6 Minutės
MIT tyrėjai praneša apie netikėtą būdą atgaivinti regėjimą, prarastą dėl ambliopijos, dar vadinamos „tingine akimi“: trumpalaikis tinklainės užtildymas gali „perkrauti“ regos grandines ir atkurti jautrumą suaugusiesiems. Tyrėjų komanda idėją išbandė pelėms ir nustatė, kad laikinas retinos inaktyvavimas atvėrė plastiškumo langą smegenyse, kas siūlo naują potencialią strategiją gydyti dažną vystymosi sutrikimą.
Kaip veikė retinos „perkrautos“ eksperimento dizainas
Ambliopija atsiranda, kai vienos akies regos įvestis vaikystėje nesusiformuoja tinkamai, dėl ko smegenys linksta į stipresnę akį ir efektyviai ignoruoja silpnąją. Tradicinės terapijos — dominuojančios akies uždengimas arba regos terapija — geriausiai veikia ankstyvame amžiuje, kai regos sistema yra itin plastiška. Vėlesnis regėjimo atstatymas iki šiol buvo sudėtingas ir dažnai ribotas, ypač suaugusiems, kurių nervinis plastinis atsakas yra sumažėjęs.
Massachusetts Institute of Technology (MIT) tyrėjai rėmėsi ankstesniais pastebėjimais, kad blokuodami tinklainės signalus galima pakeisti tolesnę aktyvaciją smegenų regos keliuose. Jie sutelkė dėmesį į lateralininį genikulinį branduolį (LGN), kuris yra talamo dalis ir perduoda tinklainės informaciją į regos žievę. Ankstesniuose darbuose vienos tinklainės įvesties išjungimas sukeldavo elektros aktyvumo protrūkius kortikaliniuose neuronuose; naujajame tyrime buvo išbandyta, ar šis pakeistas aktyvavimas gali būti panaudotas terapiniu tikslu, siekiant atstatyti palaipsniui užslopintą regos reprezentaciją.
Kontroliuojamuose eksperimentuose mokslininkai kelias dienas į akies vidų injekavo reverzibilų anestetiką pelėms, kurioms eksperimentiniu būdu buvo sukelta ambliopija. Po inaktyvacijos periodo jie matavo neuronų atsakus regos žievėje, kad kiekybiškai įvertintų, kiek kiekviena akis prisidėjo prie kortikalinio signalizavimo. Lyginant su neapdorotomis kontrolinėmis grupėmis, pelės, kurioms buvo atliktas trumpalaikis tinklainės inaktyvavimas, parodė išreikštą atsigavimą: kortikaliniai atsakai į anksčiau silpną akį padidėjo ir artėjo prie įprastinių lygių. Šie rezultatai rodo, jog trumpalaikė retinos inaktyvacija skatina smegenų grandinių perkonfigūravimą, leidžiantį atkurti anksčiau užslopintas regos reprezentacijas.
Kodėl šis radinys svarbus ambliopijos gydymui
Rezultatai leidžia manyti, kad trumpalaikis tinklainės užtildymas gali „perkrauti“ silpnesnės akies neuroninę reprezentaciją, skatindamas smegenis sustiprinti jos signalus ir vėl integruoti juos į kortikalinį apdorojimą. MIT vyriausiasis autorius prof. Mark Bear pažymėjo: „Jeigu šis metodas pasitvirtins tolimesniuose tyrimuose, tai būtų didžiulis žingsnis į priekį.“ Komanda savo rezultatus publikuoja Cell Reports ir pabrėžia atsargų optimizmą — pelės modeliai yra viltingi, tačiau žmogaus taikymas reikalauja papildomų bandymų ir patikrinimų.
Šis požiūris skiriasi nuo tradicinio akies uždengimo (occlusion) tuo, kad jis trumpam sumažina aktyvumą pačioje silpnesnėje akyje, o ne verčia smegenis labiau pasikliauti ja. Mechanizmas, kaip rodo eksperimentiniai duomenys ir regos neurologijos teorija, greičiausiai apima homeostatinę prisitaikymo reakciją LGN ir regos žievėje: kai tinklainės įvestis yra užslopinta, tolimos grandys reaguoja didindamos savo jautrumą, o kai normali įvestis sugrįžta, sistema gali perbalansuoti funkciją palankiau anksčiau susilpnėjusiai akiai. Toks homeostatinis reguliavimas yra esminis nervinio tinklo palaikymo mechanizmas ir gali būti naudojamas kaip terapeutinės intervencijos taškas ambliopijos atveju.
Implikacijos ir tolesni žingsniai
- Transliacijos kelias: tyrėjai planuoja papildomus gyvūnų modelių tyrimus, kad įvertintų saugumą, optimalią inaktyvacijos trukmę ir laiką, taip pat ar farmakologinės arba neinvazinės procedūros gali duoti panašų poveikį.
- Žmogaus tyrimai: bet koks klinikinis taikymas reikalauja kruopštaus rizikos, grįžtamumo ir ilgalaikių rezultatų vertinimo — ypač suaugusiems, kurių nervinis plastiškumas yra sumažėjęs palyginti su vaikais, todėl būtinos etinės ir saugumo nuostatos prieš pereinant prie klinikos.
- Platesnė reikšmė: tyrimas parodo, kad laikinas sensorinės įvesties slopinimas gali sukelti naudingus plastiškumo pokyčius, o ši koncepcija gali būti pritaikyta ir kitiems jutiminiams sutrikimams, reabilitacijos strategijoms arba eksperimentiniam neurologinių funkcijų atkūrimui.
Pacientams ir klinikams tyrimas suteikia atnaujintos vilties, jog kai kurios ambliopijos formos gali būti gydomos už siauro pediatrinio lango ribų. Nors lieka daug klausimų dėl ilgaalaikio poveikio, saugumo ir transliacijos į žmones, retinos „perkrautos“ koncepcija pateikia aiškų eksperimentinį kryptį bei naują požiūrį į regos plastiškumo ir atsigavimo tyrimus. Tolimesni žingsniai turėtų apimti išsamesnius mechanistinius tyrimus, optimizavimą pagal amžių ir galimų šalutinių poveikių monitoringo protokolo sukūrimą.
Techniniu požiūriu verta aptarti naudojamo reverzibilaus anestetiko savybes bei jo veikimo trukmę. Eksperimentuose dažnai naudojamos vietinės anestetikų formulės, kurios blokuoja nervinius impulsus laikui bėgant ir leidžia grįžtamumą be struktūrinių pažeidimų. Kritiniai parametrai — koncentracija, injekcijos dažnis ir bendras eksperimentinis laikas — turi tiesioginę įtaką tiek efektui, tiek saugumui. Ateities tyrimuose reikės kruopščiai įvertinti, ar trumpo veikimo anestetikai sukelia tik funkcinių pokyčių, ar jie taip pat paveikia fiziologinę tinklainės struktūrą ar uždegiminius atsakus, kurie galėtų turėti nepageidaujamų ilgalaikių pasekmių.
Be to, reikalingas platesnis molekulinis ir sinaptinis mechanizmų tyrimas: kurių sinapsinių žingsnių mobilizavimas ir signalo kelių aktyvacija lemia jautrumo padidėjimą LGN ir regos žievėje? Ar į procesą įsitraukia konkrečios neuromoduliatorių sistemos, pavyzdžiui, cholinerginė arba GABAerginė reguliacija, ir ar jų manipuliacija galėtų sustiprinti arba pratęsti terapinį efektą? Atsakymai į šiuos klausimus padėtų sukurti papildomas farmakologines priemones, kurios galėtų derėti su trumpalaikiu tinklainės inaktyvavimu ir padidinti atsigavimo efektyvumą.
Praktiniai aspektai taip pat apima neinvazines galimybes. Pavyzdžiui, fotofiziologinės ar neuromoduliacinės technologijos (pvz., transkranijinė magnetinė stimuliacija, tikslinga optogenetika laboratoriiniuose modeliuose arba pažangios lazerinės stimuliacijos priemonės) gali pasiūlyti kelius mažiau invazyviam tinklainės arba tolimų regos grandinių aktyvumo moduliavimui. Tokios alternatyvos galėtų būti pritaikomos, jei jos įrodytų panašų gebėjimą atverti plastiškumo langą be tiesioginių injekcijų į akį, kas klinikoje būtų saugiau ir platesnį pacientų ratą pasiekiama.
Galiausiai svarbu atkreipti dėmesį į diagnostinius biomarkerius, kurie galėtų padėti nustatyti, kurie pacientai labiausiai tikėtina pasinaudotų šia intervencija. Funkciniai regos žievės tyrimai, pvz., funkcinis magnetinio rezonanso vaizdavimas (fMRI) arba vizualiųjų evokuotų potencialų (VEP) testai, galėtų įvertinti pradinį plastiškumo lygį ir po procedūros stebėti atkūrimo eigą. Tokie biodirbiniai rodikliai leistų individualizuoti gydymo protokolus, optimizuoti gydymo trukmę ir sumažinti nereikalingą intervenciją tiems, kuriems tikėtinas mažas efektas.
Apibendrinant, nors šis pelėms atliktas tyrimas yra ankstyvas žingsnis, jis atveria intriguojančią kryptį ambliopijos gydymui: perprogramuoti arba „perkrauti" regos grandines per trumpalaikį tinklainės aktyvumo sumažinimą, skatinti homeostatinį jautrumo padidėjimą ir taip leisti silpnesnei akiai vėl dalyvauti regos apdorojime. Tokia paradigma gali pakeisti mūsų supratimą apie jautrumo atkūrimą ir paskatinti naujų, intelektualių klinikinių bandymų, siekiant praplėsti gydymo galimybes pacientams įvairiame amžiuje.
Šaltinis: smarti
Palikite komentarą