Параллельные каналы магно- (М), парво- (Р) и кониоцеллюлярной (К) систем [1—3] берут начало в различных типах ганглиозных клеток (ГК). Принадлежащие М-, Р- и К-системам ГК и зрительные каналы обладают характерными физиологическими свойствами и существенно различаются по своей яркостной, контрастной, цветовой чувствительности и пространственно-темпоральной настройке [4—9]. Знание специфических свойств М-, Р- и К-путей позволяет исследовать их селективный вклад в зрительные нарушения при нейродегенеративной патологии сетчатки и зрительной коры, используя методы, тестирующие конкретные зрительные функции. С помощью различных методов психофизических, электрофизиологических исследований и нейровизуализации документировано, что зрительные каналы по-разному изменяются при старении [10], глаукоме [11, 12], рассеянном склерозе (РС) [13—18], болезни Паркинсона [19—22] и Альцгеймера [23, 24], шизофрении [25, 26] и других заболеваниях.

Учитывая избирательное ослабление активности М-, Р- и К-путей, зависящее прежде всего от патогенеза заболевания, объективная оценка дисфункции зрительных каналов необходима для прогноза, ранней диагностики и выбора патогенетически адекватного лечения [18, 27]. Регистрация зрительных вызванных потенциалов (ЗВП) и паттерн-электроретинограммы (ПЭРГ) на реверсирующие паттерны или паттерны, предъявляемые в режиме onset/offset (появление/исчезновение) с различным яркостным или цветовым контрастом, пространственной и темпоральной частотой, является объективным методом оценки зрительных каналов.

Клиническое значение тестирования функциональности зрительных каналов с помощью ПЭРГ и ЗВП было продемонстрировано для целого ряда заболеваний, включая нейродегенеративные расстройства головного мозга, например для болезни Паркинсона [21, 22] и болезни Альцгеймера [10, 24]. В обзоре анализ клинических аспектов мы ограничили такими значимыми офтальмологическими проблемами, как первичная открытоугольная глаукома (ПОУГ) и неврит зрительного нерва (НЗН) у больных РС.

Анатомические исследования показывают, что крупные ГК на средней периферии сетчатки селективно повреждаются у людей при ПОУГ и экспериментальной глаукоме у животных, в то время как более мелкие и центральнее расположенные ГК остаются относительно сохранными [28, 29]. Данные о большей уязвимости крупных ГК при глаукоме подразумевают, что психофизические и электрофизиологические тесты для раннего выявления заболевания должны быть направлены на оценку активности ГК М-системы. Действительно, при нормальных параметрах автоматической периметрии, тесты зрительных функций, обслуживаемых М-путями, например чувствительность к высокочастотным мельканиям и движению, бинокулярное зрение, выявляли аномалию у многих пациентов с подозрением на глаукому [30—32]. Однако во многих работах отмечается, что зрительные функции, обслуживаемые преимущественно Р-путями, также часто аномальны при начальной ПОУГ. К ним относятся данные цветовой периметрии, различительная цветовая чувствительность. К тестам, выявившим ранние аномалии Р-системы при глаукоме, относятся ПЭРГ и ЗВП на хроматические стимулы. Учитывая это, зависимую от размера потерю ГК при глаукоме нельзя объяснить исключительно на основе селективной уязвимости M-клеток. Некоторые авторы связывают зрительные нарушения, обслуживаемые в P-пути, с потерей более крупных Р-клеток внутри Р-субпопуляции ГК [33]. С другой стороны, анатомическая картина при глаукоме не всегда коррелирует со зрительной дисфункцией. Вариабельная дисфункция структурно неповрежденных ГК может значительно влиять на результаты психофизических или электрофизиологических исследований.

Для выяснения дифференциальной уязвимости M- и P-путей при глаукоме в последнее десятилетие был проведен ряд детальных исследований, в которых оценивались ПЭРГ и ЗВП-ответы на ахроматические (черно-желтые) паттерны с модулируемой яркостью и хроматические равнояркие паттерны. Наиболее часто паттерны имели вид горизонтальных решеток, предъявляемых в режиме реверса или появления/исчезновения. Главным итогом этих исследований является тот факт, что зрительная дисфункция не ограничивается изменениями в М-пути. У больных с ПОУГ характер изменений ПЭРГ и ЗВП по сравнению с показателями здоровых лиц зависит от выбора стимула и режима стимуляции [11]. В данной работе авторы использовали стимул низкой пространственной частоты (0,3 цикл/град) и для цветовой и для яркостной модуляции, и общее поле стимуляции большой площади (53×49 град), чтобы включить значительное количество циклов в стимуле. В глазах с ПОУГ амплитуда ПЭРГ была снижена в среднем на 13% по сравнению с таковой в контрольных глазах, причем редукция амплитуды была заметнее для низких (6—12 Гц), чем для высоких (20—22 Гц), временных частот. По сравнению с ответом на яркостные стимулы, хроматическая ПЭРГ имела меньшую амплитуду и регистрировалась в более коротком диапазоне временных частот [11]. Избирательное изменение латентности стационарной хроматической ПЭРГ при глаукоме объясняют большим временем интеграции нейронов-генераторов ПЭРГ-ответа при глаукоме [34—36].

ЗВП на яркостные стимулы были немного редуцированы, в то время как в ответах на хроматические стимулы они имели меньшую амплитуду и более замедленную латентность, т. е. ответы на паттерны с равнояркими элементами цветового контраста могут иметь диагностическое значение. Исследования показывают, что у больных с ПОУГ в функции ответ— темпоральная частота для ЗВП на реверс красно-зеленых равноярких решеток максимум амплитуды проявляется при более низкой частоте (5 Гц), чем в здоровых глазах. При более высоких частотах амплитуда круто снижается и ответ практически не регистрируется на частоте 15 Гц или выше [11]. В среднем амплитуда хроматических ЗВП в глазах с глаукомой снижалась в среднем на 26%. Таким образом, темпоральная настройка ЗВП у больных с глаукомой значительно отличается от нормы. Так же, как и для фазы ПЭРГ, фаза ЗВП прогрессивно отстает при возрастании временной частоты для всех условий стимуляции. Эти исследования говорят о высокой уязвимости при глаукоме подклассов ГК, участвующих в генерации ответов на цвет. Отметим, что эти выводы не противоречат гипотезе о преимущественном поражении клеток М-системы, но указывают на дополнительную дисфункцию Р-пути. Относительная дисфункция Р- и М-путей может зависеть от потери поля зрения и тяжести глаукомных изменений. Данные о дисфункции красно-зеленого канала дополняют ранее опубликованные доказательства нарушения функции сине-желтого канала при глаукоме [8]. Потери сине-желтого и красно-зеленого каналов сопоставимы.

3. Неврит зрительного нерва и рассеянный склероз

При анализе результатов электрофизиологических исследований зрительных путей следует учитывать также современные представления о нарушении цветовой чувствительности при НЗН, полученные в психофизических тестах.

В течение столетия уже известно, что при НЗН изменяется цветовое зрение [37, 38]. В начале прошлого века Кельнер [37] отметил, что большинство пациентов с заболеваниями сетчатки имеют дефекты сине-желтого восприятия, а у больных с патологией зрительного нерва определяется дефицит красно-зеленого цветоразличения. Действительно, «правило Кельнера» хорошо выполняется для большинства заболеваний зрительной системы, но далеко не для всех случаев [39]. Исключения из правила Кельнера включают, например, заболевания макулярной области, связанные с красно-зеленым дефицитом, нейропатию зрительного нерва с сине-желтым дефектом, приобретенные дисхроматопсии с равным ослаблением цветовосприятия по сине-желтому и красно-зеленому типу. Кроме того, приобретенные дисхроматопсии могут меняться с течением времени и дефект, который изначально был сине-желтым, становится красно-зеленым при прогрессировании болезни [39].

Типичные изменения цветового зрения у больных с НЗН не соответствуют правилу Кельнера [32, 40]. Но имеется сильная корреляция между пространственным распределением области дефекта в поле зрения и типом дисхроматопсии. В глазах с НЗН с большей депрессией чувствительности в фовеа на периметрии (относительно перифовеа) найдено относительное преобладание красно-зеленых дефектов над сине-желтым дефицитом цветовой чувствительности. В то же время в 100% случаев в глазах с большим ослаблением перифовеальной чувствительности отмечено относительное преобладание сине-желтой дисхроматопсии. Эта корреляция между относительным пространственным распределением дефектов поля зрения и относительным дефицитом цветовосприятия статистически значима для НЗН, но не обнаружена для диабетической ретинопатии [32].

В исследовании на большой когорте больных (488 человек) было доказано, что во время острого приступа НЗН в большинстве случаев селективные дефекты цветовосприятия проявляются сине-желтым дефицитом, в то время как через 6 мес выявляется больше дефектов красно-зеленого цветовосприятия [40]. В более ранней работе [41] в исследовании 59 глаз с ишемической оптической нейропатией также находили тритан-дефект в течение 1-й недели и красно-зеленый дефект в период восстановления. Следует отметить следующие основные моменты [40, 42]:

— ни один тип дефицита цветовосприятия не связан специфически с НЗН;

— демиелинизирующий НЗН не следует правилу Кельнера;

— цветовое зрение изменяется от острой фазы НЗН к фазе восстановления;

— тип дефекта связан с состоянием пространственного зрения во время тестирования.

При этом дефекты, выявляемые через 6 мес после острого эпизода НЗН, не зависят от тяжести начальной потери зрения. Известно, что в здоровых глазах чувствительность к красно-зеленому цвету постоянна в центральных 20° поля зрения, в то время как чувствительность к синему цвету чрезвычайно низка в центральной ямке и увеличивается в перифовеальных зонах [43]. Плотность синих колбочек варьирует через поле зрения [44]. Синечувствительные колбочки практически отсутствуют в центре фовеа (S-колбочковое слепое пятно), и их плотность максимальна на скате фовеа.

Таким образом, селективное ослабление афферентных каналов, обслуживающих фовеа, будет нарушать передачу сигналов от красно-зеленых колбочек, в то время как снижение функции в перифовеальной зоне диспропорционально влияет на сигналы от синих колбочек. Это топографическое расхождение может объяснить, почему НЗН, который часто ухудшает фовеальную функцию и снижает центральную остроту зрения, обычно ассоциируется с красно-зеленым, а не сине-желтым дефектом. Однако зона, наиболее пострадавшая от демиелинизации (и воспаления) при НЗН, изменчива и непредсказуема; она может включать или исключать центральную ямку и папилломакулярный пучок. Другая теория о нарушениях цветового зрения у больных с НЗН рассматривает функцию и распределение крупных и мелких аксонов в зрительном нерве [45]. В зрительном нерве приматов информацию о цвете передают только мелкие аксоны. Таким образом, НЗН, которые избирательно поражают или ослабляют функцию мелких аксонов, могут привести к более серьезной дисхроматопсии, чем нейропатии, сохраняющие мелкие аксоны [46].

У больных РС с односторонним НЗН транзиентные и стационарные ПЭРГ и ЗВП записывали на решетки высокого контраста (90%) и низкой пространственной частоты (0,3 цикл/град), альтернирующие с частотой 2—24 Гц [14]. Использовали модуляцию полосок паттерна либо по чисто хроматическому контрасту (равнояркие красно-зеленые), или по чисто яркостному контрасту. Параллельно в психофизических исследованиях измеряли контрастную чувствительность, которая была снижена (10 дБ) у больных НЗН по сравнению с таковой в контроле и для яркостных и для цветовых решеток. У здоровых лиц яркостная ПЭРГ по сравнению с хроматической ПЭРГ регистрируется в более длинном диапазоне темпоральных частот (2—24 Гц по сравнению с 2—12 Гц) и имеет более короткую латентность (для позитивного компонента в среднем 56 мс по сравнению с 80 мс) [35, 36, 47]. Кроме того, форма темпоральной функции яркостной ПЭРГ имеет два четких пика, указывая, что стимул активирует ответ более одного темпорального канала [47, 48]. При НЗН снижается амплитуда и яркостных и хроматических ПЭРГ [14]. Снижение амплитуды стационарной ПЭРГ на цветные равнояркие стимулы указывает на повреждение генераторов, управляемых стимулами хроматического контраста, т. е. на ослабление активности красно-зеленых ГК Р-системы, являющейся главным источником хроматической ПЭРГ [35, 36, 49].

В транзиентной хроматической ПЭРГ у больных РС с НЗН наиболее значительно снижена амплитуда негативного компонента с пиковым временем между 120 и 150 мс [14]. Этот негативный компонент является аналогом N95 стандартной в ПЭРГ на черно-белый паттерн, о редукции которого при НЗН ранее сообщалось во многих исследованиях [50, 51]. Необходимо отметить, что нарушения пространственной настройки стационарных ПЭРГ наблюдали у больных РС и без истории НЗН или субклинических признаков демиелинизации зрительного нерва [15]. Эти изменения могут отражать дисфункцию внутренней сетчатки, развивающуюся в начальных стадиях РС вследствие потери специфических субпопуляций нейронов и/или изменений латеральных взаимодействий их рецептивных полей.

С другой стороны, у пациентов с ретробульбарным невритом без диагноза РС регистрация стационарных (8 Гц) ПЭРГ в ответ на противофазные синусоидальные решетки различной пространственной частоты (0,6—4,8 цикл/град) показала значительное снижение средней амплитуды ПЭРГ по сравнению с таковой в контроле. Амплитуда снижалась более значительно при промежуточных пространственных частотах (1—1,4 цикл/град), чем при более низких или высоких частотах. Таким образом, график зависимости амплитуды ответа от пространственной частоты стимула у пациентов демонстрирует низкочастотную настройку вместо широкополосной, характерной для здоровых лиц.

Пространственно-частотно-зависимые нарушения в амплитуде ПЭРГ после НЗН предполагают потерю определенных нейронов сетчатки, чувствительных к стимулам средних пространственных частот [52]. У здоровых лиц стационарные ЗВП на яркостный контраст с возрастанием частоты реверса изменяются аналогично ПЭРГ [35, 36, 47]. Пиковая латентность ЗВП на паттерн-решетку у здоровых лиц в среднем на 50 мс длиннее, чем латентность ПЭРГ [14]. У больных РС в глазах с НЗН яркостные ЗВП имели незначительно сниженную амплитуду без изменения латентности, свидетельствуя, что генераторы ответа М-системы мало поражены при Р.С. Напротив, цветовые ЗВП изменялись значительно. В среднем амплитуда ЗВП на реверс красно-зеленой решетки была примерно вдвое меньше, а латентность гораздо более удлинена по сравнению с яркостными ответами и в глазу с НЗН (на 44 мс) и в парном глазу (на 41 мс). Эти данные показывают, что при РС в первую очередь страдают хроматические стимулы, селективно благоприятные для активности Р-зрительного пути.

В другом исследовании оценивали ЗВП-ответы на яркостные и хроматические паттерны, предъявляемые в режиме onset—offset, у 30 больных с различными формами РС [16]. ЗВП записывали на включение (300 мс) и выключение (700 мс) равноярких красно-зеленых и сине-желтых синусоидальных решеток разной контрастности (90 и 25%). Оценивали негативную волну на начало стимула с пиковой латентностью 120—160 мс. Более высокая частота аномальной латентности этой волны в ЗВП onset-ответе для равноярких хроматических стимулов по сравнению с ахроматическими стимулами подтверждает общую уязвимость цветооппонентных зрительных путей при РС [16]. Авторы отметили, что ЗВП на красно-зеленые и сине-желтые равнояркие стимулы поражаются примерно в одинаковой степени.

Наконец, следует отметить интересные исследования, в которых измерение пространственно-частотной контрастной чувствительности у здоровых лиц и больных РС ранней стадии проводили параллельно регистрации паттерн ЗВП [17]. По специфике изменений амплитуды ранних (позитивных и негативных) компонентов ЗВП, отражающих активацию М- и Р-систем, авторы идентифицировали 2 группы больных РС с преимущественным поражением М- или Р-канала. Следовательно, отмеченное во многих других исследованиях преимущественное поражение Р-путей при РС может оказаться справедливым хотя и для большинства, но далеко не для всех пациентов с данной патологией.

Имеется дифференциальный вклад М-, Р- и К-путей в ослабление зрительных функций при нейродегенеративной патологии сетчатки и головного мозга. У больных с глаукомой и РС с невритом и без неврита зрительного нерва анализ ПЭРГ и ЗВП на паттерн-стимулы, модулируемые по яркостному и хроматическому контрасту, позволил выявить функциональные признаки — объективные маркеры патологии зрительных путей, характеризующие эти заболевания. Выявление дисфункции конкретных зрительных каналов необходимо для объективного прогноза, ранней диагностики и выбора лечения нейродегенеративной патологии сетчатки и головного мозга. Результаты исследований доказывают необходимость осторожно относиться к данным, полученным с помощью одной группы методов, поскольку выбор диагностического теста может резко повлиять на выводы о преимущественной дисфункции того или иного зрительного канала. Поэтому для любых исследований, направленных на разработку новых чувствительных методов ранней диагностики и улучшение знаний о механизмах таких заболеваний, как глаукома и неврит зрительного нерва, целесообразно использовать комплекс различных тестов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.