Neue Studie formt das Verständnis, wie das Gehirn erholt sich von Verletzungen
Pro Jahr werden rund 265,000 haben die Amerikaner einen Schlaganfall, verursacht Sehstörungen. Neue Forschung, die in der Fachzeitschrift Proceedings of the Royal Society B, wirft ein Licht darauf, wie die Schäden im Gehirn verursacht durch einen Schlaganfall führen kann zu dauerhaften Beeinträchtigungen der Sehfähigkeit. Die Ergebnisse könnten Forscher mit einem Plan, um besser zu erkennen, welche Bereiche des Sehens wiederhergestellt werden können, wodurch die Entwicklung von mehr wirksame Maßnahmen zu ermutigen, die vision Erholung.
„Diese Studie geht neue Wege mit der Beschreibung der Kaskade von Prozessen, die auftreten, nach einem Schlaganfall in das visuelle Zentrum des Gehirns und wie dies führt letztendlich zu Veränderungen in der Netzhaut,“, sagte senior Studie Autor Brad Mahon, associate professor an der Carnegie Mellon University und der University of Rochester. „Genauer verstehen, welche verbindungen zwischen Auge und Gehirn intakt bleiben nach einem Schlaganfall, können wir beginnen, zu erforschen, Therapien zu ermutigen, neuroplastizität mit dem Ziel der Wiederherstellung mehr vision, mehr Patienten.“
Wenn ein Schlaganfall tritt in die primären visuellen Kortex, die Neuronen, die verantwortlich für die Verarbeitung der vision können beschädigt werden. Je nach Ausmaß des Schadens kann dies dazu führen, blinde Bereiche im Gesichtsfeld. Während einige Patienten spontan erholt vision im Laufe der Zeit, für die meisten der Verlust ist von Dauer. Eine schon lange bekannte Folge von Schäden an Neuronen in diesem Bereich des Gehirns ist die progressive Atrophie der Zellen in die Augen, die sogenannten retinalen Ganglienzellen.
„Während das Auge nicht verletzt ist in der Strich-Zellen in der Netzhaut senden Projektionen zu teilen des Gehirns, die beschädigt wird, degenerieren im Laufe der Zeit,“ Mahon sagte. „Sobald dies der Fall ist, wird es mehr und mehr unwahrscheinlich, dass vision zu erholen, die Lage.“
Die neue Forschung versucht zu verstehen, die Mechanismen der Verlust des Sehvermögens nach Schlaganfall und ob es möglich war, um Bereiche zu identifizieren, in den Bereich der vision, die wiedergewonnen werden können. Die Studie umfasste 15 Patienten, die an Starken Memorial und Rochester Allgemeinen Krankenhäusern, die nach einem Schlaganfall, betroffen ist die primäre visuelle Verarbeitung des Gehirns. Die Teilnehmer nahmen vision tests unterzog scans in ein MRT, um Bereiche zu identifizieren, der die Aktivität des Gehirns und verabreichten ein test, bewertet die Integrität der Zellen in die Netzhaut.
Das team fand heraus, dass das überleben der retinalen Ganglienzellen abhängt, ob oder nicht der primäre visuelle Bereich des Gehirns, an die Sie angeschlossen blieb aktiv. Auge Zellen, die verbunden wurden, um Bereiche des visuellen Kortex, die waren nicht mehr aktiv, würde verkümmern und degenerieren, was zu permanenten Sehstörungen.
Allerdings beobachteten die Forscher, dass einige Zellen in das Auge blieb gesund, obwohl der patient nicht sehen konnte, auf das entsprechende Feld des Sehens. Dieser Befund deutet darauf hin, dass diese Auge-Zellen verbunden bleiben unversehrt Neuronen im visuellen cortex und visuelle Informationen machte seinen Weg von den Augen zum visuellen cortex, obwohl diese information nicht vom Gehirn interpretiert in einer Weise, die erlaubt Sicht.
„Die integration einer Reihe von kortikalen Regionen des Gehirns erforderlich ist, um visuelle Informationen übersetzt werden in eine schlüssige visuelle Darstellung der Welt,“ sagte Studie co-Autor Dr. Bogachan Sahin, ein Assistent professor an der University of Rochester Medical Center (URMC) Department of Neurology. „Und während der Hub möglicherweise zu Störungen in der übertragung von Informationen aus dem visuellen Zentrum des Gehirns höherer Ordnung Gebieten, diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass, wenn der primäre visuelle Verarbeitung Zentrum des Gehirns intakt und aktiv, klinische Ansätze und nutzen Gehirns, die Plastizität könnte dazu führen, vision Erholung.“
Die Forschung bildet die Grundlage für eine neue klinische Studie für Schlaganfall-Patienten mit Verlust der Sehkraft, ist jetzt auf dem Weg an URMC und Führung durch Sahin. Die Studie umfasst eine Klasse von Medikamenten, den sogenannten selektiven serotonin-Wiederaufnahme-Hemmer, die häufigste von denen ist das Antidepressivum Prozac, die bekannt sind, zur Verbesserung der neuroplastizität—die Fähigkeit des Gehirns, rewire sich und bilden neue verbindungen, die zur Wiederherstellung der Funktion nach der Beschädigung. Die Hypothese ist, dass das Medikament wird helfen, wieder die vision von der Förderung der Entwicklung von neuen verbindungen zwischen Bereichen des Gehirns, die notwendig für die Interpretation der Signale, die von dem gesunden Auge Zellen.
Die Studie schlägt auch neue klinische Ansätze zur Maximierung des Potenzials für die Wiederherstellung von effektiver targeting-blind-Regionen in das Blickfeld. URMC Forscher Krystel Huxlin und Dr. James V. Aquavella entwickelt haben, ein visual-training regime, das hat sich gezeigt, zu helfen, mit der vision, die Wiederherstellung nach Schlaganfall und die neue Studie könnte helfen, zu verfeinern, wie diese Technologie eingesetzt wird.
„Diese Befunde legen eine Behandlung-Protokoll mit einem visual field test und eine Augenuntersuchung zum identifizieren von Unstimmigkeiten zwischen der Sehschwäche und retinale ganglion Zelle degeneration,“ sagte Colleen Schneider, ein M. D./Ph. D. student an der University of Rochester School of Medicine and Dentistry und der erste Autor der Studie. „Das könnte die Identifizierung von Bereichen von vision mit intakten verbindungen zwischen den Augen und dem Gehirn und diese Informationen könnten verwendet werden, um target-visual-retraining-Therapien, die Regionen, die blinden Gesichtsfeld, sind wahrscheinlich, sich zu erholen.“
Daten aus dieser Studie ist frei verfügbar im KiltHub, CMU umfassenden institutionellen repository gehostet in figshare. In der Zukunft wird integriert in Die Open-Brain-Projekt, eine neue, digitale Plattform für die Erforschung des menschlichen Gehirns. Ana Van Gulick, research liaison für Psychologie und Neurowissenschaften und Programm-Direktor für Open Science an der Carnegie Mellon University Libraries, ist ein wichtiger Beitrag zu dieser gemeinsamen Anstrengung von CMU und the University of Rochester.
„Das Feld der Neurowissenschaften ist derzeit eine dramatische Verschiebung in Richtung open science zu fördern neue Formen der Zusammenarbeit und Methoden der Forschung-inspiriert von Daten Wissenschaft“, so Van Gulick sagte. „Ein Eckpfeiler dafür ist die Bereitstellung offener Zugang zu Datensätzen in einem standard-format, so dass Sie aggregiert werden können und wiederverwendet zu erweitern, wissenschaftliche Entdeckung. Die derzeit verfügbaren Daten in KiltHub und die größere Sammlung, die später erkannt werden durch Das Offene Gehirn-Projekt bieten eine umfassende open-access-Ressource für Bildung und Forschung in der Neurowissenschaft.“
Auch in dieser Studie ist Teil eines größeren research-Programm wird durchgeführt durch das Translational Brain-Mapping-Programm an der University of Rochester Medical Center. Mahon und Sahin wurden vor kurzem vergeben ein $1,7 Millionen-Zuschuss von der National Eye Institute weiterhin Ihre Ermittlungen, die den Verlust der Sehkraft nach einem Schlaganfall. Die Finanzierung unterstützt eine multi-institution Forschung, die beinhaltet, CMU, URMC, Rochester Regional Health und der University of Pittsburgh Medical Center.