在LGN和V1中沿颜色对立通路的BOLD信号分析,以及POAG和OHT患者视放射区的微结构改变
《Brain Research Bulletin》:Analysis of the BOLD signal along colour-opponent pathways in LGN and V1 and Microstructural Alterations of the Optic Radiation in POAG and OHT Patients
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时间:2025年09月25日
来源:Brain Research Bulletin 3.7
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本研究通过功能磁共振成像(fMRI)和扩散加权成像(DWI)比较了青光眼(POAG)和眼高血压(OHT)患者的视觉通路脑功能及结构差异。结果显示,POAG患者LGN活动增强,V1活动降低,且左半球视觉白质路径的分数各向异性(FA)显著降低,表现出更明显的结构不对称性。行为测试表明POAG患者存在三主色通道的对比灵敏度下降,但未发现与脑活动显著相关。
本研究旨在探讨原发性开角型青光眼(POAG)和眼压升高(OHT)患者在视觉系统中的行为和神经活动差异,特别是对视网膜神经节细胞(RGC)的损伤及其对视觉皮层(V1)和外侧膝状体(LGN)的影响。通过功能性磁共振成像(fMRI)和扩散加权成像(DWI)技术,研究人员发现POAG患者在视觉系统中存在显著的结构和功能变化,这些变化可能与疾病的发展和神经退行性变化有关。
首先,POAG是一种与视网膜神经节细胞损失和视觉皮层萎缩相关的神经退行性疾病,它被认为是全球致盲的主要原因之一。虽然目前主要治疗方法是降低眼内压(IOP),但约50%的患者在确诊前可能已出现神经损伤。研究显示,OHT患者有更高的风险发展为POAG,且约25-33%的OHT患者最终会发展为青光眼。然而,现有文献对POAG和OHT患者之间的微结构变化缺乏系统研究,特别是关于白质(WM)的变化。因此,本研究试图填补这一空白,探索这两种患者群体在视觉系统中的微结构差异。
在方法上,研究人员招募了53名患者,其中32名患有POAG,21名患有OHT,并进行了详细的行为测试和fMRI检查。行为测试包括HVF(Humphry视觉场测试)和Cambridge颜色测试(CCT),这些测试用于评估患者的视觉敏感性和颜色辨别能力。研究发现,POAG患者的视觉场测试中,平均偏差(MD)显著高于OHT患者,表明其视觉功能受损。此外,POAG患者在三类颜色空间的对比度敏感性测试中表现出更高的阈值,尤其是在蓝黄(Tritan)方向上,这可能与Koniocellular通路的早期损伤有关。
在fMRI分析中,研究人员观察到POAG患者的LGN活动增强,而V1活动略有降低。这种变化可能反映了视觉系统在面对疾病时的代偿机制,即通过增强LGN的活动来维持视觉功能。然而,这种增强的活动并未与V1活动形成显著的正相关,这可能意味着LGN和V1之间的功能联系在POAG患者中受损。进一步的TBSS分析显示,POAG患者的白质完整性(FA值)在左右半球的视觉通路中均有所下降,尤其是在左半球的视辐射(OR)和相关白质通路中,显示出更明显的结构变化。这些变化可能与视觉信息传递的效率下降有关,进而影响患者的视觉功能。
研究还发现,POAG患者的视辐射存在显著的左右半球不对称性,左半球的FA值下降更明显。这种不对称性可能与视觉系统的结构和功能特性有关,例如,左半球可能在处理某些类型的视觉信息时更具优势,或者在疾病影响下,右半球的视觉处理能力得到增强。此外,视辐射的三个子通路(远周边、中周边和视网膜)在POAG患者中均显示出较低的FA值,这表明视觉信息的传递可能受到更广泛的影响。
这些发现为理解POAG的神经机制提供了新的视角。尽管目前的研究样本较小,且缺乏健康对照组,但其结果表明,POAG患者在视觉系统的微结构和功能方面存在显著的差异,这可能与疾病的早期阶段有关。未来的研究需要进一步探索这些变化的具体机制,以及它们如何影响患者的视觉功能和疾病进展。此外,研究还强调了在OHT患者中识别不对称性变化的重要性,这可能有助于早期诊断和干预。
综上所述,本研究揭示了POAG和OHT患者在视觉系统中的行为和神经活动差异,特别是在视辐射和视觉皮层的微结构变化方面。这些发现不仅有助于理解青光眼的神经机制,还可能为开发新的诊断和治疗方法提供依据。未来的研究应进一步扩大样本量,并引入健康对照组,以更全面地评估这些变化。同时,探索视觉系统不对称性的潜在原因及其对疾病进展的影响,将是未来研究的重要方向。
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