Изменения в зрительных зонах коры головного мозга у детей при левосторонней анизометропической амблиопии по данным структурной МРТ и функциональной МРТ покоя

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Благодаря развитию методов структурной и функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ) за десятилетия появилось много исследований, направленных на выявление аномалий мозга при амблиопии. В случае этого распространенного зрительного расстройства причину сниженной остроты зрения и других зрительных характеристик не удается установить при стандартном офтальмологическом обследовании. Поскольку имеется несколько принципиально различающихся по этиологии типов этого заболевания, естественно предполагать и наличие разных типов соответствующих мозговых аномалий. В связи с этим до получения общей картины патогенеза амблиопии очень важны исследования, проведенные на группах специально отобранных однотипных пациентов. В настоящей работе приведены результаты исследования детей школьного возраста с левосторонней анизометропической амблиопией. По данным структурной МРТ, у этих пациентов выявлены межполушарные различия в толщине латеральной затылочной коры, а методом функциональной МРТ покоя обнаружены межполушарные различия по локальной согласованности гемодинамического сигнала в 17-м поле Бродмана и по функциональной связанности 17-го поля с зоной 18-го и 19-го полей. Полученные результаты вносят вклад в создание общей базы МРТ-данных по патофизиологии амблиопии, позволяют прояснить некоторые спорные моменты и указывают на целесообразность использования функциональной МРТ покоя в офтальмологии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Горев

Морозовская детская городская клиническая больница

Email: 14-06-60@mail.ru
Россия, 119049, Москва, 4-й Добрынинский переулок, д. 1/9

А. В. Горбунов

Морозовская детская городская клиническая больница

Email: 14-06-60@mail.ru
Россия, 119049, Москва, 4-й Добрынинский переулок, д. 1/9

Я. Р. Паникратова

Научный центр психического здоровья

Email: 14-06-60@mail.ru
Россия, 115522, Москва, Каширское ш., д. 34

А. С. Томышев

Научный центр психического здоровья

Email: 14-06-60@mail.ru
Россия, 115522, Москва, Каширское ш., д. 34

И. Е. Хаценко

Морозовская детская городская клиническая больница

Автор, ответственный за переписку.
Email: 14-06-60@mail.ru
Россия, 119049, Москва, 4-й Добрынинский переулок, д. 1/9

Н. Н. Кулешов

Морозовская детская городская клиническая больница

Email: 14-06-60@mail.ru
Россия, 119049, Москва, 4-й Добрынинский переулок, д. 1/9

Ж. М. Салмаси

Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н. И. Пирогова

Email: 14-06-60@mail.ru
Россия, 117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1

К. А. Хасанова

Морозовская детская городская клиническая больница

Email: 14-06-60@mail.ru
Россия, 119049, Москва, 4-й Добрынинский переулок, д. 1/9

Л. М. Балашова

Международный научно-практический центр пролиферации тканей России

Email: 14-06-60@mail.ru
Россия, 119034, Москва, ул. Пречистенка, д. 29/14

Е. И. Лобанова

Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н. И. Пирогова

Email: 14-06-60@mail.ru
Россия, 117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1

И. С. Лебедева

Научный центр психического здоровья

Email: 14-06-60@mail.ru
Россия, 115522, Москва, Каширское ш., д. 34

Список литературы

  1. Алексеенко С. В., Шкорбатова П. Ю. Депривационная и дисбинокулярная амблиопия: нарушения в геникуло-корковых зрительных путях. Альманах клинической медицины. 2015. № 36. С. 97—100.
  2. Алексеенко С. В., Шкорбатова П. Ю. Динамика развития аномалий в подкорковом зрительном центре головного мозга при раннем нарушении бинокулярного опыта. Альманах клинической медицины. 2016. Т. 44. № 3. С. 351—357.
  3. Кононова Н. Е., Сомов Е. Е. Амблиопия и связанные с ней проблемы. Педиатр. 2018. Т. 9. № 1. С. 29—36.
  4. Лебедева И. С., Хаценко И. Е., Стуров Н. В., Гусева М. Р., Лобанова И. В., Выхристюк О. Ф., Кюн Ю. А., Томышев А. С. Структурные особенности головного мозга ребенка при односторонней амблиопии: МРТ-исследование. Журнал неврологии и психиатрии им С. С. Корсакова. 2018. № 2. С. 69—74. https://doi.org/10.17116/jnevro20181185269
  5. Матросова Ю. В. Этиопатогенез, клиника и методы лечения больных с амблиопей. Вестник НГУ. Серия: Биология, клиническая медицина. 2012. Т. 10. № 3. С. 193—202.
  6. Нероев В. В., Зуева М. В., Маглакелидзе Н. М. Патофизиология амблиопии: латеральное коленчатое тело и зрительная кора. Российский Офтальмологический журнал. 2015. № 1. С. 81—89.
  7. Сомов Е. Е., Кононова Н. Е. К вопросу об амблиопии, ее закономерностях и лечении. Российская детская офтальмология. 2021. № 2. С. 15—21.
  8. Хаценко И. Е., Рожкова Г. И., Грачева М. А. Патогенез и описания амблиопии. Часть 1. Причины эволюции представлений. Российская детская офтальмология. 2023a. № 3. С. 37—47. https://doi.org/10.25276/2307—6658—2023—3—37—47
  9. Хаценко И. Е., Рожкова Г. И., Грачёва М. А. Патогенез и описания амблиопии. Часть 2. Анализ определений. Российская детская офтальмология. 2023b. № 3. С. 48—54. https://doi.org/10.25276/2307—6658—2023—3—48—54
  10. Barnes G. R., Hess R. F., Dumoulin S. O., Achtman R. L., Pike G. B. The cortical deficit in humans with strabismic amblyopia. J. Physiol (Lond.). 2001. V. 533. P. 281—297.
  11. Barnes G. R., Li X., Thompson B., Singh K. D., Dumoulin S. O., Hess R. F. Decreased gray matter concentration in the lateral geniculate nuclei in human amblyopes. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010. V. 51(3). P. 1432—1438. https://doi.org/10.1167/iovs.09—3931
  12. Birch E. E. Amblyopia and binocular vision. Prog. Retin. Eye Res. 2013. No. 33. P. 67—84. doi: 10.1016/j.preteyeres.2012.11.001. Epub. 2012. Nov 29. PMID: 23201436; PMCID: PMC3577063
  13. Brown H. D.H., Woodall R. E., Ritching R. E., Baseler H. F., Morland A. B. Using magnetic resonance imaging to assess visual deficits: a review. Ophthalmic and Physiological Optics. 2016. V. 36. P. 240—265. https://doi.org/10.1111/opo.12293
  14. Dale A. M., Fischl B., Sereno M. I. Cortical surface-based analysis. I. Segmentation and surface reconstruction. Neuroimage. 1999. V. 9(2). P. 179—194. https://doi.org/ 10.1006/nimg.1998.0395
  15. Dai P., Zhang J., Wu J., Chen Z., Zou B., Wu Y., Wei X., Xiao M. Altered spontaneous brain activity of children with unilateral amblyopia: A resting state fMRI study. Neural Plasticity. 2019. V. 2019. P. 1—10. https://doi.org/10.1155/2019/3681430
  16. Desikan R. S., Segonne F., Fischl B., Quinn B. T., Dickerson B. C., Blacker D., Buckner R. L., Dale A. M., Maguire R. P., Hyman B. T., Albert M. S., Killiany R. J. An automated labeling system for subdividing the human cerebral cortex on MRI scans into gyrally based regions of interest. Neuroimage. 2006. V. 31(3). P. 968—980. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2006.01.021
  17. Du H., Xie B., Yu Q., Wang J. Occipital lobe’s cortical thinning in ametropic amblyopia. Magn Reson Imaging. 2009. V. 27(5). P. 637—640.
  18. Fischl B., Sereno M. I., Dale A. M. Cortical surface-based analysis. II: Inflation, flattening, and a surface-based coordinate system. Neuroimage. 1999. V. 9(2). P. 195—207. https://doi.org/10.1006/nimg.1998.0396
  19. Fischl B., Salat D. H., Busa E., Albert M., Dieterich M., Haselgrove C., van der Kouwe A., Killiany R., Kennedy D., Klaveness S., Montillo A., Makris N., Rosen B., Dale A. M. Whole brain segmentation: automated labeling of neuroanatomical structures in the human brain. Neuron. 2002. V. 33(3). P. 341—355. https://doi.org/10.1016/s0896—6273(02)00569-x
  20. Fischl B., Rajendran N., Busa E., Augustinack J., Hinds O., Yeo B. T., Mohlberg H., Amunts K., Zilles K. Cortical folding patterns and predicting cytoarchitecture. Cereb. Cortex. 2008. V. 18(8). P. 1973—1980. https://doi.org/10.1093/cercor/bhm225
  21. Hess R. F., Thompson B., Gole G., Mullen K. T. Deficient response from the lateral geniculate nucleus in humans with amblyopia. The European Journal of Neuroscience. 2009. V. 29(5). P. 1064—1070. https://doi.org/10.1111/j.1460—9568.2009.06650.x
  22. Hess R. F. The contrast dependence of the cortical fMRI deficit in amblyopia: a selective loss at higher contrasts. Hum. Brain Mapp. 2010. V. 31(8). P. 1233—1248. https://doi.org/doi: 10.1002/hbm.20931
  23. Hinds O. P., Rajendran N., Polimeni J. R., Augustinack J. C., Wiggins G., Wald L. L., Diana Rosas H., Potthast A., Schwartz E. L., Fischl B. Accurate prediction of V1 location from cortical folds in a surface coordinate system. Neuroimage. 2008. V. 15. No. 39(4). P. 1585—1599. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2007.10.033
  24. Joly O., Franko E. Neuroimaging of amblyopia and binocular vision: a review. Frontiers in Integrative Neuroscience. 2014. V. 8. P. 1—10. https://doi.org/10.3389/fnint.2014.00062
  25. Levi D. M. Rethinking amblyopia 2020. Vision Res. 2020. V. 176. P. 118—129. https://doi.org/10.1016/j.visres.2020.07.014
  26. Liang M., Xiao H., Xie B., Yin X., Wang J., Yang H. Morphologic changes in the visual cortex of patients with anisometropic amblyopia: a surface-based morphometry study. BMC Neurosci. 2019. V. 20. P. 1—7. https:// doi.org/10.1186/ s12868—019—0524—6
  27. Lin X., Ding K., Liu Y., Yan X., Song S., Jiang T. Altered spontaneous activity in anisometropic amblyopia subjects revealed by resting-state FMRI. PLoS One. 2012. V. 7. Article e43373. https://doi. org/10.1371/journal.pone.0043373
  28. Liang M., Xie B., Yang H. Distinct patterns of spontaneous brain activity between children and adults with anisometropic amblyopia: a resting-state fMRI study. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2016. V. 254. P. 569—576 https://doi.org/10.1007/s00417—015—3117—9
  29. Lv B., He H., Li X., Zhang Z., Huang W., Li M., Lu G. Structural and functional deficits in human amblyopia. Neurosci Lett. 2008. V. 437(1). P. 5—9.
  30. Mendola J. D., Ian P. Conner I. P., Roy A., Chan S. — T., Schwartz T. L., Odom J. V., Kenneth K., Kwong K. K. Voxel-Based analysis of MRI detects abnormal visual cortex in children and adults with amblyopia. Human Brain Mapping. 2005. V. 25(2). P. 222—236. https://doi.org/10.1002/hbm.20109
  31. Mendola J. D., Lam J., Rosenstein M., Lewis L. B., Shmuel A. Partial correlation analysis reveals abnormal retinotopically organized functional connectivity of visual areas in amblyopia. Neuroimage Clin. 2018. V. 18. P. 192—201. https://doi.org/10.1016/j.nicl.2018.01.022
  32. Miki A., Liu G. T., Goldsmith Z. G., Liu C. — S.J., Haselgrove J. C. Decreased activation of the lateral geniculate nucleus in a patient with anisometric amblyopia demonstrated by magnetic resonance imaging. Opththalmologia. 2003. V. 217(5). P. 365—369. https://doi.org/10.1159/000071353
  33. Muckli I., Kiess S., Tonhausen W., Singer W., Goebel R., Sireteanu R. Cerebral correlates of impaired grating perception in individual, psychophysically assessed human amblyopes. Vision Res. 2006. V. 46(4). P. 506—526. https://doi.org/10.1016/j.visres.2005.10.014
  34. Plessen K. J., Hugdahl K., Bansal R., Hao X., Peterson B. S. Sex, age, and cognitive correlates of asymmetries in thickness of the cortical mantle across the life span. J. Neurosci. 2014. V. 30; 34(18). P. 6294—6302. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3692—13.2014
  35. Peng J., Yao F., Li Q., Ge Q., Shi W., Su T., Tang L., Pan Y., Liang R., Zhang L., Shao Y. Alternations of interhemispheric functional connectivity in children with strabismus and amblyopia: a resting-state fMRI study. Scientifc Reports. 2021. V. 11. P. 15059. https://doi.org/10.1038/s41598—021—92281—1
  36. Ségonne F., Dale A. M., Busa E., Glessner M., Salat D., Hahn H. K., Fischl B. A hybrid approach to the skull stripping problem in MRI. Neuroimage. 2004. V. 22(3). P. 1060—1075. https://doi.org /10.1016/j.neuroimage.2004.03.032. PMID: 15219578
  37. Shaw P., Lalonde F., Lepage C., Rabin C., Eckstrand K., Sharp W., Greenstein D., Evans A., Giedd J. N., Rapoport J. Development of cortical asymmetry in typically developing children and its disruption in attention-deficit/hyperactivity disorder. Arch Gen Psychiatry. 2009. V. 66(8). P. 888—896. https://doi.org/10.1001/archgenpsychiatry.2009.103
  38. Spiegel D. P., Byblow W. D., Hess R. F., Thompson B. Anodal transcranial direct current stimulation transiently improves contrast sensitivity and normalizes visual cortex activity in individuals with amblyopia. Neurorehabilitation and Neural Repair. 2013. V. 27(8). P. 760—769. https://doi.org/10.1177/1545968313491006
  39. Toosy A. T., Werring D. J., Plant G. T., Bullmore E. T., Miller D. H., Thompson A. J. Asymmetrical activation of human visual cortex demonstrated by functional MRI with monocular stimulation. Neuroimage. 2001. V. 14(3). P. 632—641. https://doi.org/10.1006/nimg.2001.0851
  40. Tzourio-Mazoyer N., Landeau B., Papathanassiou D., Crivello F., Etard O., Delcroix N., Mazoyer B., Joliot M. Automated anatomical labeling of activations in SPM using a macroscopic anatomical parcellation of the MNI MRI single-subject brain. Neuroimage. 2002. V. 15(1). P. 273—289. https://doi.org/10.1006/nimg.2001.0978
  41. Wang G., Liu L. Amblyopia: progress and promise of functional magnetic resonance imaging. Graefe’s Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 2023. V. 261(5). P. 1229—1246. https://doi.org/10.1007/s00417—022—05826-z
  42. Wang H., Crewther S. G., Liang M., Laycock R., Yu T., Alexander B. Impaired activation of visual attention network for motion salience is accompanied by reduced functional connectivity between frontal eye fields and visual cortex in strabismic amblyopes. Front. Hum. Neurosci. 2017. V. 11. P. 1—13. https://doi.org/10.3389/fnhum.2017.00195
  43. Wang H., Liang M., Crewther S. G., Yin Z., Wang J., Crewther D. P., Yu T. Functional deficits and structural changes associated with visual attention network during resting state in adult strabismic and anisotropic amblyopes. Frontiers in Human Neuroscience. 2022. V. 16. P. 862703. https://doi.org/10.3389/fnhum.2022.862703
  44. Xiao J. X., Xie S., Ye J. T., Liu H. H., Gan X. L., Gong G. L., Jiang X. X. Detection of abnormal visual cortex in children with amblyopia by voxel-based morphometry. Am J. Ophthalmol. 2007. V. 143(3). P. 489—493. https://doi.org/10.1016/j.ajo.2006.11.039

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зоны интереса для анализа данных фМРТ покоя.

Скачать (253KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Бокс-плоты показателей толщины коры в левой и правой латеральной затылочной коре (атлас Desikan et al., 2006).

Скачать (146KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Бокс-плоты показателей локальной согласованности гемодинамического сигнала в первичной зрительной коре (17-е поле Бродмана) левого и правого полушарий.

Скачать (75KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Диаграмма индивидуальных показателей LCOR в левом и правом полушарии у всех обследованных детей с левосторонней анизометропической амблиопией.

Скачать (96KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах