Näkökuoren stimulaatio potilailla, joilla on amblyopia

Taustaa: Amblyopia on silmän näkökyvyn heikkeneminen ilman silmäsairautta, joka johtuu epänormaalista näkökokemuksesta varhaisessa iässä. Se johtuu amblyoopisesta silmästä tulevan kuvan aivokuoren suppressiosta, joka johtuu epäterävyydestä tai diplopiasta. Amblyopia on johtava estettävissä olevan monokulaarisen näön menetyksen syy Yhdysvalloissa, ja se vaikuttaa 2–5 %:iin väestöstä. Merkittävän näkövajeen lisäksi amblyopit menettävät todennäköisemmin näön toiseen, terveeseen silmään onnettomuuden tai silmäsairauksien seurauksena. Amblyopian hyväksytty hoito, joka sisältää paikannuksen tai lääketieteellisen tai optisen rankaisemisen toiselle silmälle, on rajoitettu pienille lapsille. Tätä hoitoa pidetään tehottomana yli 8 vuoden iässä, eikä hoitoa tarjota iäkkäille henkilöille, jotka muodostavat 72 % amblyopepopulaatiosta.

Viimeaikaiset todisteet viittaavat siihen, että aivokuoren plastisuutta saattaa esiintyä vanhemmilla henkilöillä, jotka ylittävät amblyopiahoidon hyväksytyn ikärajan. Näöntarkkuuden spontaania paranemista amblyoopisessa silmässä raportoitiin joillakin aikuisilla, jotka menettivät näkönsä hyvästä silmästä trauman tai sairauden seurauksena. Näöntarkkuuden spontaanin paranemisen mahdollisuus käyttökelpoiselle tasolle on kuitenkin suhteellisen pieni. Siksi on tärkeää etsiä tapoja parantaa näköä amblyopiassa olevilla yksilöillä, jotta estetään toimintakyvytön menetys terveen silmän näön menetyksen seurauksena.

Heikko tasavirta (DC) stimulaatio on ei-invasiivinen menetelmä, joka pystyy indusoimaan aivokuoren kiihtyvyysmuutoksia. Sitä on aiemmin käytetty turvallisesti monissa eläin- ja useissa ihmistutkimuksissa, ja se kykeni moduloimaan primaaristen motoristen ja esiotsakuoren aktiivisuutta. Nämä tutkimukset paljastivat, että katodistimulaatio vähentää aivokuoren solujen spontaania laukaisunopeutta, todennäköisimmin hyperpolarisoimalla aivokuoren hermosoluja, kun taas anodistimulaatio johtaa käänteiseen vaikutukseen. DC-stimulaatiota ihmisen näkökuoreen soveltavien tutkimusten määrä on edelleen rajallinen, mutta ne ovat kuitenkin osoittaneet, että DC-stimulaatio voi indusoida näkökuoren heräävyyden modulaatiota, joka on samanlainen kuin mitä havaittiin motorisessa ja prefrontaalisessa aivokuoressa. Tämä modulaatio heijastuu normaalien vapaaehtoisten sekä psykofyysisten että sähköfysiologisten parametrien muutoksina. Koska DC-stimulaatio voi indusoida akuuttia, samoin kuin pitkittynyttä modulaatiota aivokuoren kiihtyvyydessä ja aktiivisuudessa, sitä voitaisiin käyttää työkaluna neuroplastisuuden tutkimiseen, ja se voi olla hyödyllinen olosuhteissa, joihin liittyy patologisia muutoksia aivokuoren kiihtyvyydessä, kuten amblyopia.

Ehdotetussa tutkimuksessa arvioimme takaraivokuoren DC-stimulaation lyhytaikaista vaikutusta 10 aikuisen amblyoopisen henkilön näkötoimintoon. Jos tutkimus osoittaa suotuisan vaikutuksen, DC-stimulaatiota voitaisiin käyttää jatkossa kestävien hyötyjen aikaansaamiseksi amblyopeissa, koska jälkivaikutusten kesto riippuu stimulaation kestosta, intensiteetistä ja polariteetista.

Tavoitteet: Kerää alustavaa tietoa siitä, voiko takaraivokuoren DC-stimulaatio moduloida visuaalista toimintaa aikuisilla amblyoopisilla koehenkilöillä. Tarkistamme DC-stimulaation lyhytaikaisen vaikutuksen näkökuoren plastisuuteen ja sen kykyä väliaikaisesti muuttaa heikentynyttä näkötoimintoa amblyopiassa.

Amblyoopisilla aikuisilla varmistua siitä, että näkökuoren DC-stimulaatio on turvallista ja hyvin siedetty, samoin kuin mitä on aiemmin todettu normaaleilla vapaaehtoisilla.

Menetelmät: Tässä tutkimuksessa aiomme ottaa mukaan 10 amblyopiaa olevaa henkilöä, jotka ovat vähintään 18-vuotiaita. Aiempien raporttien perusteella anodistimulaatiolla on kiihottava vaikutus ja katodistimulaatiolla on aivokuorta estävä vaikutus. Siksi amblyoopisille kohteille suoritetaan vain visuaalisen aivokuoren anodinen stimulaatio. Stimulaatio kohdistetaan takaraivokuoreen, kesto 20 minuuttia 2 mA:lla. Lumelääkkeenä samanpituinen valestimulaatio levitetään kaikkien koehenkilöiden samalle päänahan alueelle vähintään 24 tuntia ennen tai jälkeen anodistimulaation satunnaisessa järjestyksessä. Stimulaatio tehdään naamioituna siten, että tutkittavat tai heidän visuaalista toimintaansa arvioiva tutkija eivät ole tietoisia stimulaation tyypistä.

Näkötoiminnan arviointi tehdään ennen DC-stimulaatiota, välittömästi ja 20 minuuttia sen jälkeen, ja se sisältää näöntarkkuuden, kontrastiherkkyyden, lukunopeuden ja lukutarkkuuden mittaamisen. Jokaisella istunnolla sekä amblyoopia että toissilmä arvioidaan alkaen amblyopiasta. Jos 20 min stimulaation jälkeen havaitaan eroja esistimulaatiota edeltävään näkötoimintoon, potilaat tutkitaan myös tunnin kuluttua stimulaatiosta ja, jos vaikutus jatkuu, 1 viikko sen jälkeen.