Неструктурированное отслеживание взгляда как диагностический и прогностический биомаркер при болезни Паркинсона

Постоянно ведется поиск новых диагностических и прогностических биомаркеров неврологических заболеваний. В частности, идентификация биомаркеров, которые могут диагностировать состояние на ранней или продромальной стадии, позволила бы определить когорту пациентов, которые, скорее всего, получат пользу от лечения, модифицирующего болезнь. Точно так же биомаркеры, которые могут служить суррогатным показателем прогрессирования заболевания с течением времени, будут иметь важное значение для мониторинга реакции этих пациентов на это лечение.

Болезнь Паркинсона (БП) является одним из прогрессирующих нейродегенеративных состояний, в отношении которого в настоящее время разрабатываются многие испытания модифицирующих болезнь заболеваний. БП остается полностью клиническим диагнозом, и в настоящее время не существует диагностических тестов для этого состояния. Его необходимо отличать от клинически сходных состояний с различными патологическими субстратами, а именно атипичными паркинсоническими расстройствами, такими как прогрессирующий надъядерный паралич (ПНП), кортико-базальный синдром (КБС), множественная системная атрофия (МСА) и деменция с тельцами Леви (ДТЛ) в качестве каждого субстрата. потребует индивидуального лечения. Дифференциация БП от атипичного паркинсонизма может быть сложной задачей, особенно на ранних стадиях заболевания. Точность диагностики среди пациентов с подтвержденной вскрытием болезнью Паркинсона на ранних стадиях заболевания составляет всего 26%, и хотя эта точность повышается с увеличением продолжительности заболевания, прижизненный диагноз остается неверным в 15-20% случаев.

Много усилий в последние годы было направлено на разработку молекулярных диагностических биомаркеров. Однако остается неясным, могут ли эти биомаркеры объяснить гетерогенность, которую мы наблюдаем среди людей с БП (ПрП) и другими паркинсоническими расстройствами, и являются ли они полезными маркерами прогрессирования заболевания. В любом случае явно потребуются клинически значимые биомаркеры, которые могут дифференцировать паркинсонические расстройства на ранней стадии, прогнозировать траекторию заболевания и отслеживать клиническое прогрессирование с течением времени. Клиническими показателями, наиболее часто используемыми для отслеживания прогрессирования заболевания в клинических испытаниях, являются оценочные шкалы, такие как Единая шкала оценки болезни Паркинсона Общества двигательных расстройств (MDS-UPDRS). Однако есть опасения, что эти шкалы могут не обеспечивать точности, необходимой для выявления небольших клинических изменений, особенно на ранних стадиях болезни Паркинсона. Прежде чем можно будет оценить полезность клинического биомаркера в долгосрочном плане, необходимо оценить их точность в когорте поперечных срезов и, в частности, определить, чувствительны ли они к гетерогенности, наблюдаемой среди дегенеративных паркинсонических расстройств. Кроме того, необходимо оценить эффект, если таковой имеется, симптоматических препаратов, таких как леводопа, на эффективность этого биомаркера. Количественная оценка движений глаз может быть простым, надежным и чувствительным клиническим биомаркером БП и атипичных паркинсонических расстройств, таких как прогрессирующий надъядерный паралич (ПНП), множественная системная атрофия (МСА) и кортикобазальный синдром (КБС). у постели больного для локализации патологии и диагностики многих двигательных нарушений. Хотя клинически очевидные глазодвигательные аномалии хорошо документированы на поздних стадиях этих состояний, они могут быть незаметны невооруженным глазом на ранних стадиях заболевания. Диагноз ПНП, например, в значительной степени зависит от клинической оценки движений глаз, в частности наличия ограниченного вертикального взгляда. Хотя это классическая аномалия движения глаз, наблюдаемая при ПНП, на ранних стадиях заболевания единственным признаком движения глаз может быть тонкое замедление вертикальных саккад или искривление дуги саккадного движения глаз. В патологоанатомическом исследовании паркинсонических расстройств вертикальный надъядерный паралич взора, если он присутствует, имеет специфичность 91% для патологически определенного ПНП, увеличиваясь до 97% при наличии в течение 3 лет после начала заболевания. Однако его чувствительность в предвестнике диагноза ПНП составляет всего 31% при обнаружении в течение первых 3 лет заболевания.

На сегодняшний день применение количественного глазодвигательного анализа при двигательных расстройствах ограничено, в основном из-за технологических ограничений. Таким образом, любая информация, полученная из движений глаз в клинической практике, в значительной степени ограничивается тем, что можно обнаружить невооруженным глазом при оценке у постели больного. Поскольку количественная оценка движений глаз будет более чувствительна к этим глазодвигательным аномалиям, чем оценка у постели больного невооруженным глазом, обнаружение этих аномалий будет возможно на более ранней стадии. Достижения в области технологий позволили отслеживанию взгляда стать простым, неинвазивным и эффективным способом оценки движений глаз, функции зрачков и частоты моргания с высоким разрешением. Количественные глазодвигательные параметры (саккады и изменения зрачков) коррелируют с двигательной активностью, когнитивной функцией и нарушениями осанки при ПвП. Учитывая, что это важные вехи в прогрессировании БП, исследователи предполагают, что ранняя оценка субклинических глазодвигательных нарушений будет иметь прогностическое значение при БП и связанных с ней состояниях. Однако лишь в нескольких небольших исследованиях изучалось, можно ли использовать количественную оценку движений глаз для дифференциации БП от подобных состояний, таких как ПНП.

Недавно было показано, что расширение зрачка является потенциальным маркером целенаправленного движения глаз (в частности, двигательной подготовки при планировании саккад), но они не были подробно исследованы при БП. Учитывая, что ПвП теряет автоматизм движений на ранних стадиях и может компенсироваться стратегиями целенаправленного внимания, вполне вероятно, что могут быть обнаружены ранние компенсаторные различия в этих процессах.

Ни в одном исследовании не изучалось, коррелируют ли такие глазодвигательные параметры с гетерогенными клиническими данными, которые мы наблюдаем при PwP и связанных с ним расстройствах. Точно так же ни в одном исследовании не изучалось, может ли глазодвигательная оценка действовать как ранний диагностический маркер или как лонгитюдный прогностический маркер для этих заболеваний.

Лаборатория Муньоса в Королевском университете обладает обширным опытом в области анализа движений глаз. Недавно лаборатория Муньоса смогла идентифицировать признаки параметров движения глаз (в частности, саккадические движения глаз, реакцию зрачка и частоту моргания), которые присутствуют у людей с болезнью Паркинсона, но не у здоровых людей. Эта сигнатура также присутствует у пациентов с изолированным расстройством поведения во время быстрого сна, состоянием, которое переходит в БП или подобное расстройство у 80% людей старше 10-15 лет. Это означает, что этот признак может быть обнаружен на очень ранней (продромальной) стадии в этих состояниях до появления других клинических проявлений. Кроме того, у исследователей есть предварительные неопубликованные данные, позволяющие предположить, что эта сигнатура может отличать PwP от других нейродегенеративных расстройств, таких как PSP. Исследователи стремятся подтвердить, что эта новая сигнатура движения глаз может отличать БП от ее имитаторов у большого числа участников и что она коррелирует с гетерогенными специфическими для заболевания клиническими особенностями, наблюдаемыми при этих расстройствах.

Большинство исследований, описанных выше, включают структурированные задания, в которых участникам рекомендуется направлять взгляд на цель (или от нее), когда она появляется. В этой искусственной обстановке записанные движения глаз могут не быть точным отражением естественного управления движением глаз. Это исследование также будет состоять из новой задачи со свободным просмотром, в которой участников просят просмотреть несколько коротких видеоклипов, в то время как исследователи будут записывать движения их глаз и реакцию зрачков при визуальном поиске этих клипов. Это сродни переключению телевизионного канала каждый раз. несколько секунд и наблюдение за первоначальной автоматической реакцией (саккада и зрачок) на визуальную сцену, за которой следует чуть более позднее когнитивное влияние поиска контента в видео.

Следовательно, исследователи могут отдельно анализировать восходящие и нисходящие процессы при паркинсонических расстройствах и, следовательно, отделять патологию с преобладанием ствола мозга от патологии коры с помощью простой парадигмы движения глаз. Лаборатория Муньоса продемонстрировала способность извлекать эти параметры данных, не требуя структурированной экспериментальной парадигмы, что позволяет исследователям собирать данные о движениях глаз гораздо более экологичным способом. На сегодняшний день никакие другие группы не измеряли эти движения глаз во время бесплатного просмотра видеоклипов. при болезни Паркинсона или любом другом двигательном расстройстве. Исследователи изучат, позволит ли информация, собранная в результате этой оценки естественных движений глаз, диагностировать и прогнозировать пациентов с двигательными расстройствами.

В конечном счете, эта работа направлена ​​на установление биомаркеров заболеваний путем связывания данных отслеживания глаз с клиническими диагнозами и исходами.