我谈论眼球移植，但重要的是要记住，这远远超出了眼球的范畴，”莱文说。“关键在于控制任何移植物与其宿主之间的神经连接。这都是适用的。”
理论上，类似的技术可以用于更成功地将任何器官植入身体。
“我们不知道如何将视网膜连接到大脑，如果你想替换一只耳朵，你需要切掉一大块头骨，”爱荷华大学的伯恩德·弗里奇（Bernd Fritzsch）说，他从事类似的研究，但未参与这项研究，他告诉《New Scientist》：“这项工作表明，这可能不是必需的——例如，你可以将器官放在颈部，并将其连接到脊髓。它可能看起来很奇怪，但仍然可以工作。”
从长远来看，莱文说，这项工作可能在选择性生物工程领域产生奇妙的、奇异的应用。
“这确实是科幻小说中的东西，但有一天，人们将能够修改他们的生物学，使其超越标准的人体解剖结构，”他说。“人们可能想要更多的眼睛，他们可能想要不同类型的眼睛，他们可能想在火星或水下生活。而大脑需要适应这一点。”
