Ганглиозные клетки вернут зрение при поражениях сетчатки – все о зрении

Сетчатка глаза, врожденные и приобретенные аномалии, диагностика

Чувствительная тончайшая оболочка глаза – сетчатка – по сути, нервная ткань, прослойка внутри глазного яблока, являющаяся основной составляющей в обеспечении зрения.

Структура сетчатки насчитывает десять слоев, где расположены нейроны, а также кровеносные сосуды и клетки, обеспечивающие их функционирование и процессы обмена.

Основные ее функции, обеспечение центрального и периферического зрения, осуществляются с помощью специальных фоторецепторов (палочек и колбочек), переводящих световые волны в электрические импульсы, и следующих клеток зрительного пути – биполярных и ганглиозных, тоже находящихся в сетчатке.

Центральное зрение необходимо для четкого видения изображений объектов, предметов вдалеке и на среднем расстоянии от места нахождения человека, позволяет работать, читать и рассматривать все вблизи.

Периферическим зрением обеспечивается ориентация в пространстве.

Присутствие колбочек трех видов, способных воспринимать световые волны разной длины, делает возможным улавливание различных цветов, оттенков.

Особенности строения

В сетчатке глаза выделяют три части: оптическую, чувствительную к свету; ресничную; радужковую. Ее радужковая и ресничная части не являются функциональными и насчитывают только по два слоя клеток. Сетчатку глаза считают частью мозга, вынесенной на периферию.

Она состоит из десяти слоев:

• Волокон зрительного нерва
• Внутреннего плексиформного
• Наружного плексиформного
• Внутреннего нуклеарного
• Наружного нуклеарного
• Фоторецепторов (палочек и колбочек)
• Пигментного
• Внутренней пограничной мембраны
• Наружной пограничной мембраны
• Ганглиозных клеток

Восприятие света обеспечивается работой двух типов фоторецепторов, насчитывающих более ста миллионов палочек и до семи миллионов колбочек, получивших название благодаря своеобразной форме. Каждый вид колбочек содержит один пигмент: он может быть сине-голубым, зеленым или красным. Колбочки обеспечивают важную функцию сетчатки глаза – цветоощущение.

Палочки содержат светочувствительный белок родопсин, зрительный пигмент, поглощающий часть светового спектра в диапазоне красных лучей. В связи с этим они функционируют преимущественно ночью, а колбочки в светлое время суток. В сумерках в определенном режиме работают все рецепторы.

Концентрация фоторецепторов в разных областях сетчатки неодинакова: больше всего колбочек сосредоточено в небольшом углублении на сетчатке, фовеа, которое обеспечивает четкое центральное изображение.

По направлению к периферии их плотность уменьшается. В зоне фовеа отсутствуют палочки, максимальное скопление которых наблюдается в кольце вокруг нее и также уменьшается по направлению к периферии.

Что влияет на качество зрения

Зрение – сложнейший процесс.

Первые нервные клетки, фоторецепторы, в результате сложных химических превращений трансформируют световые сигналы в импульсы, далее передающиеся по зрительному пути через его второе (биполярные клетки) и третье (ганглиозные клетки) звено.

Длинные отростки нейронов третьего звена, аксоны (их более миллиона), собирают информацию с поверхности сетчатки, объединяются и формируют зрительный нерв, несущий эту информацию дальше, приводя в конечном итоге к головному мозгу.

Разрешающая способность зрения будет выше при меньшем количестве рецепторов, соединяющихся с последующей биполярной клеткой, которая контактирует в свою очередь с ганглиозной.

Например, одна колбочка в фовеа имеет соединение с двумя ганглиозными клетками, а в периферических частях сетчатки большое число палочек и некоторые из колбочек связываются с малым числом биполярных клеток.

Еще меньше соединений у них с ганглиозными клетками, от которых аксоны доносят информацию до головного мозга.

Следовательно, высокая концентрация колбочек в макулярной зоне обеспечивает качественное зрение, а палочки периферических отделов делают возможным периферическое зрение.

Связь между нейронами сетчатки обеспечивается благодаря двум типам нервных клеток: горизонтальных клеток наружного плексиформного слоя и амакриновых клеток внутреннего плексиформного слоя.

Диск (головка) зрительного нерва находится в четырех миллиметрах от фовеа в носовой половине сетчатки.

В нем отсутствуют фоторецепторы, поэтому в поле зрения есть слепая зона, соответствующая месту его проекции.

Толщина сетчатки неодинакова на разных участках: в центральной части (в районе фовеа) она очень тонкая, и более утолщенная – в месте нахождения диска зрительного нерва.

В нескольких зонах – по краю макулярной области, у зрительного нерва, вдоль зубчатой линии – сетчатка прочно крепится к сосудистой оболочке.

На других участках соединение рыхлое, что объясняет высокую вероятность отслойки сетчатки именно в этих местах.

Питание внутренних шести слоев сетчатки осуществляется от ее центральной артерии, а четырех наружных – из хориокапиллярного слоя сосудистой оболочки.

Диагностика заболеваний сетчатки глаза

Для выявления заболеваний сетчатки глаза, по данным сайта МГКЛ.РУ, применяют следующие методы:

• Исследование цветовых порогов и цветоощущения
• Определение остроты зрения
• Оценка функции макулярной зоны
• Офтальмоскопия
• Комплекс электрофизиологических исследований (ЭФИ)
• Оптическая когерентная томография (выявляет качественные изменения сетчатки глаза, их выраженность)
• Флуоресцентная ангиография (исследование глазного дна для выявления патологических изменений сосудов сетчатки)
• Периметрия (определение выпадений в поле зрения)
• Фотографирование глазного дна (для проведения последующих наблюдений и регистрации изменений в дальнейшем)

Врожденные аномалии и приобретенные изменения сетчатки глаза

К врожденным аномалиям развития сетчатки глаза относят:

• Альбинотическое глазное дно
• Колобому сетчатки
• Миелиновые волокна сетчатки

Приобретенные изменения:

• Отслойка сетчатки
• Ретинит
• Берлиновское помутнение сетчатки (наблюдается при травмах глаз)
• Ретиношизис
• Нарушенный кровоток в артериях и венах сетчатки
• Кровоизлияния – интраретинальные, преретинальные, субретинальные
• Ретинопатия при основном заболевании (сахарном диабете, болезнях крови, артериальной гипертензии)
• Факоматозы
• Очаговая пигментация сетчатки

Основным симптомом, сигнализирующим о повреждении сетчатки, является ухудшение зрения. Повреждение центральной части сетчатки приводит к резкому снижению остроты зрения и даже к полной потере центрального зрения. Если не задеты периферические отделы сетчатки, периферическое зрение не пострадает.

Когда повреждение не захватывает центральной области сетчатки, то оно длительное время не замечается, поскольку протекает без ухудшения зрения и обнаруживается лишь при проверке периферического зрения.

Если повреждение сетчатки на периферии обширное, то наблюдается выпадение из поля зрения некоторых участков, снижается способность ориентироваться при низкой освещенности, изменяется восприятие цветового спектра.

Источник: http://mindbrain.ru/2015/06/23/3750.html

Искусственная сетчатка поможет вернуть зрение

Научные работники института RIKEN разработали уникальную методику лечения наследственных дегенеративных заболеваний глаз, которые в большинстве случаев приводят к полной потере зрения. Ученые предлагают вводить искусственные клетки сетчатки, которые стабилизируют зрение и помогут предотвратить слепоту.

Искусственные клетки сетчатки планируется создавать в лабораторных условиях из стволовых клеток, стоит отметить, что эти клетки вызывают наибольший интерес со стороны исследователей, поскольку только стволовые клетки показали максимальную скорость по воссозданию тканей или клеток в среде, в которую их поместили.

Ученые рассматривают стволовые клетки как способ лечения самых разных заболеваний, и потеря зрения не стала исключением.

Специалисты провели ряд экспериментов на обезьянах – животным с плохим зрением пересаживали клетки сетчатки из стволовых клеток человека, специально выращенные в лаборатории.

Через определенный промежуток времени исследователи установили, что у приматов хорошо прижились человеческие клетки, а зрение у животных постепенно начало улучшаться.

У обезьян с врожденным нарушением функционирования сетчатки глаза, ученые также отметили существенные улучшения после начала лечения.

В ходе работы было установлено, что синаптические связи между естественными и искусственными клетками сетчатки формируются не всегда и исследователи решили выяснить, по каким причинам происходит отторжение и можно ли воздействовать на формирование этих связей.

После того, как ученые найдут ответы на свои вопросы, можно будет говорить о внедрении новой технологии в офтальмологическую хирургическую практику.

По словам японских специалистов, новая технология лечения дегенеративных заболеваний глаз поможет людям с наследственными нарушениями, которые часто приводят к полной потере зрения. После того, как ученые досконально изучат принцип нового лечения, миллионы людей с низким зрением (или полностью его потерявшие) получат шанс на выздоровление.

Другая группа ученых из австралийского университета предложила восстанавливать зрение при помощи специально разработанной зрительной системы, передающей сигналы прямо в головной мозг.

Австралийские разработчики пояснили принцип действия так называемого бионического глаза: в различные участки головного мозга вживляются небольшие пластины, которые обрабатывают сигналы получаемые с внешней камеры, встроенной в специальные очки.

Сигнал с камеры посылается на пластины внутрь головного мозга, где и создается приблизительное изображение, специалисты отмечают, что люди с искусственной зрительной системой смогут видеть практически также, как люди с нормальным зрением.

Стоит отметить, что у людей со здоровым зрением воспроизводится изображение в 1,5 миллиона пикселей, в то время как новая зрительная система способна передавать только 500 пикселей.

Сейчас система австралийских специалистов находится еще на этапе разработки, но ученые уже приступили к поиску добровольцев, которые примут участие в клинических испытаниях.

Источник: https://ilive.com.ua/news/iskusstvennaya-setchatka-pomozhet-vernut-zrenie_96903i15817.html

Протез сетчатки – надежда для слепых

Двое исследователей из медицинского колледжа Вейлл Корнелл (Weill Cornell) расшифровали нейронный код сетчатки мыши и использовали полученную информацию для создания протеза, чтобы восстановить зрение у слепой мыши. Исследователи утверждают, что они также «раскусили» код сетчатки обезьяны, который очень схож с человеческим, и надеются, что им быстро удастся разработать и протестировать устройство, которое смогут использовать слепые.

Это достижение, опубликованное в журнале «Известия Национальной Академии Наук США», указывает на огромное продвижение вперед в решении проблемы восстановления зрения.

Обычные протезы обеспечивают слепых пациентов малыми световыми потоками для ориентировки в пространстве. Новейшее устройство раскрывает код на пути к восстановлению зрения.

Этот код настолько точен, что позволяет разглядеть черты лица человека, а животные могут уследить за движущимися объектами.

Главный исследователь проекта, нейробиолог-теоретик доктор Шейла Ниренберг надеется, что придет день, когда слепые смогут выбрать себе защитные очки, подобные тем, что использовались в американском телешоу «Звездный путь». Камера в таких очках будет снимать изображение и использовать компьютерный чип для превращения его в код, который мозг затем преобразует в зрительный образ.

«Сейчас – чудесное время.

Мы можем сделать так, чтобы сетчатка мыши стала «видеть», и продвигаемся как можно быстрее в направлении «видения» сетчатки человека», – говорит профессор факультета физиологии и биофизики, а также института теоретической биомедицины в Вейлл Корнелл доктор Ниренберг. Соавтором исследования также является доктор Четан Пандаринаф, который сейчас работает научным сотрудником в Стэнфордском университете.

Этот новый научный подход сулит надежду 25 миллионам человек во всем мире, у которых слепота вызвана заболеваниями сетчатки.

Поскольку терапия лекарственными средствами помогает только небольшой части таких больных, протезные устройства являются наилучшим решением, чтобы попытаться вернуть зрение у таких пациентов.

Как объяснила доктор Ниренберг, это первый протез, который обладает способностью обеспечить нормальное или близкое к нормальному зрение, потому что он включает в себя процесс кодирования.

Расшифровка кода

Нормальное зрение обеспечивается попаданием лучей света на фоторецепторы, находящиеся на поверхности сетчатки. «Электрическая цепь» сетчатки преобразует затем полученные сигналы от фоторецепторов в последовательность (код) нервных импульсов.

Полученные импульсы пересылаются после этого в мозг ретинальными клетками вывода сигнала, называемыми также клетками ганглия (или нервного узла). Мозг воспринимает эту последовательность нервных импульсов и преобразует её в понятный зрительный образ.

Слепота часто связана с заболеваниями сетчатки, при которых умирают фоторецепторы или разрушаются элементы «электрической цепи» – но, как правило, клетки вывода сигнала при таких заболеваниях не страдают.

Описанные выше протезы и работают за счет приведения в действие этих выживших клеток. В глаз больного имплантируются электроды, которые стимулируют клетки ганглия электрическим током. Однако эта процедура приводит к возникновению нечетких зрительных полей.

Многие ученые работают над тем, чтобы улучшить работоспособность, помещая как можно больше стимулирующих электродов в глазное яблоко пациента. Они надеются, что с увеличением числа стимуляторов увеличится количество активных клеток ганглия в поврежденной ткани и улучшится качество изображения.

Другие научные группы проводят испытания с использованием светочувствительных белков – как альтернативный подход к стимуляции клеток. Эти белки вводят в сетчатку с помощью генной терапии. Как только они оказываются в глазу, они могут одновременно быть нацелены на многие клетки ганглия.

Но, как указывает доктор Ниренберг, существует другой, решающий, фактор: «Необходимо не просто стимулировать огромное количество клеток, но стимулировать их правильной последовательностью-кодом, т.е. тем кодом, который сетчатка использует для передачи информации в мозг.»

Доктор Ниренберг доказала, что любая структура световых лучей, попадающих на сетчатку, должна быть преобразована в общую последовательность-код, т.е. в систему уравнений, преобразующих световые моделируемые изображения в электрические.

Исследователи пытаются найти код, который сможет работать для простых стимулирующих воздействий. «Мы знали, что он должен быть обобщенным, т.е.

работать с любыми объектами – лицами, ландшафтами и прочими объектами, которые обычно видит человек», – сказала доктор Ниренберг.

Зрение = чип + генная терапия

Они встроили систему математических уравнений в чип и соединили его с мини-проектором.

Чип-кодировщик, преобразует изображение, которое поступает в глаз в поток электрических импульсов, а затем мини-проектор преобразует их в световые импульсы.

Затем эти световые импульсы заставляют работать светочувствительные белки, размещенные в клетках ганглия, с целью передачи полученного кода в мозг.

Вся процедура была протестирована на лабораторной мыши. Исследователи сконструировали две протезных системы: одну, содержащую код, и другую – без кода. «Встраивание кода оказало сильнейшее влияние», – сказала доктор Ниренберг.

– «Оно повысило работоспособность системы до почти нормального уровня. Таким образом, на выходе системы имелось достаточно информации для преобразования изображений лиц людей, животных и почти всего, что мы пытались изучить.

»

В результате серий экспериментов ученые выяснили, что зрительные шаблоны, возникающие на сетчатке слепой мыши, очень близки к тем, которые образуются на сетчатке здоровой мыши.

«Есть два элемента, благодаря которым эта система работает», – сказала доктор Ниренберг. «Это – кодировщик, т.е. система уравнений, способная «подражать» преобразованиям на сетчатке для широкого спектра стимулирующих воздействий, включая обычные модели, – при этом создавая типичные наборы электрических импульсов. И – стимулятор (светочувствительный белок), пересылающий эти импульсы в мозг.»

Следующим шагом должно стать тестирование нового протеза сетчатки на людях. Оба доктора – Ниренберг и Пандаринаф – подали заявку на получение патента на протезную систему, зарегистрированную в Корнеллском университете.

Источник: Вейлл Корнелл Материал подготовлен: Theochem

Ученые из Баден-Вюртемберга разработали мини-чип, с помощью которого слепые смогут увидеть освещенные предметы. Метод уже был опробован на семи пациентах, которым чип был успешно вживлен под сетчатку. Один из них даже отказался удалить имплантант, как это было предусмотрено ранее.

https://www.youtube.com/watch?v=yH0AmA0livM

По словам доктора Вальтера Вробеля, директора фирмы Retina Implant GmbH из Ройтлингена, которая разработала этот чип, семеро слепых пациентов смогли с помощью имплантанта локализовать освещенные предметы. Правда, различать лица они еще не могут.

Как заявил Эберхарт Цреннер, главврач университетской глазной клиники Тюбингена, чип сможет помочь людям, которые ослепли по причине дегенерации сетчатки, увидеть «первые очертания».

Это означает, что примерно у 11% незрячих жителей Германии (а таковых насчитывается около 130 тыс.) вновь появилась надежда.

Цреннер пояснил, что речь идет об облегчении передвижения и ориентирования таких людей с помощью света. Чип позволит слепым, например, различать окна и лампы, распознавать, стоят ли они перед человеком или перед дверью.

Размеры мини-чипа – 3х3 мм, и он имеет толщину волоса. Имплантант состоит из 1500 фотодиодов со специальными схемами, позволяющими отрегулировать чип в соответствии с индивидуальными потребностями его носителя. Фотодиоды реагируют на свет и посылают ток на нервные окончания глаза. Следовательно, чип может работать лишь в том случае, если не нарушена связь между глазом и мозгом.

Поэтому он неэффективен, например, при глаукоме, заболеваниях зрительного нерва, отслоении сетчатки или при слепоте, наступившей вследствие несчастного случая. Однако ученые в настоящее время ведут работу над мини-чипом, который можно будет использовать и при возрастных заболеваниях сетчатки глаза. Это даст шанс частично вернуть зрение еще 15% слепых – лишь в Европе это около 6 млн.

человек.

Как утверждают создатели чипа, он способен на большее, чем было продемонстрировано в ходе эксперимента. Для того чтобы у слепых появилась возможность различать лица, в течение следующих лет должна быть улучшена возможность точной настройки взаимосвязи между имплантантом и нервными клетками. На это, по словам Вробеля, понадобится еще несколько лет.

Сайт управляется системой uCoz

Глаз. Сетчатка, Протез, Чип. Очки. Зрение » Технологии » Наука

Профессор биоинженерии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) Вентаи Лю (Wentai Liu), в течение двух десятилетий занимающийся исследованиями в этой области, создал прибор, который сам изобретатель называет «первым бионическим глазом для слепых ».

Официальное название изделия, представляющего собой протез сетчатки, — Argus II Retinal Prosthesis System. Группа специалистов, участвующих в проекте под руководством профессора, надеется, что их работа поможет пожилым людям, потерявшим зрение вследствие возрастных изменений или заболеваний, вызывающих разрушение светочувствительных рецепторов сетчатки глаза.

Центральным компонентом протеза является миниатюрный, но достаточно производительный чип, имплантируемый в сетчатку и замещающий сигналы поврежденных фоторецепторов собственными. Видеосигналы Argus II получает от миниатюрной камеры, встроенной в очки.

Точнее говоря, сначала данные камеры поступают на микрокомпьютер, закрепленный на запястье пациента, а после необходимой обработки они по беспроводному каналу связи передаются в чип, вживляемый в глаз.

Задача чипа — стимулировать нервные окончания электрическими импульсами, которые по глазному нерву поступают в зрительный участок коры головного мозга.

Как утверждается, пациенты с протезом Argus II получают способность читать тексты, набранные крупным шрифтом, различать объекты и их движение, даже видеть контуры и некоторые детали лиц.

Пока картинка далека от совершенства, поскольку искусственная сетчатка имеет разрешение всего 60 точек, ничтожное по сравнению с разрешением здорового глаза, но для людей, лишенных зрения, это невероятный прорыв.

Первым пациентом, принявшим участие в клинических испытаниях, стал семидесятилетний мужчина, в двадцатилетнем возрасте полностью потерявший зрение вследствие болезни.

В настоящее время команда исследователей UCLA тестирует еще два прототипа, которые имеют разрешение 256 и 1026 точек, надеясь вместить их в те же габариты, которые имеет первый вариант протеза. Со временем ученые рассчитывают добавить возможность цветного зрения и перенести камеру непосредственно в глаз.

Источники:
, ,

Следующие статьи

Комментариев пока нет!

Поделитесь своим мнением

Интересное:

Источник: http://zrenie100.com/razyasneniya-oftalmologa/protez-setchatki-nadezhda-dlya-slepyh.html

Регенерация нервных волокон позволит восстановить зрение

Исследование, проведенное впервые на мышах, показало, что визуальная стимуляция может помочь восстановить волокна зрительного нерва в поврежденных нейронах сетчатки глаза. В сочетании с медикаментозной нервной стимуляцией, регенерация аксонов проходила значительно быстрее, чем без таковой. У группы испытываемых мышей зрение было восстановлено частично, но уже это звучит многообещающе.

«Восстановление связи между нейронами в зрительной системе является одной из самых больших проблем для разработки регенеративной терапии при заболеваниях, ведущих к потере зрения», — сказал директор Национального Института Глаза в Америке, доктор медицинских наук Пауэр Сейвинг. «Это исследование показывает, что млекопитающие имеют гораздо большую способность к регенерации центральной нервной системы, чем это было известно ранее».

Как происходит передача визуальной информации?
Зрительный нерв необходим для передачи визуальной информации от светочувствительных нейронов сетчатки глаза к зрительному центру мозга.

Он представляет собой пучок нервных корешков, состоящий из более чем миллиона аксонов, причём каждый из них отходит от индивидуальной сетчатки ганглиозных клеток. Различные заболевания глаз, сопровождающиеся поражением зрительного нерва, такие как, например, глаукома, приводят к потере зрения из-за разрушения или повреждения этих аксонов.

У взрослых людей клетки зрительного нерва не способны к восстановлению, поэтому потеря зрения, связанная с повреждением зрительного нерва, как правило, необратима.

Описание эксперимента по восстановлению зрительных нервов

Во время исследования учёные специальным инструментом передавили у мышей зрительный нерв в задней области глазного яблока.

Затем подопытную группу мышей помещали в камеру на несколько часов в день в течение трех недель, где им показывали изображения с высокой контрастностью.

После эксперимента было выявлено, что у них произошло незначительное восстановление аксонов, но существенное по сравнению с теми мышами, которые не получали визуальную стимуляцию.

Ранее было выявлено, что увеличение активности белка mTOR способствует регенерации зрительного нерва. Тогда учёные задались вопросом: если сочетать визуальную стимуляцию с повышенной активностью mTOR, может ли такая терапия иметь синергетический эффект.

Для этих целей за две недели до пережатия зрительного нерва в одном глазу у мышей новой группы ученые провели генную терапию, цель которой — вызвать в ганглиозных клетках сетчатки гиперэкспрессию mTOR. После этого подопытной группе мышей была проведения визуальная стимуляция при помощи изображений с высокой контрастностью.

Через три недели ученые обнаружили более обширную регенерацию аксонов, которые выросли на 6 мм.

Воодушевленные этими результатами, исследователи снова увеличили mTOR-активность, но при этом ушили здоровый глаз, чтобы повысить визуальную нагрузку на глаз с пережатым зрительным нервом.

Такая комбинированная терапия с повышенной mTOR-активностью и с интенсивной зрительной стимуляцией привела к регенерации аксонов вниз по всей длине зрительного нерва и в различных зрительных центрах головного мозга.

«Мы увидели самый значительный рост аксонов в том случае, когда закрыли здоровый глаз, заставляя мышей смотреть только травмированным глазом», — сказал ведущий автор доклада Эндрю Губерман, кандидат медицинских наук и доцент кафедры Медицинской нейробиологии Стэнфордского университета. «Через три недели аксоны выросли на целых 12 миллиметров, что примерно в 500 раз быстрее, чем в случае с аксонами, не имевшими стимуляции mTOR». Доклад был опубликован в журнале Nature Neuroscience.

Визуальная функция глаза была частично восстановлена у подопытных мышей, получавших комбинированную терапию интенсивной визуальной и MTOR-стимуляции.

Исследователи использовали четыре теста для оценки четырех типов зрительного восприятия: способность отслеживать движущиеся объекты, зрачковый рефлекс, оценку расстояния, а также способность обнаруживать опасность или хищника — стимул, который обычно вызывает у мышей сигнал к бегству или замиранию в укрытии. Мыши, получавшие комбинированную терапию, показали намного лучший результат, чем животные из контрольной группы в двух из четырех тестов.

«Исследование показало поразительные результаты.Теперь мы имеем огромные перспективы для лечения дегенеративных заболеваний сетчатки глаза при помощи регенеративной медицины», — отметил Томас Гринвелл, программный директор отделения сетчатки глаза и исследований в области нейронаук при Национальном Институте Глаза.

В качестве будущих методов лечения, сохраняющих аксоны зрительного нерва, предполагается разработка фильтров для использования в виртуальной реальности, видеоиграх, телевизионных программах или очков, предназначенных для визуальной стимуляции.

Однако недостатком данного исследования является тот факт, что пережатие зрительного нерва не имитирует в полной мере типичные процессы, происходящие при заболеваниях или травмах, ведущих к слепоте.

Поэтому исследователи в настоящее время изучают влияние интенсивной зрительной стимуляции в мышиной модели глаукомы.

1420 просмотров

Источник: http://www.isramedportal.ru/news/regeneracija-nervnyh-volokon-pozvolit-vosstanovit-zrenie

Ученые частично восстановили зрение мышам с повреждением зрительного нерва

Поперечный срез зрительного нерва под микроскопом Librepath / Wikimedia Commons

Американским ученым удалось частично восстановить зрение мышей после повреждения зрительного нерва. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Neuroscience.

Сотрудники Калифорнийского университета в Сан-Диего, Университета штата Юта, Гарвардского и Стэнфордского университетов нанесли травму пережатием оптического нерва одного глаза подопытных мышей.

Окрашивание ганглионарных клеток сетчатки (ГКС), передающих информацию от светочувствительных клеток в мозг, показало, что практически все их аксоны, представляющие собой волокна зрительного нерва, доходят лишь до места повреждения.

В отсутствие терапевтических воздействий (контрольная группа) за три недели большинство ГКС погибали, что вызывало необратимую слепоту.

https://www.youtube.com/watch?v=ulk9Fz2vzIY

В экспериментальной группе мышам после операции ежедневно стимулировали клетки сетчатки высококонтрастными движущимися изображениями (например, чередующимися черными и белыми полосами). Спустя три недели у них появились признаки регенерации аксонов, однако лишь на небольшое расстояние от места повреждения.

Мышам из другой группы перед повреждением зрительного нерва вводили в глаз вирусный вектор, несущий белок сRheb1. Этот белок стимулирует сигнальный путь мишени рапамицина у млекопитающих (mTOR) — важнейшего регулятора клеточного роста. Это вызвало еще более выраженную регенерацию аксонов ГКС, чем при визуальной стимуляции, однако до мозга они тоже не доходили.

На следующей стадии эксперимента ученые совместили активацию mTOR в ГКС и визуальную стимуляцию. Для усиления эффекта мышам временно зашили веки здорового глаза.

Такое комбинированное воздействие привело к росту аксонов по всей длине зрительного нерва, через зрительный перекрест к первичным оптическим ядрам мозга (гипоталамическому супрахиазматическому ядру, вентральному и дорсальному латеральным коленчатым ядрам таламуса), ядрам среднего мозга (оливному претектальному и заднему пограничному) и дополнительным оптическим мишеням ствола мозга (например, медиальному конечному ядру).

Также аксоны ГКС были обнаружены в более дальних от глаза подкорковых участках зрительного анализатора, в частности, в верхнем холмике четверохолмия. Что важно, вне зрительных центров роста этих аксонов не наблюдалось, то есть они безошибочно находили свой путь в мозге. Тем не менее, регенерацию нервных волокон удалось показать не для всех подтипов ГКС (всего их известно около 30).

Последующие поведенческие тесты показали, что зрение в глазах с поврежденным зрительным нервом после экспериментального лечения частично восстановилось: мыши реагировали на контрастные и движущиеся предметы (тесты на оптокинетический рефлекс и избегание надвигающейся угрозы), но у них не восстановились реакция зрачка на свет и глубинное зрение. Таким образом, терапия восстановила связи ГКС не со всеми отделами зрительного анализатора.

В настоящее время исследователи продолжают совершенствовать разработанную методику.

Олег Лищук

Источник: https://nplus1.ru/news/2016/07/12/vision-restored

Сетчатка глаза: функции, строение, заболевания

Сетчатка глаза – это начальный отдел зрительного анализатора, обеспечивающий восприятие световых волн, их трансформацию в нервные импульсы и передачу в зрительный нерв. Фоторецепция является одним из наиболее важных и сложных процессов, позволяющих человеку видеть окружающий мир.

На сегодняшний день патология сетчатки глаза – актуальная проблема офтальмологии. Диабетическая ретинопатия, острая непроходимость центральной артерии, разнообразные отслойки и разрывы сетчатки являются частыми причинами необратимой слепоты в развитых странах.

С аномалиями строения сетчатой оболочки связаны дальтонизм, куриная слепота (плохая освещенность помещения мешает человеку нормально видеть) и некоторые другие зрительные расстройства. Знание анатомии и физиологии ретины необходимо для понимания механизма развития в ней патологических процессов, принципов их лечения и профилактики.

Что такое сетчатка

Сетчатка является внутренней оболочкой глаза, выстилающей изнутри глазное яблоко. Кнутри от нее находится стекловидное тело, кнаружи – сосудистая оболочка. Ретина очень тонкая – в норме ее толщина составляет всего 281 мкм. Следует отметить, что в области макулы она немного тоньше, чем на периферии. Площадь ее составляет около 1206 мм2.

Сетчатая оболочка выстилает примерно ? площади внутренней поверхности глазного яблока. Она тянется от диска зрительного нерва до зубчатой линии, где переходит в пигментный эпителий и выстилает изнутри цилиарное тело и радужку.

У зубчатой линии и ДЗН ретина прикреплена очень прочно, во всех остальных местах она неплотно соединена с пигментным эпителием, отделяющим ее от сосудистой оболочки.

Именно отсутствие плотной связи обусловливает столь легкое развитие отслоек сетчатки.

Слои сетчатой оболочки имеют неодинаковое строение и функции, а все вместе они образуют сложную структуру. Именно благодаря тесному контакту и взаимодействию различных частей зрительного анализатора люди способны различать цвета, видеть окружающие предметы и определять их размеры, оценивать расстояния, адекватно воспринимать окружающий мир.

Попадая в глаз, входящие лучи проходят через все его преломляющие среды – роговицу, камерную влагу, хрусталик, стекловидное тело.

Благодаря этому у людей с нормальной рефракцией на сетчатке глаза фокусируется изображение окружающих предметов — уменьшенное и перевернутое.

В дальнейшем световые импульсы трансформируются и поступают в головной мозг, где и формируется картина, которую видит человек.

Функции

Основной функцией ретины является фоторецепция – цепь биохимических реакций, в ходе которых световые раздражения преобразуются в нервные импульсы. Это происходит за счет распада родопсина и йодопсина – зрительных пигментов, образующихся при наличии достаточного количества витамина A в организме.

Сетчатая оболочка глаза обеспечивает:

• Центральное зрение. Позволяет человеку читать, выполнять работу вблизи, четко видеть предметы, расположенные на разных расстояниях. За него отвечают колбочки сетчатки, которые находятся в области макулы.
• Периферическое зрение. Необходимо для ориентации в пространстве. Его обеспечивают палочки, которые локализуются парацентрально и на периферии ретины.
• Цветовое зрение. Дает возможность отличать цвета и их оттенки. За него отвечают три разных типа колбочек, каждый из которых воспринимает световые волны определенной длины. Это дает возможность человеку различать зеленый, красный и синий цвета. Нарушение цветовосприятия называется дальтонизмом. У некоторых людей встречается такое явление, как четвертая, дополнительная колбочка. Оно характерно для 2% женщин, которые могут различать до 100 миллионов цветов.
• Ночное зрение. Обеспечивает способность видеть в условиях низкой освещенности. Осуществляется благодаря палочкам, поскольку колбочки в темноте не функционируют.

Строение сетчатки

Структура сетчатой оболочки очень сложна. Все ее элементы тесно связаны, а повреждение любого из них может привести к тяжелым последствиям. Ретина имеет трехнейронную рецепторно-проводящую сеть, необходимую для зрительного восприятия. Эта сеть состоит из фоторецепторов, биполярных нейронов и ганглионарных клеток.

Слои сетчатки:

• Пигментный эпителий и мембрана Бруха. Выполняют барьерную, транспортную, трофическую функции, препятствуют проникновению светового излучения, фагоцитируют (поглощают) членики палочек и колбочек. При некоторых заболеваниях в этом слое образуются твердые или мягкие друзы – мелкие пятна желто-белого цвета.
• Фотосенсорный слой. В нем находятся рецепторы сетчатки, которые являются выростами фоторецепторов – высокоспециализированных нейроэпителиальных клеток. Каждый фоторецептор содержит зрительный пигмент, поглощающий световые волны определенной длины. В палочках содержится родопсин, в колбочках – йодопсин.
• Наружная пограничная мембрана. Образована терминальными пластинками и плоскими адгезионными контактами фоторецепторов. Также тут локализуются внешние отростки мюллеровских клеток. Последние выполняют светопроводную функцию – собирают свет на передней поверхности сетчатки и проводят его к фоторецепторам.
• Наружный ядерный слой. В нем находятся сами фоторецепторы, а именно – их тела и ядра. Их внешние отростки (дендриты) направляются в сторону пигментного эпителия, а внутренние – к внешнему сетчатому слою, где контактируют с биполярными клетками.
• Наружный сетчатый слой. Образован межклеточными контактами (синапсами) между фоторецепторами, биполярными клетками и ассоциативными нейронами сетчатой оболочки глаза.
• Внутренний ядерный слой. Тут залегают тела мюллеровских, биполярных, амакриновых и горизонтальных клеток. Первые являются клетками нейроглии и необходимы для поддержания нервной ткани. Все остальные перерабатывают сигналы, поступающие из фоторецепторов.
• Внутренний сетчатый слой. Содержит внутренние отростки (аксоны) различных нервных клеток сетчатой оболочки.
• Ганглиозные клетки получают импульсы от фоторецепторов через биполярные нейроны, после чего проводят их к зрительному нерву. Эти нервные клетки не покрыты миелином, благодаря чему совершенно прозрачны и легко пропускают свет.
• Нервные волокна. Являются аксонами ганглиозных клеток, которые передают информацию непосредственно в зрительный нерв.
• Внутренняя пограничная мембрана. Отделяет сетчатую оболочку глаза от стекловидного тела.

Немного медиальней (ближе к середине) и кверху от центра сетчатки на глазном дне располагается диск зрительного нерва.

Он имеет диаметр 1,5-2 мм, розовый цвет, а в его центре заметна физиологическая экскавация — выемка небольшого размера. В области ДЗН находится слепое пятно, лишенное фоторецепторов и нечувствительное к свету.

При определении полей зрения оно определяется в виде физиологической скотомы — выпадения части поля зрения.

В центральной части диска зрительного нерва находится небольшое углубление, через которое проходит центральная артерия и вена ретины. Сосуды сетчатки глаза залегают в слое нервных волокон.

Примерно на 3 мм латеральней (ближе кнаружи) ДЗН находится желтое пятно. В его центре локализуется центральная ямка – место расположения наибольшего количества колбочек. Именно она отвечает за высокую остроту зрения. Патология сетчатки в этой области имеет наиболее неблагоприятные последствия.

Методы диагностики заболеваний

В стандартную диагностическую программу входит измерение внутриглазного давления, проверка остроты зрения, определение рефракции, измерение полей зрения (периметрия, кампиметрия), биомикроскопия, прямая и непрямая офтальмоскопия.

Диагностика может включать следующие методы:

• исследование контрастной чувствительности, цветоощущения, цветовых порогов;
• электрофизиологические методы диагностики (оптическая когерентная томография);
• флуоресцентная ангиография сетчатки – позволяет оценить состояние сосудов;
• фотографирование глазного дна – необходимо для последующего наблюдения и сравнения.

Симптомы заболеваний сетчатки глаза

Наиболее характерный признак поражения сетчатой оболочки – это снижение остроты или сужение полей зрения. Также возможно появление абсолютных или относительных скотом различной локализации. На дефект фоторецепторов могут указывать различные формы дальтонизма и куриная слепота.

Выраженное ухудшение центрального зрения указывает на поражение макулярной области, периферического – периферии глазного дна. Появление скотомы говорит о локальном повреждении определенной зоны ретины. Увеличение размеров слепого пятна наряду с сильным снижением остроты зрения может говорить о патологии зрительного нерва.

Окклюзия центральной артерии сетчатки проявляется неожиданной и резкой (в течение нескольких секунд) слепотой одного глаза. При разрывах и отслойках ретины возможно появление световых вспышек, молний, бликов перед глазами. Больной может жаловаться на возникновение тумана, черных или цветных пятен в поле зрения.

Заболевания сетчатки

По этиологии и патогенезу все болезни сетчатки делятся на несколько больших групп:

• сосудистые нарушения;
• воспалительные;
• дистрофические поражения;
• травмы;
• доброкачественные и злокачественные новообразования.

Лечение каждого заболевания сетчатки глаза имеет свои особенности.

Для борьбы с патологическими изменениями сетчатки глаза могут использоваться:

• антикоагулянты — Гепарин, Фраксипарин;
• ретинопротекторы — Эмоксипин;
• ангиопротекторы — Дицинон, Троксевазин;
• сосудорасширяющие средства — Сермион, Кавинтон;
• витамины группы В, никотиновая кислота.

Препараты вводятся парабульбарно (глазные уколы), реже используются глазные капли. При разрывах, отслойках, тяжелых ретинопатиях может выполняться лазерная коагуляция, циркляж, эписклеральное пломбирование, криопексия.

Воспалительные заболевания представляют собой ретиниты различной этиологии. Воспаление сетчатки развивается вследствие попадания в нее микробов. Если здесь все просто, то о других группах заболеваний следует рассказать более подробно.

Сосудистая патология

Одним из наиболее частых сосудистых заболеваний ретины является ангиопатия – поражение сосудов разного калибра. Причиной ее развития может быть гипертоническая болезнь, сахарный диабет, атеросклероз, травмы, васкулит, остеохондроз шейного отдела позвоночника.

Вначале у больных может возникать дистония или ангиоспазм сетчатки, позже развивается гипертрофия, фиброз или истончение сосудов. Это ведет к ишемии сетчатой оболочки, из-за чего у больного развивается ангиоретинопатия.

У лиц с гипертонической болезнью появляется артерио-венозный перекрест, симптомы медной и серебряной проволоки. Для диабетической ретинопатии характерна интенсивная неоваскуляризация — патологическое разрастание сосудов.

Ангиодистония сетчатки проявляется снижением остроты зрения, мельканием мушек перед глазами и зрительной утомляемостью. Артериоспазм может возникать при повышенном или пониженном артериальном давлении, некоторых неврологических нарушениях. Параллельно с поражением артериальных сосудов у больного может развиваться флебопатия.

Частой сосудистой патологией является окклюзия центральной артерии сетчатки (ОЦАС). Для заболевания характерна закупорка данного сосуда или одной из его ветвей, приводящая к выраженной ишемии.

Эмболия центральной артерии чаще всего случается у лиц с атеросклерозом, гипертонической болезнью, аритмией, нейроциркуляторной дистонией и некоторыми другими заболеваниями. Лечение патологии нужно начинать как можно раньше.

При несвоевременном оказании медицинской помощи окклюзия центральной артерии сетчатки может приводить к полной потере зрения.

Дистрофии, травмы, пороки развития

Одним из наиболее частых пороков развития является колобома – отсутствие части сетчатой оболочки. Нередко встречаются макулярные (в основном у пожилых людей), центральные, периферические дистрофии.

Последние делятся на разные типы: решетчатая, мелкокистозная, инееподобная, «след улитки», «булыжная мостовая». При этих заболеваниях на глазном дне можно увидеть дефекты, напоминающие дырки разных размеров.

Также встречается пигментная дегенерация сетчатки (ее причина – перераспределение пигмента).

После тупых травм и контузий на сетчатке нередко появляется берлиновское помутнение. Лечение патологии заключается в применении антигипоксантов, витаминных комплексов. Нередко назначаются сеансы гипербарической оксигенации. К сожалению, лечение не всегда оказывает ожидаемый эффект.

Новообразования

Опухоль сетчатки глаза является относительно частой офтальмологической патологией – она составляет 1/3 всех новообразований глазного яблока. Обычно у больных выявляют ретинобластому.

Невус, ангиома, астроцитарная гамартома и другие доброкачественные новообразования встречаются реже. Ангиоматоз чаще всего сочетается с различными пороками развития.

Тактика лечения новообразований определяется в индивидуальном порядке.

Сетчатка является периферическим отделом зрительного анализатора. В ней осуществляется фоторецепция – восприятие световых волн различной длины, их трансформация в нервный импульс и проведение его к зрительному нерву. При поражениях сетчатой оболочки у людей возникают самые разнообразные зрительные расстройства. Наиболее опасным последствием повреждения сетчатки является слепота.

Источник: http://okulist.pro/bolezni-glaz/setchatka/