Įvadas
Glaukoma ir kitos regos nervo ligos palaipsniui naikina akies nervines ląsteles, sukeldamos regos lauko praradimą. Nors pacientai dažnai nepastebi lėtai plintančių aklųjų zonų, mokslininkai svarsto, ar smegenys gali prisitaikyti ir naudoti likusį regėjimą. Kitaip tariant, ar žievės plastiškumas (smegenų gebėjimas persitvarkyti) ir suvokimo mokymasis gali padėti kompensuoti regos nervo pažeidimą? Šis klausimas yra aktyviai tiriamas. Smegenų tyrimai rodo, kad glaukoma ne tik naikina tinklainės ganglijines ląsteles, bet ir sukelia pokyčius visame regos kelyje (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Mokslininkai nustatė, kad glaukomai progresuojant, regos žievės (smegenų sritis, atsakinga už regėjimą) aktyvumas atitinkamuose regos lauko regionuose mažėja (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Vis dėlto bendras regėjimo žemėlapis smegenyse dažnai išlieka nepakitęs (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Įdomu tai, kad daugelis glaukomos pacientų menkai suvokia savo akląsias zonas. Manoma, kad šis suvokimo užpildymas – kai smegenys „užpildo“ trūkstamą periferinę informaciją – atspindi neuroninį kompensavimą. Pavyzdžiui, vienas smegenų tyrimas parodė, kad glaukomos pacientai (net ir su dideliu regos lauko praradimu) greitai nepajusdavo savo regos praradimo, nes jų smegenys efektyviai maskavo arba „užpildė“ pažeistas sritis (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie duomenys rodo, kad suaugusiųjų regos žievė išlaiko tam tikrą plastiškumą net ir po ilgalaikės akių ligos (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Žievės reorganizacija sergant glaukoma
Glaukoma naikina tinklainės ganglijines ląsteles ir jų aksonus regos nerve. Tyrimai su autopsija ir gyvūnais rodo, kad glaukoma taip pat sukelia „aukštesniojo lygio“ pažeidimus: šoninio kelinio branduolio (smegenų relės) suplonėjimą ir net neuronų praradimą pirminėje regos žievėje (V1) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). In vivo fMRI tyrimai su žmonėmis, sergančiais glaukoma, patvirtina tai: V1 aktyvumo stiprumas koreliuoja su regos lauko jautrumo praradimu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Vienas pagrindinis tyrimas parodė, kad V1 sritys, atitinkančios akląsias regos lauko dalis, turėjo mažesnius kraujo-deguonies signalus, tiksliai atspindinčius akies jautrumo praradimą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Trumpai tariant, akių pažeidimas atsispindi silpnesniuose žievės atsakuose ten, kur nebėra nervinio impulso.
Kita vertus, regos žievės išdėstymas sergant glaukoma dažnai atrodo iš esmės normalus. Vienas naujausias fMRI tyrimas parodė, kad didžiojo masto retinotopinė organizacija (kuri smegenų dalis atitinka kurią regėjimo dalį) iš esmės išliko nepakitusi glaukomos pacientams (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Net ir esant periferinio lauko praradimui, grubus žemėlapis nuo centrinio iki tolimo regėjimo išliko teisinga tvarka (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tačiau pasikeitė smulkios vietinės savybės: receptyviniai laukai ankstyvosiose regos srityse linko pasislinkti ir kartais išsiplėsti link nepaliestų regionų (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kitaip tariant, neuronai, esantys šalia skotomos (aklosios zonos), kartais pradėjo reaguoti į artimas matomas sritis. Šie subtilūs pokyčiai rodo, kad suaugusiųjų regos žievėje yra lokalus plastiškumas (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Svarbu tai, kad šių pRF (populiacijos receptyvinio lauko) pokyčių laipsnis koreliavo su ligos sunkumu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), kas reiškia, kad progresuojanti glaukoma skatina didesnę žievės adaptaciją.
Apibendrinant, glaukomos vaizdiniai tyrimai rodo, kad regos smegenys išties keičiasi, kai akys pažeidžiamos: žievės aktyvumas sumažėja prarastuose lauko regionuose, o šalia skotomų atsiranda nedidelis perskirstymas (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šis persitvarkymas gali padėti paaiškinti, kodėl daugelis pacientų nežino apie ankstyvą regos lauko praradimą – smegenys „užpildo“ informaciją ir maskuoja defektą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tačiau pokyčiai yra riboti. Dauguma tyrimų rodo, kad suaugusiųjų V1 dramatiškai neperrašo savo žemėlapio: bendra organizacija išlieka, o neuronai staiga neatstato prarasto impulso.
Suvokimo mokymasis ir regėjimo treniruotės
Suvokimo mokymasis reiškia sistemingą regos užduočių praktiką, kuri gali pagerinti suvokimo gebėjimus. Medicinoje kuriami specializuoti regėjimo mokymo programos, siekiant padėti pacientams, turintiems regos lauko defektų (nuo glaukomos, insulto ar geltonosios dėmės ligos), maksimaliai išnaudoti likusį regėjimą. Šios programos dažnai naudoja kompiuterinius ar virtualios realybės pratimus, kurių metu pacientai pakartotinai atskiria modelius aklosiose arba šalia jų esančiose srityse. Idėja yra sustiprinti bet kokius silpnus signalus ir išmokyti smegenis geriau juos aptikti.
Išbandytos kelios mokymo platformos. Pavyzdžiui, viena komercinė sistema („NovaVision“ „Regėjimo atkūrimo terapija“) reikalauja, kad vartotojai kasdien atliktų valandų trukmės regos pratimus, nukreiptus į aklųjų laukų kraštus. Kiti metodai naudoja kontrasto modelius, Gabo lopinius arba judesio stimulus virtualios realybės ausinėse. Yra net biofeedbacko prietaisų, kurie smegenų signalus (pvz., VEP) paverčia garsais, kad pacientai galėtų realiu laiku „reguliuoti“ savo smegenų atsakus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Klinikinių tyrimų įrodymai
Nepaisant entuziazmo, griežti tyrimai davė nevienareikšmių rezultatų. Ankstyvi entuziastingi pranešimai apie didelius lauko patobulinimus sulaukė kritikos. Vienas žymus apžvalginis tyrimas pažymėjo, kad kompiuterinio mokymo pradininkai pranešė apie dramatiškus patobulinimus (kai kurie pacientai atgavo dešimtis regos lauko laipsnių). Tačiau, atlikus nepriklausomus, kontroliuojamus tyrimus, šie patobulinimai išnyko (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Vienoje analizėje, po mokymo atlikta perimetrija su kruopščia fiksacija parodė jokio reikšmingo regos lauko pagerėjimo, nepaisant subjektyvaus pacientų geresnio regėjimo pojūčio (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Iš esmės, pradiniai tyrimai dažnai naudojo tą pačią programinę įrangą mokymui ir rezultatų vertinimui, o tai gali pervertinti naudą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kritikai atkreipė dėmesį, kad subtilūs akių judesiai treniruočių metu galėjo imituoti lauko išsiplėtimą: pacientai išmoko atlikti mažus sakadus į akląją pusę, todėl regos stimulai buvo matomi, nors skotoma iš tikrųjų nesumažėjo (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Naujesni atsitiktinių imčių tyrimai taikė griežtesnes kontrolės priemones. 2021 m. daugiacentris tyrimas, skirtas insulto sukeltai hemianopijai, naudojo 6 mėnesių trukmės mokymą namuose. Pacientai atliko judesio atskyrimo užduotis savo regos lauke. Gydytoji grupė pastebėjo labai nedidelius pagerėjimus (~0,6–0,8 dB regos lauko jautrumo), kurie nebuvo žymiai didesni nei kontrolinės grupės pokyčiai (www.sciencedirect.com) (www.sciencedirect.com). Tai rodo, kad įprastas mokymas aklajame lauke nebuvo geresnis už kontrolinį (mokymas matomame lauke) didinant defektą.
Tačiau ne visi tyrimai buvo neigiami. Naujas tyrimas (2025 m. gegužės mėn.), naudojantis personalizuotą virtualios realybės regos diskriminacijos programą, parodė aiškią naudą. Insulto pacientai, 12 savaičių naudojantys VR ausines, turėjo žymiai daugiau pagerėjusios jautrumo sričių (≥6 dB) lyginant su kontroline grupe be mokymo (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Standartine perimetrija apmokyti pacientai pagerėjo ~0,7–1,2 dB paveiktoje srityje, o kontrolinėje grupėje pokyčių iš esmės nebuvo (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie patobulinimai lėmė statistiškai ir kliniškai geresnius lauko balus. Tai rodo, kad intensyvus, pritaikytas mokymas iš tiesų gali sustiprinti regos jautrumą esant lėtiniam lauko praradimui.
Kiti darbai, naudojantys garso-VEP biofeedbacką (minėtą aukščiau), taip pat parodė džiuginančius, bet preliminarius rezultatus. Nekontroliuojamo pilotinio tyrimo metu, trumpas VEP valdomo garsinio grįžtamojo ryšio kursas pagerino regos aštrumą ir apytiksliai patrigubino VEP signalo amplitudę (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Nors įrodymų vis dar trūksta, šie tyrimai rodo, kad kruopščiai suprojektuotas mokymas gali paskatinti išmatuojamus žievės patobulinimus.
Poveikio dydis ir ginčai
Svarbu nustatyti lūkesčius. Net kai mokymas rodo statistiškai reikšmingus efektus, pagerėjimo dydis paprastai yra nedidelis. Pokyčiai, mažesni nei 1 dB regos slenksčio (kontrasto decibelais), yra tipiniai (www.sciencedirect.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kontekstui, 1 dB padidėjimas Humphrey regos lauke yra sunkiai pastebimas, o pakartotinio testavimo kintamumas gali būti panašus. Be to, daugelis tyrimų praneša tik apie trumpalaikius patobulinimus iškart po mokymo. Labai nedaugelis turi ilgalaikius stebėjimus, todėl nežinome, kiek patvarūs šie efektai. Pacientai dažnai paliekami tęsti pratimus neribotą laiką, kad išlaikytų bet kokią naudą.
Ginčai sukasi apie tai, ar išmatuoti patobulinimai atspindi tikrą neuronų atsigavimą ar kitus veiksnius. Kritikai įspėja, kad kai kurie patobulinimai gali būti dėl geresnio fiksacijos stabilumo ar praktikos efektų testuose. Kaip minėta, kruopštūs tyrimai parodė, kad smegenimis pagrįstas mokymas dažnai nepagerina regos lauko, kai akių padėtis yra griežtai kontroliuojama (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Trumpai tariant, nors suvokimo mokymasis teikia vilčių, įrodymai yra nevienareikšmiai. Kai kurie aukštos kokybės tyrimai rodo nedidelę, bet realią naudą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), tačiau kiti neranda jokio atsako į apgaulingą mokymą (www.sciencedirect.com).
Žievės kompensacija ir tinklainės atsistatymas
Pagrindinis skirtumas yra tas, ar mokymas veda prie žievės kompensacijos, ar prie faktinio akies nervinių ląstelių atsigavimo. Tikras atsigavimas reikštų, kad pažeistos tinklainės ganglijinės ląstelės ar regos nervo skaidulos regeneruojasi ar vėl susijungia, o tai biologiškai mažai tikėtina. Suaugusio žmogaus regos nervas praktiškai neturi gebėjimo atkurti prarastų neuronų. Todėl dauguma ekspertų mano, kad bet kokie regos pagerėjimai dėl mokymo atsiranda dėl smegenų lygio pokyčių.
Pavyzdžiui, optinė koherentinė tomografija (OCT) gali išmatuoti tinklainės nervinių skaidulų ir ganglijinių ląstelių sluoksnių storį. Beveik visi regėjimo mokymo tyrimai rodo, kad šie storio rodikliai reikšmingai nepadidėja (ir neatsiranda naujų aksonų), pabrėžiant, kad nervo pažeidimas išlieka. Įdomu tai, kad vienas nedidelis tyrimas pranešė apie nedidelį geltonosios dėmės dalių pastorėjimą po virtualios realybės mokymo (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov), tačiau tai yra išimtis ir gali būti dėl matavimo kintamumo ar trumpalaikių audinių pokyčių. Apskritai, saugiau manyti, kad regos sistema geriau išnaudoja likusius signalus, o ne iš tiesų regeneruoja audinius.
Priešingai, žievės kompensacija reiškia, kad smegenys perskirsto ir reorganizuoja esamus įvesties signalus. Mokymas gali aktyvuoti išsaugotas neuronų grandines arba padidinti jautrumą aukštesnėse apdorojimo srityse. Pavyzdžiui, kaip pastebėjo vienas tyrimas, regos žievės sritys, kurios vis dar silpnai reagavo nepaisant aklumo – vadinamasis „neuronų rezervas“ – buvo būtent tos, kuriose po mokymo įvyko regos lauko pagerėjimai (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kitaip tariant, jei smegenys jau turėjo tam tikrą neveiklų, bet atkuriamą aktyvumą aklajame taške, mokymas dažniausiai sustiprino tą latentinį atsaką. Todėl bet koks nedidelis suvokiamų laukų išsiplėtimas dažnai atsiranda dėl šių intrakortikalinių korekcijų, o ne tinklainės gijimo.
Smegenų pokyčių stebėjimas: fMRI ir VEP biomarkerai
Kadangi labai svarbu atskirti smegenų lygio pokyčius nuo tinklainės pokyčių, mokslininkai naudoja objektyvius biomarkerius. Du pagrindiniai įrankiai yra funkcinis MRT (fMRI) ir regos sukelti potencialai (VEP).
-
Funkcinis MRT: Šis neinvazinis smegenų skenavimas matuoja kraujo tėkmės pokyčius, kai aktyvi regos žievė. Sergant glaukoma ir kitomis ligomis, fMRI gali sudaryti „retinotopijos“ žemėlapį, atskleidžiantį, kurios žievės dalys reaguoja į kurią regos lauko dalį. Tyrimai naudojo fMRI, kad patvirtintų V1 signalų sumažėjimą skotomose ir aptiktų subtilų perskirstymą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Reabilitacijos kontekste, fMRI gali parodyti, ar mokymas skatina didesnį žievės aktyvumą. Pavyzdžiui, vienas tyrimas nustatė, kad pacientai, turintys vadinamąjį „neuronų rezervą“ (žievės atsakus be sąmoningo regėjimo) savo aklajame lauke, parodė didžiausius po mokymo pasiektus patobulinimus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tai reiškia, kad fMRI galiausiai galėtų numatyti, kam terapija bus naudinga: sritys, kurios švyti fMRI, net kai pacientas nesuvokia matymo, gali būti tinkamos mokymo pagerinimui.
-
Regos sukelti potencialai: VEP yra galvos odos EEG įrašai, atspindintys smegenų elektrinį atsaką į blyksnius ar modelius. Jie tiesiogiai matuoja žievės atsako stiprumą ir laiką. Praktiškai pateikiamas šachmatų lentos raštas ar blyksnis, o elektrodai užfiksuoja būdingą P100 bangą ~100 ms po stimulo. Didesnė amplitudė arba trumpesnis latentinis laikotarpis paprastai reiškia stipresnį žievės apdorojimą. Mokymo tyrimai parodė, kad šie matavimai gali pagerėti. Pavyzdžiui, neseniai atliktas pilotinis tyrimas, naudojantis VEP valdomą grįžtamąjį ryšį, pranešė, kad P100 amplitudė po mokymo apytiksliai patrigubėjo, lygiagrečiai gerėjant regos aštrumui (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tokio pobūdžio pokytis tvirtai rodo žievės mokymąsi. Kadangi VEP yra objektyvūs ir kiekybiniai, jie tarnauja kaip naudingas biomarkeris: jei regėjimo mokymas padidina VEP amplitudę, tai rodo realų nervinį plastiškumą regos keliuose.
Sujungdami šiuos metodus su akių vaizdavimu (OCT) ir standartiniais regos lauko tyrimais, klinicistai gali atskirti žievės adaptaciją nuo bet kokios tinklainės anomalijos. Pavyzdžiui, jei po kelių mėnesių mokymo paciento OCT sluoksniai nepakinta, bet jų VEP ir fMRI atsakai yra stipresni, tai rodo smegenų lygio plastiškumą.
Išvada
Apibendrinant, žievės plastiškumas egzistuoja net ir suaugusiems žmonėms, turintiems regos nervo pažeidimą, tačiau jo poveikis yra ribotas. Smegenų vaizdavimas rodo, kad glaukomos pacientai išlaiko iš esmės stabilų regėjimo žemėlapį, su tik vietiniais receptyvinių laukų poslinkiais ir amplitudės pokyčiais (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Suvokimo mokymas gali išnaudoti šį plastiškumą: kai kuriais atvejais kruopščiai suprojektuoti pratimai padidino regos jautrumą ir aštrumą, tikėtina, pagerindami žievės apdorojimą. Tačiau klinikinių tyrimų rezultatai yra nevienareikšmiai. Daugelis tyrimų rodo tik nedidelius pagerėjimus (dažnai bandymo triukšmo ribose), o ankstyvasis entuziazmas buvo sumažintas griežtos kontrolės dėka (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.sciencedirect.com).
Svarbiausia, bet koks pagerėjimas, pastebėtas treniruočių metu, neturėtų būti klaidingai suprastas kaip tikras regos nervo atstatymas. Dabartiniai įrodymai rodo, kad regos pagerėjimas atsiranda dėl to, kad smegenys išmoksta naudoti likusius signalus, o ne dėl tinklainės ląstelių ataugimo. Norėdami stebėti tokius pokyčius, mokslininkai naudoja neurovaizdavimą ir elektrofiziologiją (fMRI, VEP) kartu su akių tyrimais. Šie biomarkerai gali dokumentuoti žievės reorganizaciją, kuri yra bet kokio funkcinio pagerėjimo pagrindas.
Pacientams žinutė yra atsargus optimizmas. Smegenys gali tam tikru mastu prisitaikyti, o sistemingi regėjimo pratimai gali duoti nedidelę naudą likusiam regėjimui. Tačiau tai yra esamo įvesties sustiprinimas, o ne išgydymas. Žievės plastiškumo supratimas ir išnaudojimas yra aktyvi tyrimų sritis. Ateities terapijos gali integruoti vaizdavimu valdomą mokymą arba uždaro ciklo biofeedbacką, siekiant maksimaliai padidinti smegenų natūralų prisitaikomumą, tačiau kol kas bet koks toks požiūris turėtų būti vertinamas kaip papildoma priemonė prie standartinės akių priežiūros, o ne jos pakaitalas.