Зуева М.В.

ФГБУ "Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца" Минздравсоцразвития России

Цапенко И.В.

ФГБУ "Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца" Минздрава России

Лантух Е.П.

ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца» Минздрава России, ул. Садовая-Черногрязская 14/19, Москва, Российская Федерация, 105062

Маглакелидзе Н.М.

ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца» Минздрава России, ул. Садовая-Черногрязская 14/19, Москва, Российская Федерация, 105062

Функциональные исследования зрительных каналов: клинические аспекты

Журнал: Вестник офтальмологии. 2017;133(2): 114-119

Просмотров : 23

Загрузок :

Как цитировать

Зуева М. В., Цапенко И. В., Лантух Е. П., Маглакелидзе Н. М. Функциональные исследования зрительных каналов: клинические аспекты. Вестник офтальмологии. 2017;133(2):114-119. https://doi.org/10.17116/oftalma20171332114-119

Авторы:

Зуева М.В.

ФГБУ "Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца" Минздравсоцразвития России

Все авторы (4)

1. Электрофизиологические исследования зрительных путей

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.

2. Глаукома

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.

3.1. Психофизические исследования цветовой чувствительности

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].

3.2. Электрофизиологические исследования зрительных каналов

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.

Заключение

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.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail