約翰霍普金斯大學的研究人員發現了一種新的細胞機制，解釋了人類如何發展出敏銳的高解析度視覺。藉助於實驗室培養的視網膜類器官，研究小組識別了眼睛如何填充中央凹（foveola）這一特定區域，並將所需的光感受細胞放置於此，以實現清晰的視覺。中央凹是一個微小的中心區域，負責提供敏銳的高清視覺。研究發現，人類的敏銳視覺是在胎兒發育過程中形成的，這一過程涉及維生素A衍生物（視黃酸）和甲狀腺激素之間的動態相互作用。約翰霍普金斯的生物學副教授羅伯特·J·約翰斯頓（Robert J. Johnston Jr.）表示：「這是理解視網膜中心工作原理的一個關鍵步驟，這是眼睛的一個重要部分，也是出現黃斑變性的人首先失去的區域。」他補充道：「通過更好地理解這一區域，並開發模擬其功能的類器官，我們希望有一天能夠培養和移植這些組織，以恢復視力。」
在人體視網膜的中心，有一個名為中央凹的小型專門凹陷。儘管其微小，但它卻占據了視覺感知的近50%。正因為有了這一部分，才能閱讀這段句子或穿針引線。為了達到這一精確度，中央凹必須專門填滿紅色和綠色錐細胞。藍色錐細胞則是系統中的噪音。這些迷你視網膜指出，特定的細胞機制安排了紅色、綠色和藍色錐細胞，並指出中央凹獨特地排除了藍色錐細胞，以最大限度地提高視覺清晰度。中央凹的形狀是在胎兒發育過程中通過精確的兩階段化學過程形成的。在第10到14週期間，視黃酸（維生素A的衍生物）首先限制藍色錐細胞的初始產生，隨後甲狀腺激素觸發任何剩餘的藍色錐細胞物理轉變為紅色和綠色錐細胞。約翰斯頓表示：「首先，視黃酸有助於設置模式。然後，甲狀腺激素則在轉換剩餘細胞中發揮作用。這非常重要，因為如果有藍色錐細胞在這裡，視覺就不會那麼好。」
細胞轉換的發現挑戰了已有30年的理論，該理論認為藍色錐細胞在發育過程中會物理性地從視網膜中心移動。約翰斯頓表示：「大約30年前的主要模型認為，少數藍色錐細胞會自行移開，這些細胞決定了自己將成為什麼樣的細胞，並永遠保持這一類型。我們還不能完全排除這種可能性，但我們的數據支持另一種模型。這些細胞實際上隨著時間的推移發生轉變，這是非常令人驚訝的。」
由於常見的研究動物如老鼠和魚缺乏這種特定的人類模式，這些類器官提供了一扇新的窗口，讓人們得以探索潛在的視力喪失治療方法。例如，這可能有助於開發未來對目前無法治療的視力障礙（如黃斑變性）的治療。約翰霍普金斯團隊希望通過進一步完善實驗室培養的視網膜類器官，能夠以足夠的精度複製人類眼睛的功能，從而設計出量身訂做的光感受器。這可能為先進的細胞療法鋪平道路，通過將健康的實驗室培養細胞移植到患者的眼睛中，替代受損的組織，並有可能恢復視力。這些研究結果於2月13日發表於《美國國家科學院院刊》。
