Změny v mozkovém objemu při monokulární slepotě s pozdním nástupem – studie volumetrického zobrazení

Download PDF English version

Authors: E. Ö. Öktem ¹; F. Aslan ²; O. Ozen ³
Authors‘ workplace: Department of Neurology, Alanya Alaaddin Keykubat University, Antalya, Turkey ¹; Department of Opthalmology, Alanya Alaaddin Keykubat University, Antalya, Turkey ²; Department of Radiology, Alanya Alaaddin Keykubat University, Antalya, Turkey ³
Published in: Cesk Slov Neurol N 2023; 86(2): 121-127
Category: Original Paper
doi: https://doi.org/10.48095/cccsnn2023121

Overview

Cíl: Narůstá počet studií, ve kterých bylo prokázáno, že lidé, kteří jsou od narození slepí, mají pravděpodobně určité změny v mozku, ačkoli neuroanatomické a funkční dopady monokulární slepoty s pozdním nástupem (late-onset monocular blindness; LMB) nejsou dobře známy. Cílem naší studie bylo měření objemů mozkových struktur u jedinců s LMB a jejich srovnání s hodnotami u zdravých jedinců s cílem prozkoumat vlastní neuroadaptivní mechanizmy. Materiál a metodika: Byla hodnocena skupina 13 pacientů s LMB po úrazu jednoho oka a kontrolní skupina 13 subjektů, kteří věkem a pohlavím odpovídali pacientům s LMB. Všichni účastníci studie podstoupili kompletní oftalmologické vyšetření. Pomocí 1,5T zařízení byla u všech subjektů provedena MR mozku a volumetrická data byla analyzována pomocí postupů MRIvolBrain a MRICloud. Výsledky: V porovnání se zdravými kontrolami jedinci s LMB vykazovali významně vyšší objem nucleus accumbens a nižší objem středního okcipitálního gyru a cuneu (Cu). Statistická analýza slepých očí a očí se zrakem u jedinců s LMB ukázala nízký poměr cornu ammonis k intrakraniální dutině a nízký objem Cu na straně slepých očí. Při srovnání mozkových objemů na straně očí se zrakem u lidí s LMB a ipsilaterálních mozkových objemů u kontrol jsme zjistili nižší objem supramarginálního gyru a vyšší objem subicula ve skupině LMB než v kontrolní skupině. Závěr: LMB pravděpodobně vede k strukturním změnám v určitých oblastech mozku, např. v limbickém systému a zrakovém kortexu, což potenciálně hraje roli v neuroadaptivních mechanizmech.

Klíčová slova:

pozdní nástup – monokulární slepota – zobrazení mozkových struktur – mozkové objemy

Sources

1. Mirza GD, Okka M, Mirza E et al. The causes and frequency of monocular and binocular blindness in adults applying to the health committee of a University Hospital in Central Anatolia. Turk J Ophthalmol 2021; 51 (5): 282–287. doi: 10.4274/tjo.galenos.2020.88120.

2. World Health Organization. World report on vision 2019. [online]. Available from: https: //www.who.int/publications/i/item/9789241516570.

3. World Health Organization. Global ınitiative for the elimination of avoidable blindness: action plan 2006–2011. [online]. Available from: http: //www.who.int/blindness/Vision2020 _report.pdf.

4. Pararajasegaram R. VISION 2020-the right to sight: from strategies to action. Am J Ophthalmol 1999; 128 (3): 359–360. doi: 10.1016/s0002-9394 (99) 00251-2.

5. Stingl K, Greppmaier U, Wilhelm B et al. Subretinal visual implants. Klin Monbl Augenheilkd 2010; 227 (12): 940–945. doi: 10.1055/s-0029-1245830.

6. MacLaren RE, Groppe M, Barnard AR et al. Retinal gene therapy in patients with choroideremia: initial findings from a phase 1/2 clinical trial. Lancet 2014; 383 (9923): 1129–1137. doi: 10.1016/S0140-6736 (13) 62117-0.

7. Carroll, TJ. Blindness: what it is, what it does, and how to live with it. Boston: Little; Brown and Company 1968.

8. Wagner-Lampl A, Oliver GW. Folklore of blindness. J Visual Impairment Blindness 1994; 88 (3): 267–276. doi: 10.1177/0145482X9408800312.

9. Merabet LB, Pascual-Leone A. Neural reorganization following sensory loss: the opportunity of change. Nat Rev Neurosci 2010; 11 (1): 44–52. doi: 10.1038/nrn2758.

10. Fortin M, Voss P, Lord C et al. Wayfinding in the blind: larger hippocampal volume and supranormal spatial navigation. Brain 2008; 131 (11): 2995–3005. doi: 10.1093/brain/awn250.

11. Stevens AA, Weaver KE. Functional characteristics of auditory cortex in the blind. Behav Brain Res 2009; 196 (1): 134–138. doi: 10.1016/j.bbr.2008.07.041.

12. Prins D, Jansonius NM, Cornelissen FW. Loss of binocular vision in monocularly blind patients causes selective degeneration of the superior lateral occipital cortices. Invest Ophthalmol Vis Sci 2017; 58 (2): 1304–1313. doi: 10.1167/iovs.16-20404.

13. Aguirre GK, Datta R, Benson NC et al. Patterns of individual variation in visual pathway structure and function in the sighted and blind. PLoS One 2016; 11 (11): e0164677. doi: 10.1371/journal.pone.0164677.

14. Avnioglu S, Velioglu HA, Cankaya S et al. Quantitative evaluation of brain volumes in drug-free major depressive disorder using MRI cloud method. Neuroreport 2021; 32 (12): 1027–1034. doi: 10.1097/WNR.0000000000001682.

15. Rezende TJR, Campos BM, Hsu J et al. Test-retest reproducibility of a multi-atlas automated segmentation tool on multimodality brain MRI. Brain Behavior 2019; 9 (10): e01363. doi: 10.1002/brb3.1363.

16. Manjón JV, Romero JE, Vivo-Hernando R et al. Vol2Brain: a new online pipeline for whole brain MRI analysis. Front Neuroinform 2022; 16: 862805. doi: 10.3389/fninf.2022.862805.

17. Coupé P, Manjón JV, Fonov V et al. Patch-based segmentation using expert priors: application to hippocampus and ventricle segmentation. Neuroimage 2011; 54 (2): 940–954. doi: 10.1016/j.neuroimage.2010.09.018.

18. Park MT, Pipitone J, Baer L et al. Derivation of high--resolution MRI atlases of the human cerebellum at 3T and segmentation using multiple automatically generated templates. Neuroimage 2014; 95: 217–231. doi: 10.1016/j.neuroimage.2014.03.037.

19. Romero JE, Coupé P, Giraud R et al. CERES: a new cerebellum lobule segmentation method. Neuroimage 2017; 147: 916–924. doi: 10.1016/j.neuroimage.2016.11.003.

20. Izci Y, Erbas YC. Hippocampus: its structure and functions. Turkish Neurosurg J 2015; 25 (3): 287–295.

21. Gövsa F. Morphology of the human cuneus by magnetic resonance imaging. Turkish J Med Sci 1998; 28 (4): 401–406.

22. Oktem C, Aslan F, Oktem EO. Evaluation of the effect of unilateral late blindness on the retina, optic nerve and choroid parameters in the sighted eye. Int Ophthalmol 2021; 41 (12): 4083–4089. doi: 10.1007/s10792-021-01981-0.

23. Hanson RLW, Gale RP, Gouws AD et al. Following the status of visual cortex over time in patients with macular degeneration reveals atrophy of visually deprived brain regions. Invest Ophthalmol Vis Sci 2019; 60 (15): 5045–5051. doi: 10.1167/iovs.18-25823.

24. Özen Ö, Aslan F. Morphometric evaluation of cerebellar structures in late monocular blindness. Int Ophthalmol 2021; 41 (3): 769–776. doi: 10.1007/s10792-020-01629-5.

25. Cecchetti L, Ricciardi E, Handjaras G et al. Congenital blindness affects diencephalic but not mesencephalic structures in the human brain. Brain Struct Funct 2016; 221 (3): 1465–1480. doi: 10.1007/s00429-014-0984-5.

26. Noppeney U, Friston KJ, Ashburner J et al. Early visual deprivation induces structural plasticity in grey and white matter. Curr Biol 2005; 15 (13): 488–490. doi: 10.1016/j.cub.2005.06.053.

27. Pan WJ, Wu G, Li CX et al. Progressive atrophy in the optic pathway and visual cortex of early blind Chinese adults: a voxel-based morphometry magnetic resonance imaging study. Neuroimage 2007; 37 (1): 212–220. doi: 10.1016/j.neuroimage.2007.05.014.

28. Ptito M, Schneider FC, Paulson OB et al. Alterations of the visual pathways in congenital blindness. Exp Brain Res 2008; 187 (1): 41–49. doi: 10.1007/s00221-008-1273-4.

29. Leporé N, Voss P, Lepore F et al. Brain structure changes visualized in early-and late-onset blind subjects. Neuroimage 2010; 49 (1): 134–140. doi: 10.1016/ j.neuroimage.2009.07.048.

30. Tomaiuolo F, Campana S, Collins DL et al. Morphometric changes of the corpus callosum in congenital blindness. PLoS One 2014; 9 (9): e107871. doi: 10.1371/journal.pone.0107871.

31. Huang X, Ye CL, Zhong YL et al. Altered regional homogeneity in patients with late monocular blindness: a resting-state functional MRI study. Neuroreport 2017; 28 (16): 1085–1091. doi: 10.1097/WNR.0000000000000855.

32. Li Q, Huang X, Ye L et al. Altered spontaneous brain activity pattern in patients with late monocular blindness in middle-age using amplitude of low-frequency fluctuation: a resting-state functional MRI study. Clin Interv Aging 2016; 11: 1773–1780. doi: 10.2147/CIA.S117292.

33. Salgado S, Kaplitt MG. The nucleus accumbens: a comprehensive review. Stereotact Funct Neurosurg 2015; 93 (2): 75–93. doi: 10.1159/000368279.

34. O‘Mara SM, Commins S, Anderson M et al. The subiculum: a review of form, physiology and function. Prog Neurobiol 2001; 64 (2): 129–155. doi: 10.1016/s0 301-0082 (00) 00054-x.

35. Shi WQ, He Y, Li QH et al. Central network changes in patients with advanced monocular blindness: a voxel--based morphometric study. Brain Behav 2019; 9 (10): e01421. doi: 10.1002/brb3.1421.