Faktory učení a plasticita: makulární degenerace (FLAP)

Výzkumu percepčního učení (PL) dominovaly studie, které se snaží izolovat a zlepšit jednotlivé vizuální procesy. Důležitým translačním výsledkem výzkumu PL je však řešení potřeb pacientů se ztrátou zraku, kteří se snaží zlepšit výkon v každodenních úkolech, jako je čtení, navigace a rozpoznávání obličeje. Tyto ekologičtější případy změny chování a kortikální plasticity, které jsou ze své podstaty složité a integrativní, odhalily významné mezery v holističtějším chápání toho, jak více vizuálních procesů a jejich přidružených mozkových systémů společně přispívají k trvalé a zobecnitelné PL. Aby se vyřešili tyto mezery, vyšetřovatelé zde studují simulovanou a přirozenou ztrátu centrálního vidění. Vyšetřovatelé se zaměřují na makulární degeneraci (MD), jednu z nejčastějších příčin ztráty zraku (předpokládá se, že do roku 2040 postihne 248 milionů lidí na celém světě), která je důsledkem poškození fotoreceptorů v makule, které narušuje centrální vidění. Taková centrální ztráta zraku je vynikající čočkou, jejímž prostřednictvím se zkoumá, jak ekologicky relevantní změny v používání zraku souvisí se změnou mozkové aktivity a konektivity, protože představuje masivní změnu ve vizuálním zážitku vyžadující spoléhání se na periferní vidění pro každodenní úkoly. S použitím eye-trackerů a zobrazení podmíněných pohledem, které vyvolávají centrální skotomy, lze simulovat ztrátu centrálního zraku u normálně vidících jedinců, u kterých se pak vyvinou vzory periferního pohledu, které se podobají strategiím kompenzačního vidění pozorovaným u pacientů s MD. Ideální využití periferního vidění vyžaduje zlepšení ve více oblastech vidění, z nichž tři nejdůležitější jsou: rané vizuální zpracování (např. zraková citlivost), střední vizuální zpracování (např. prostorová integrace) a pozornost a pohyby očí. K dnešnímu dni žádná studie systematicky nezkoumala tyto tři domény PL a jejich nervové základy. Navrhovaný výzkumný plán spočívá na pečlivé předchozí práci, která ukazuje, že PL ovlivňuje více mozkových struktur a funkcí souvisejících s těmito třemi doménami. Vyšetřovatelé navrhují nový přístup k systematickému měření toho, jak různé tréninkové režimy související s těmito třemi doménami ovlivňují širokou škálu psychofyzického a ekologického chování (Cíl 1), jak tyto změny vznikají z plasticity ve struktuře a funkci mozku (Cíl 2) a jak PL po simulované ztrátě centrálního vidění je srovnatelná s PL u MD (cíl 3). Tato práce je významná a inovativní, protože se bude jednat o první integrovanou studii PL charakterizující více trénovatelných faktorů a jejich dopad na různé výsledky chování a na špičková hodnocení neurálních reprezentací a dynamiky. Je to také první studie, která přímo srovnává PL u pacientů s MD s PL v kontrolovaném modelovém systému ztráty centrálního zorného pole se simulovanými skotomy, což v případě ověření umožní použití tohoto modelového systému k dotazování MD u větších vzorků zdravých jedinců. Vyšetřovatelé budou také sdílet unikátní datový soubor, který pomůže oboru porozumět behaviorální a nervové plasticitě po ztrátě centrálního zraku a individuálním rozdílům v citlivosti na trénink. Nakonec tato práce osvětlí základní mechanismy plasticity mozku po ztrátě smyslů, které se mohou zobecnit na jiné formy rehabilitace po periferním nebo centrálním poškození.