2018年欢乐球吃球破解版:弱視的雙眼視損害機制研究方法和進展

2010-08-05 11:02:08 來源: 《國際眼科縱橫》

  【摘要】雙眼視覺功能的損害常見于視覺發育期的弱視患者,近年來對弱視雙眼視覺損害機制的研究多關注斜視性弱視和屈光參差性弱視兩種主要類型,從皮層神經元優勢柱和雙眼驅動細胞水平研究弱視者視敏度、對比敏感度、融合功能、立體視覺以及雙眼協調運動各方面功能損害的細胞電生理和神經解剖學機制,企圖用數學模型和公式來解釋神經元對龐大的視覺信息的處理方式,以期全面、深入地了解弱視發生的神經機制,尋求弱視治療和視功能重建的新途徑。
  【關鍵詞】雙眼視;斜視性弱視;屈光參差性弱視;眼優勢桂;皮層整合
  欢乐球吃球下载正版是一種以異??占涫恿退凼庸δ芪卣韉氖泳蹕低騁斐?,弱視損害的不僅是視力,還包括對比敏感度、輪廓識別、立體視、知覺和運動系統的協同作用等。雙眼單視功能是指導弱視和斜視治療方法和時機的重要指標,也是鞏固療效的最重要保證,治療斜視、弱視的最高原則就是消除引起雙眼視覺紊亂障礙,恢復雙眼單視。
  正常的雙眼視取決于視中樞對來自雙眼的視覺信號的整合作用,產生雙眼視的條件有知覺的、運動的和中樞的。臨床上將它分成三級:(1)同時知覺,指雙眼對物像有同時接受能力而不必完全重合。(2)融合功能,感覺融合指大腦能綜合來自兩眼的相同物像形成一個完整印象的能力,運動融合指兩眼的反射性集散運動,以使兩眼視網膜的對應點上的物像重合。(3)立體視覺,是一種獨立的依靠雙眼視差來編碼的三維空間感受能力。視知覺和眼球運動系統通過復雜的協調過程來獲得融像和立體視。
  弱視以斜視性弱視和屈光參差性弱視兩種類型最為常見(占80%左右)?;⊙芯懇捕嘁孕筆有勻跏雍頹獠尾钚勻跏游饕芯慷韻?。關于弱視雙眼視受損的神經機制一直存在爭議:(1)不同類型弱視者的雙眼視損害機制是否相同?(2)異常視覺經驗通過何種機制影響正常雙眼視的發育?(3)弱視的雙眼視覺損害的中樞定位。
  一、屈光參差性弱視和斜視性弱視的雙眼視功能觀察
  已有大量研究發現,屈光參差可以導致感覺融像和立體視下降。Wensveen等研究發現,屈光參差性弱視者的雙眼視功能缺陷選擇性地發生在高空間頻率視信息的采樣與編碼。
  以往認為屈光參差產生了兩眼視網膜上不同清晰度或大小不等的兩個物像,使融合發生困難,從而引起雙眼視下降。Simpson則認為屈光參差會導致中心抑制暗點產生,4D三棱鏡試驗不但能檢查小角度斜視者,也能檢查出屈光參差性弱視者的黃斑抑制暗點,立體視銳度及融像功能在有抑制暗點組和無抑制暗點組有顯著性差異,中心抑制暗點可能是雙眼視功能下降的原因。對于屈光參差引起弱視及雙眼視功能異常的發病機制還有待進一步研究。
  斜視性弱視和屈光參差性弱視的重要區別是雙眼視功能的損害程度不同。最近的一項大樣本臨床觀察發現,立體視和運動整合兩項雙眼視功能測試通過率在屈光參差性弱視者為64%,在斜視性弱視者僅10%。不同于屈光參差性弱視的是,斜視性弱視者的立體視損害對低空間頻率和高空間頻率的視刺激同樣敏感,發生機制可能與兩眼間病理性視覺抑制導致的視信息采樣頻率低以及視網膜一皮層感受野拓撲結構異常導致的采樣與編碼異常有關。
  二、弱視的雙眼視損害機制的基礎研究
  (一)眼優勢柱的研究
  眼優勢轉移是弱視最重要的皮層改變,一直是弱視神經機制研究的焦點。從心理物理學實驗,視覺誘發電位檢查,組織形態學,神經生理學到影像學方法,大量的研究支持弱視的發生與視皮層眼優勢柱轉移有關。跟優勢柱指由左眼和右眼分別激活的皮層細胞各自分別聚集并交替平行排列,例如貓大多數視皮層神經元是雙眼驅動性的,單眼優勢細胞在腦光學成像上呈“島狀”排列,之間為雙眼帶。
  發育關鍵期內的異常視覺經驗導致皮層眼優勢柱的結構和功能重塑,表現為雙眼驅動細胞較少,更多的皮層神經元只被非弱視眼驅動,出現眼優勢轉移,并且弱視眼驅動神經元的空間調制特性發生改變,表現為最適空間頻率與空間分辨能力的下降、改變與弱視程度有關。單眼視覺剝奪較雙眼視覺剝奪對初級視皮層神經元眼優勢發育的損害更嚴重,反映從兩眼傳人的信號在皮層相互競爭投射區。
  視皮層優勢柱重塑的生理生化機制還有待進一步研究。普遍的觀點認為,代表某部分感受野的神經元群同時受到刺激可導致這些神經元同步化放電,突觸之間的連接增加,突觸興奮性加強(long—term potentiation,LTP);而沒有受到同時刺激或受到不相關聯的刺激的神經元群之間的連接減弱,興奮性減弱(long-term depression,LTD)。由于非弱視眼驅使神經元較弱視眼驅使神經元表現出更高的同步放電反應,代表非弱視眼的皮層優勢柱間神經元間連接增加,興奮性增高,而代表弱視眼的皮層優勢柱受到抑制。這種神經元突觸可塑性的長時程增強(LTP)和長時程抑制(LTD)反應是構成視覺依賴性皮層中樞優勢柱重塑的基礎。
  近年來,在突觸可塑性機制研究方面的重大突破是脈沖時間依賴的可塑性(spike timing—depend.ent plasticity,STDP)的提出,STDP的觀點認為,突觸重塑有時間一頻率依賴特性,即依賴于視覺刺激信號的強度、頻率、生物電信號在突觸前和(或)后神經元水平觸發的精確的相對時間。突觸活動依賴性修飾的趨向和幅度決定于突觸前輸入和突觸后靶細胞放電的相對時間,它成功地解決了神經活動如何改變神經回路的功能最終影響視覺、聽覺等感知的問題,并且發現通過精確控制配對刺激的時間來決定突觸前后活動的順序,利用STDP機制可人為地改變視皮層神經元的特性,如方位選擇性、感受野位置等。
  進一步的電生理研究發現,這種時間一頻率依賴性突觸重塑機制取決于細胞電壓的非線性總和及鈣離子通道門控的多種生化因子介導的信號傳遞機制。最近的一項研究發現,中樞抗抑郁藥氟西丁通過視皮層神經元的LTP和LTD機制使成年大鼠的眼優勢柱重塑恢復,從而為成年人的弱視治療提供了新的研究前景。
  (二)視覺中樞雙眼驅動細胞的研究
  雖然對眼優勢柱的研究為異常視覺經驗的影響提供了十分有價值的信息,但是單純眼優勢柱檢測不能解釋雙眼視覺發育的許多其他方面。首先分別檢測從一只眼的視覺輸入不能表明正常雙眼同時視條件下雙眼間的抑制作用。其次,由于細胞對兩感受野閾下視覺刺激存在總和作用,弱視視皮層眼優勢柱的研究可能過高估計了皮層神經改變的程度。另外,無法直接研究依賴于雙眼視覺信息整合和編碼的立體視和雙眼運動視覺的整合現象。
  分別來自兩眼的視覺信號經視網膜、外側膝狀體直到初級視皮層才融匯到單個細胞,構成雙眼驅動細胞。因而認為,首先是由初級視皮層雙眼細胞對雙眼視信息進行整合和編碼并介導高級視皮層產生融合和立體視覺。
  1.線性和非線性總和調制作用
  雙眼總和是指雙眼同視較單眼視時視覺功能提高的現象。視覺總和的大小受許多因素影響,如刺激物的大小、范圍,個體年齡和雙眼視敏度的差異,通過雙眼總和現象可研究雙眼視功能障礙。
  臨床上可見到以下幾種雙眼總和的情況:易化,總和,部分總和,抑制。國內外學者用對比敏感度總和率、圖形VEP或靜態動態隨機點立體圖視覺誘發電位總和率等指標來測定雙眼總和情況。總和率大小反映雙眼單視、雙眼融合及雙眼立體視覺功能。總和率>2提示雙眼有易化,有立體視存在;總和率=2為完全總和,認為反映融合功能存在;總和率大于1但小于2為部分總和,認為雙眼問或多或少有相互影響;小于1反映雙眼間有明顯抑制。正常兒童多表現為易化,完全總和;弱視兒童多表現為總和率下降。
  雙眼對比敏感度總和率與雙眼視功能密切相關,在存在正常雙眼視功能個體或雙眼視功能呈輕度異常的屈光參差性和斜視性弱視者,總和率顯著增高,在沒有雙眼單視功能的屈光參差性和斜視者則顯著降低,而屈光參差性弱視者總和率的下降表現為高空間頻率選擇性。在細胞電反應水平上也觀察到斜視和屈光參差性弱視者的雙眼總和反應幅度較正常降低,即總和率下降。在斜視組,雙眼細胞尤其是復雜細胞出現明顯的雙眼間抑制,且斜視組抑制幅度較近視組明顯。
  皮層雙眼驅動細胞對來自雙眼視信息的整合作用可能是產生總和現象的神經基礎。Hubel and Wiesel(1959)首先觀察到貓初級視皮層雙眼細胞對兩眼視覺信息的整合作用,當同時刺激此雙眼驅動細胞在左右眼的感受野的ON(或OFF)亞區時,細胞的反應產生總和,而同時刺激一眼感受野的ON亞區和另~眼感受野的OFF亞區時,細胞的反應為相抵消。另一些研究發現,雙眼細胞對來自兩眼感受野的視覺信息的整合并不是簡單的線性相加,而是表現出顯著的非線性整合,如雙眼細胞對不同對比度、空間頻率、時間頻率、方向的光柵刺激整合,最終產生細胞放電反應的易化,總和,部分總和或抑制,視皮層Vl、V2區參與空間知覺,是出現雙眼融合和競爭的最初區域。
  2.編碼視差信息產生立體視
  臨床觀察到水平視差(horizontal disparity)在雙眼立體視的形成中有重要作用,這種水平位置差異需要皮層的雙眼細胞對兩眼的感受野的空間差異(spatial discrepancy)進行整合調制。這個設想已被Baflow等的工作證實,雙眼驅動細胞在左眼和右眼的感受野通常有相似的結構和形狀,但經常位于有輕微差別的空間位置和視網膜上相應位置。大部分雙眼驅動細胞對一個分別落在兩眼視網膜上不同位置的視覺刺激有更強的反應,即視差敏感性雙眼驅動細胞。Pettigrew等使用雙眼分視方法發現在貓、猴的視皮層Vl和V2區有兩類雙眼神經細胞:一類為分別對比注視平面“近”和“遠”的視差刺激(即交叉視差和非交叉視差)敏感的神經元;另一類是對注視平面附近的很窄范圍的視差刺激敏感的神經元,這些神經細胞又分為兩類,一類是興奮性調制神經元,另一類是抑制性調制神經元,即被在等視差圓附近的很小范圍的視差所興奮和抑制。
  后來的工作陸續發現在視皮層17、18、19區、21a、上丘、外上雪氏回區都有視差的感受細胞,視差敏感細胞在腹側通路和背側通路比初級視皮層更豐富。
立體視形成的另一種編碼形式是相位(phase)差編碼。這種編碼更依賴于感受野的內在組織結構,即ON亞區和OFF亞區的拓撲結構。兩種編碼機制在立體視形成中有不同的作用。高級視皮層的視差敏感性雙眼驅動細胞的缺失,可能是弱視尤其是斜視性弱視立體視覺損害的神經機制。
  3.對運動視覺的雙眼整合現象
  雙眼單視功能的發育是伴隨著眼球運動系統的發育來保證兩眼所成物像落在視網膜上相對應的位置。眼球運動系統的發育主要包括皮層運動知覺反應中樞和腦干區眼球運動控制中樞的發育。其中,集散控制系統接受融合和視差刺激并將雙眼注視點對齊到不同的深徑面;而視動性眼球運動系統接受融合和視差刺激,將雙眼融合后的視物穩定地在視網膜上成像。
  大量實驗結果支持弱視患者的運動覺皮層信號傳遞通路受損,且涉及與立體視功能相關的初級和高級視皮層整合中樞。細胞電生理實驗也證實,運動刺激特異地激活存在于V1、V2、V3、MT和MST區,同時對方向和融像性視差敏感的雙眼驅動細胞。心理物理學和功能磁共振實驗發現,屈光參差性弱視和斜視性弱視者均存在對皮層視覺運動區功能缺陷以及對雙眼運動覺整合作用的缺失,缺失程度均與立體視功能有關。弱視者的非弱視眼也存在與運動覺反應有關的MT、背側通路功能改變,提示弱視者的運動覺缺陷涉及高級皮層中樞的雙眼整合機制缺陷。
  一些研究觀察到生后早期一段時期的正常視覺經驗對雙眼正位的發育很重要,認為眼球運動系統發育關鍵期時沒有相協調的雙眼視經驗導致初級視皮層的雙眼視覺發育異常,繼而影響高級視皮層運動覺整合中樞,最終影響到運動知覺,集合,固視,眼球追隨和(或)視動性眼球運動控制中樞的發育。而Watanabe等Ⅲo的在體電生理研究則認為,斜視者眼球運動的鼻顳側不對稱并不是由于初級視皮層神經元對方向信息的反應不對稱,而是由于方向敏感性雙眼細胞的缺失以及兩眼間抑制,從而導致初級視皮層和V2、V3、MT、MST區到對側腦干眼球運動控制神經元的投射通路發育異常。因而,腦干眼球運動控制神經元表現為只被單眼驅動且對從顳側到鼻側的運動刺激更敏感,提示眼優勢柱轉移和雙眼驅動細胞缺失導致的雙眼運動覺整合功能缺陷,可能是弱視患者眼球運動系統發育障礙的神經基礎。
  三、小結
  近年來,各國學者運用現代高技術對弱視形成的心理物理、神經生理病理過程和變化特征進行的多方位探討和研究取得了可喜進展。神經科學研究企圖用各種數學模型和計算公式解釋神經元對龐大的信息處理方式,對雙眼視的中樞神經機制的研究主要集中在對眼優勢柱和對雙眼驅動細胞信息處理方式兩種方法。少數關于眼優勢柱和雙眼視差之間關聯的一些實驗研究證實:細胞的眼優勢柱特性和視差敏感特性在視皮層拓撲結構排列中均存在區域性的梯度變化,且二者的梯度變化方向相互垂直,推測神經網絡可能結合單眼和雙眼線索進行信息處理和編碼。綜上所述,弱視發生的雙眼視研究使人們能夠全面、準確地理解弱視發生的神經機制,對尋求弱視治療和視功能重建的新途徑有所幫助。
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