В статье TVST «Уточненный анализ данных предоставляет клинические доказательства для контроля центральной нервной системы хронической глаукомной нейродегенерации» зрительные ученые и офтальмологи описывают, как они выполнили анализ данных и симметрии 47 пациентов с умеренной и тяжелой глаукомой обоих глаз. При глаукоме потеря зрения на каждый глаз кажется случайной.
И наоборот, повреждение нейронов в головном мозге, вызванное инсультом или опухолью, вызывает потерю поля зрения, которая почти идентична для каждого глаза, что подтверждает идею о том, что весь дегенеративный процесс при глаукоме должен происходить случайным образом в отдельном глазу — без вовлечения мозга.Однако в ходе анализа группа исследователей обнаружила, что по мере восстановления ранее отключенных аксонов зрительного нерва, которые могут привести к потере зрения, оставшиеся области постоянной потери зрения в одном глазу совпадают с областями, которые все еще можно видеть в другом. глаз.
Команда обнаружила, что поле зрения двух глаз складывается вместе, как головоломка, что приводит к гораздо лучшему зрению с обоими открытыми глазами, чем могло бы возникнуть случайно.«Поскольку возраст и другие нарушения здоровья глаз сказываются на каждом глазу, отдельные пучки маленьких аксонов в большом зрительном нерве приносятся в жертву, чтобы остальные аксоны могли продолжать передавать зрительную информацию в мозг», — объясняет автор Уильям Эрик. Спонсель, доктор медицины, Техасского университета в Сан-Антонио, факультет биомедицинской инженерии. "Это тихое умышленное принесение в жертву некоторых проводов для спасения остальных, когда ресурсы для их поддержки сокращаются (так называемый апоптоз), аналогично обрезке некоторых конечностей на фруктовом дереве, подвергающемся стрессу, чтобы другие ветви могли продолжать приносить здоровые плоды. . "По словам исследователей, клеточный процесс, используемый для обрезки малых аксонов зрительного нерва при глаукоме, «удивительно похож на апоптотический механизм, который действует в мозге людей, страдающих болезнью Альцгеймера».«Степень и статистическая сила эффекта головоломки в сохранении поля бинокулярного зрения среди клинической популяции оказались чрезвычайно сильными», — сказал Спонсель. «Кажется, что весь феномен находится под тщательным контролем мозга».
Статья TVST является первым доказательством того, что мозг участвует в сокращении аксонов зрительного нерва у людей. В предыдущем исследовании «Отказ аксонального транспорта вызывает пространственно совпадающее увеличение BDNF астроцитов до потери синапсов в центральной мишени» модель на мышах предположила возможность того, что после повреждения клеток зрительного нерва в глазу мозг контролировал отсечение этих клеток на конце нерва. В конечном итоге это привело к гибели поврежденных клеток.
«Наша фундаментальная научная работа продемонстрировала, что аксоны испытывают функциональный дефицит транспорта в центральных участках мозга задолго до любой структурной потери аксонов», — сказал Дэвид Дж. Калкинс, доктор философии из Института глаза Вандербильта и автор предыдущего исследования. «В самом деле, мы не нашли доказательств фактического сокращения синапсов аксонов намного, намного позже. Точно так же проекционные нейроны в головном мозге сохранялись гораздо дольше».
«Это согласуется с частичным восстановлением более диффузных перекрывающихся дефектов поля зрения, наблюдаемых доктором Спонселем, что помогло выявить более постоянные взаимосвязанные узоры мозаики после того, как глаза его серьезно пострадавших пациентов были стабилизированы хирургическим путем», — сказал Калкинс.Спонсель уже видел, как эти результаты положительно повлияли на хирургически стабилизированных пациентов, которые ранее опасались ослепнуть. «Когда им демонстрируется взаимодополняемость их изолированных полей зрения правого и левого глаза, они становятся гораздо менее озадаченными и более уверенными», — сказал он. «Было бы относительно просто изменить существующее оборудование, чтобы обеспечить возможность одновременного использования полей бинокулярного зрения в дополнение к стандартному тестированию правого и левого глаза.Авторы статьи TVST предполагают, что их результаты могут помочь в будущих исследованиях клеточных процессов, подобных тому, который используется для отсечения аксонов малого зрительного нерва при глаукоме, например, происходящей в мозге людей, страдающих болезнью Альцгеймера.«Если мозг активно пытается поддерживать наилучшее бинокулярное поле, а не просто случайно создает эффект мозаики, это будет означать, что какое-то нейрозащитное вещество работает, предотвращая нежелательную обрезку», — сказал соавтор статьи TVST Тед Мэддесс.
Доктор философии Центра передового опыта ARC в области науки о зрении, Австралийский национальный университет. «Поскольку глаукома имеет много общего с другими важными нейродегенеративными расстройствами, наши исследования могут сказать что-то в целом о связях других нервов в мозге и о том, что контролирует их поддержание».