Úvod
Glaukom a jiná onemocnění zrakového nervu postupně ničí nervové buňky oka a způsobují ztrátu zorného pole. Přestože si pacienti často nevšimnou pomalu se rozšiřujících slepých skvrn, vědci se ptají, zda se mozek dokáže adaptovat a využít zbývající zrak. Jinými slovy, může korová plasticita (schopnost mozku reorganizovat se) a percepční učení pomoci kompenzovat poškození zrakového nervu? Tato otázka je předmětem aktivního výzkumu. Zobrazování mozku ukazuje, že glaukom nejen ničí retinální ganglionové buňky, ale také vede ke změnám podél zrakové dráhy (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Výzkumníci zjistili, že jak se glaukomatózní poškození zhoršuje, aktivita ve zrakové kůře (oblast mozku pro zrak) klesá v odpovídajících oblastech zorného pole (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Celková mapa zraku v mozku však často zůstává nedotčena (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Zajímavé je, že mnoho pacientů s glaukomem si je svých slepých skvrn jen málo vědomo. Toto percepční vyplňování – kdy mozek „vyplňuje“ chybějící periferní informace – je považováno za odraz nervové kompenzace. Například studie zobrazování mozku poznamenala, že pacienti s glaukomem (i se závažnou ztrátou zorného pole) necítili brzy svou ztrátu zraku, protože jejich mozky účinně maskovaly nebo „vyplňovaly“ postižené oblasti (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tato zjištění naznačují, že dospělá zraková kůra si zachovává určitou plasticitu, a to i po dlouhodobém očním onemocnění (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Korová reorganizace u glaukomu
Glaukom ničí retinální ganglionové buňky a jejich axony v zrakovém nervu. Autopsie a studie na zvířatech ukazují, že glaukom také způsobuje „vzestupné“ poškození: ztenčení laterálního genikulárního jádra (přepojovací stanice v mozku) a dokonce i ztrátu neuronů v primární zrakové kůře (V1) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). In vivo fMRI studie lidského glaukomu to podporují: síla aktivity V1 koreluje se ztrátou citlivosti zorného pole (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Přední studie prokázala, že oblasti V1 odpovídající slepým částem zorného pole měly nižší signály kyslíku v krvi, což přesně odpovídalo ztrátě citlivosti oka (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Stručně řečeno, poškození očí se odráží ve slabších kortikálních reakcích tam, kde chybí nervový vstup.
Na druhou stranu, uspořádání zrakové kůry u glaukomu se často jeví jako široce normální. Jedna nedávná fMRI studie zjistila, že rozsáhlá retinotopická organizace (která část mozku odpovídá které části zraku) byla u pacientů s glaukomem z velké části zachována (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). I při ztrátě periferního pole zůstala hrubá mapa od centrálního k vzdálenému vidění ve správném pořadí (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Co se změnilo, byly malé lokální vlastnosti: receptivní pole v raných zrakových oblastech měla tendenci se posouvat a někdy se zvětšovat směrem k intaktním oblastem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Jinými slovy, neurony sousedící se skotomem (slepou skvrnou) někdy začaly reagovat na blízké viditelné oblasti. Tyto jemné posuny naznačují existenci lokalizované plasticity v dospělé zrakové kůře (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Důležité je, že míra těchto změn pRF (population receptive field) korelovala se závažností onemocnění (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), což naznačuje, že pokročilejší glaukom spouští větší korovou adaptaci.
Stručně řečeno, zobrazovací studie glaukomu ukazují, že zrakový mozek se mění, když jsou oči poškozeny: korová aktivita klesá v oblastech ztraceného pole a v blízkosti skotomů dochází k drobné remodelaci (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tato reorganizace může pomoci vysvětlit, proč si mnoho pacientů není vědomo časné ztráty zorného pole – mozek „vyplňuje“ informace a maskuje defekt (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Změny jsou však omezené. Většina studií zjišťuje, že dospělý V1 dramaticky nepřepisuje svou mapu: hrubá organizace zůstává zachována a neurony náhle neobnovují ztracený vstup.
Percepční učení a zrakový trénink
Percepční učení se týká systematického procvičování zrakových úkolů, které může zlepšit percepční schopnosti. V medicíně se vyvíjejí specializované programy zrakového tréninku, které pomáhají pacientům s defekty zorného pole (v důsledku glaukomu, cévní mozkové příhody nebo makulární degenerace) co nejlépe využít jejich zbývající zrak. Tyto programy často využívají počítačová cvičení nebo cvičení ve virtuální realitě, kde pacienti opakovaně rozlišují vzory v nebo blízko svých slepých oblastí. Cílem je posílit jakékoli slabé signály a přeškolit mozek, aby je lépe detekoval.
Bylo testováno několik tréninkových platforem. Například jeden komerční systém (NovaVision’s „Vision Restoration Therapy“) nutí uživatele provádět hodiny zrakových cvičení denně, zaměřených na okraje jejich slepých polí. Jiné přístupy využívají kontrastní vzory, Gaborovy náplasti nebo pohybové stimuly ve VR náhlavních soupravách. Existují dokonce biofeedbacková zařízení, která převádějí mozkové signály (jako VEPy) na zvuky, takže pacienti mohou „ladit“ své mozkové reakce v reálném čase (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Důkazy z klinických studií
Navzdory nadšení přinesly přísné studie smíšené výsledky. Rané nadšené zprávy o velkých ziscích zorného pole vyvolaly kritiku. Významný přehled poznamenal, že průkopníci počítačového tréninku hlásili dramatická zlepšení (někteří pacienti získali desítky stupňů zorného pole). Když však bylo provedeno nezávislé, kontrolované testování, tyto zisky zmizely (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). V jedné analýze perimetrie po tréninku s pečlivou fixací neprokázala žádné významné zlepšení pole navzdory subjektivnímu pocitu lepšího zraku pacientů (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). V podstatě, počáteční studie často používaly stejný software pro trénink i pro testování výsledků, což může nadhodnocovat přínosy (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kritici poukázali na to, že jemné pohyby očí během tréninku mohly napodobovat rozšíření zorného pole: pacienti se naučili provádět drobné sakády do slepé strany, takže vizuální stimuly byly viděny, i když se skotom ve skutečnosti nezmenšil (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Novější randomizované studie přijaly přísnější kontroly. Multicentrická studie z roku 2021 u hemianopsie vyvolané cévní mozkovou příhodou využila 6 měsíců domácího tréninku. Pacienti prováděli úkoly rozlišování pohybu ve svém zorném poli. Léčená skupina zaznamenala velmi malá zlepšení (~0,6–0,8 dB v citlivosti zorného pole), která nebyla významně větší než změny v kontrolní skupině (www.sciencedirect.com) (www.sciencedirect.com). To naznačuje, že běžný trénink v slepém zorném poli nebyl při zvětšování defektu o nic lepší než kontrolní skupina (trénink ve viditelném zorném poli).
Ne všechny studie však byly negativní. Nová studie (květen 2025) využívající personalizovaný program zrakové diskriminace ve virtuální realitě prokázala jasné přínosy. Pacienti po cévní mozkové příhodě, kteří používali VR náhlavní soupravu po dobu 12 týdnů, měli významně více oblastí se zlepšenou citlivostí (o ≥6 dB) ve srovnání s kontrolní skupinou bez tréninku (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Standardní perimetrií se trénovaní pacienti zlepšili o ~0,7–1,2 dB ve svém postiženém poli, zatímco kontroly měly v podstatě nulovou změnu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tyto zisky se promítly do statisticky a klinicky lepších výsledků zorného pole. To naznačuje, že intenzivní, na míru šitý trénink může skutečně posílit zrakovou citlivost při chronické ztrátě zorného pole.
Další práce využívající audio-VEP biofeedback (zmíněný výše) také nalezla povzbudivé, ale předběžné výsledky. V nekontrolované pilotní studii krátký kurz sluchové zpětné vazby řízené VEP zlepšil zrakovou ostrost a zhruba ztrojnásobil amplitudu VEP signálu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). I když je důkazů stále málo, tyto studie naznačují, že pečlivě navržený trénink může vést k měřitelným korovým zlepšením.
Velikosti efektů a kontroverze
Je důležité nastavit očekávání. I když trénink vykazuje statisticky významné efekty, velikost zlepšení je obvykle mírná. Typické jsou změny zrakového prahu (v decibelech kontrastu) menší než 1 dB (www.sciencedirect.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Pro kontext, zisk 1 dB v zorném poli Humphreyho je sotva znatelný a variabilita test-retest může být podobná. Také, mnoho studií hlásí pouze krátkodobé zisky ihned po tréninku. Velmi málo z nich má dlouhodobé sledování, takže nevíme, jak trvanlivé jsou tyto efekty. Pacienti jsou často ponecháni, aby pokračovali v cvičeních neomezeně, aby si udrželi jakýkoli přínos.
Kontroverze se soustředí na to, zda naměřená zlepšení odrážejí skutečné nervové zotavení nebo jiné faktory. Kritici varují, že některé zisky mohou být způsobeny lepší stabilitou fixace nebo efekty tréninku na testech. Jak bylo uvedeno, pečlivé studie zjistily, že trénink založený na mozku často selhává při obnově zorného pole, pokud je poloha oka přísně kontrolována (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Stručně řečeno, zatímco percepční učení je slibné, důkazy jsou smíšené. Některé vysoce kvalitní studie ukazují malé, ale reálné přínosy (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), ale jiné nenacházejí žádnou odezvu na simulovaný trénink (www.sciencedirect.com).
Korová kompenzace vs. retinální zotavení
Klíčovým rozdílem je, zda trénink vede k korové kompenzaci nebo skutečnému zotavení nervových buněk oka. Skutečné zotavení by znamenalo, že poškozené retinální ganglionové buňky nebo vlákna zrakového nervu se regenerují nebo znovu spojí, což je biologicky nepravděpodobné. Dospělý lidský zrakový nerv má prakticky nulovou schopnost regenerovat ztracené neurony. Proto většina odborníků předpokládá, že jakékoli zrakové zisky z tréninku jsou způsobeny změnami na úrovni mozku.
Například optická koherentní tomografie (OCT) dokáže měřit tloušťku vrstev retinálních nervových vláken a ganglionových buněk. Téměř všechny studie zrakového tréninku neukazují žádné významné zvýšení těchto tlouštěk (a žádné nové axony), což zdůrazňuje, že poškození nervu zůstává. Zajímavě, jedna malá studie zaznamenala mírné ztluštění v částech makuly po tréninku ve virtuální realitě (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov), ale toto je výjimečné a může být způsobeno variabilitou měření nebo přechodnými změnami v tkáni. Obecně je bezpečnější předpokládat, že zrakový systém lépe využívá zbytkové signály, spíše než skutečně regeneruje tkáň.
Naopak, korová kompenzace znamená, že mozek převažuje a reorganizuje své stávající vstupy. Trénink by mohl aktivovat zachované nervové okruhy nebo zvýšit citlivost ve vyšších zpracovatelských oblastech. Například, jak jedna studie pozorovala, oblasti zrakové kůry, které i přes slepotu stále slabě reagovaly – takzvaná „nervová rezerva“ – byly přesně tam, kde došlo ke zlepšení zorného pole po tréninku (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Jinými slovy, pokud mozek již měl v slepé skvrně nějakou deaktivovanou, ale obnovitelnou aktivitu, trénink většinou tuto latentní odezvu zesílil. Jakékoli mírné rozšíření vnímaných polí je proto často způsobeno těmito intrakortikálními úpravami, nikoli hojením sítnice.
Monitorování mozkových změn: fMRI a VEP biomarkery
Protože rozlišení změn na úrovni mozku od změn na sítnici je klíčové, výzkumníci používají objektivní biomarkery. Dva hlavní nástroje jsou funkční MRI (fMRI) a zrakové evokované potenciály (VEP).
-
Funkční MRI: Toto neinvazivní skenování mozku měří změny průtoku krve, když je zraková kůra aktivní. U glaukomu a dalších stavů může fMRI mapovat „retinotopii“, odhalující, které části kůry reagují na kterou část zorného pole. Studie použily fMRI k potvrzení, že signály V1 klesají ve skotomech a k detekci jemné remodelace (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). V rehabilitačním kontextu může fMRI ukázat, zda trénink stimuluje větší korovou aktivitu. Například jedna studie zjistila, že pacienti, kteří měli ve svém slepém poli takzvanou „nervovou rezervu“ (korové reakce bez vědomého vidění), vykazovali největší zisky po tréninku (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). To znamená, že fMRI by mohlo nakonec předpovědět, kdo bude mít z terapie prospěch: oblasti, které se rozsvítí na fMRI, i když si pacient není vědom vidění, by mohly být zralé pro zlepšení tréninkem.
-
Zrakové evokované potenciály: VEPy jsou skalpová EEG záznamy elektrické odezvy mozku na záblesky nebo vzory. Přímo měří sílu a načasování korové odezvy. V praxi je prezentována šachovnice nebo záblesk a elektrody zaznamenávají charakteristickou vlnu P100 ~100 ms po stimulu. Větší amplituda nebo kratší latence obecně znamená silnější korové zpracování. Tréninkové studie ukázaly, že tyto míry se mohou zlepšit. Například nedávná pilotní studie využívající zpětnou vazbu řízenou VEPem uvedla, že amplituda P100 se po tréninku zhruba ztrojnásobila, což odpovídalo ziskům ve zrakové ostrosti (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tento typ změny silně naznačuje korové učení. Protože jsou VEPy objektivní a kvantitativní, slouží jako užitečný biomarker: pokud zrakový trénink zvyšuje amplitudu VEP, naznačuje to skutečnou nervovou plasticitu ve zrakových drahách.
Kombinací těchto metod s očním zobrazováním (OCT) a standardními testy zorného pole mohou klinici oddělit korovou adaptaci od jakékoli retinální anomálie. Například, pokud po měsících tréninku zůstanou OCT vrstvy pacienta nezměněny, ale jejich VEP a fMRI reakce jsou silnější, to poukazuje na plasticitu na úrovni mozku.
Závěr
Souhrnně řečeno, korová plasticita existuje i u dospělých s poškozením zrakového nervu, ale její účinky jsou omezené. Zobrazování mozku ukazuje, že pacienti s glaukomem si zachovávají z velké části stabilní zrakovou mapu, s pouze lokálními posuny receptivních polí a změnami amplitudy (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Percepční trénink může tuto plasticitu využít: v některých případech pečlivě navržená cvičení zvýšila zrakovou citlivost a ostrost, pravděpodobně zlepšením korového zpracování. Výsledky klinických studií jsou však smíšené. Mnoho studií ukazuje pouze nepatrná zlepšení (často v rámci šumu měření) a některé z počátečního nadšení byly utlumeny přísnými kontrolami (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.sciencedirect.com).
Klíčové je, že jakékoli zlepšení pozorované tréninkem by nemělo být zaměňováno za skutečnou opravu zrakového nervu. Současné důkazy naznačují, že zrakové zisky pocházejí z toho, že se mozek učí využívat zbývající signály, nikoli z opětovného růstu retinálních buněk. Pro sledování těchto změn výzkumníci používají neurozobrazování a elektrofyziologii (fMRI, VEP) spolu s očními vyšetřeními. Tyto biomarkery mohou dokumentovat korovou reorganizaci, která je základem jakýchkoli funkčních zisků.
Pro pacienty je zpráva opatrným optimismem. Mozek se může do určité míry adaptovat a systematická zraková cvičení mohou přinést malé výhody pro zbytkový zrak. Přesto se jedná o vylepšení stávajícího vstupu, nikoli o léky. Pochopení a využití korové plasticity je aktivní oblastí výzkumu. Budoucí terapie mohou integrovat trénink řízený zobrazováním nebo biofeedback s uzavřenou smyčkou k maximalizaci přirozené adaptace mozku, ale prozatím by se jakýkoli takový přístup měl považovat za doplněk standardní oční péče, nikoli za náhradu.