基于功能性近红外光谱技术的屈光不正性弱视患儿视皮层功能研究

目的　应用功能性近红外光谱技术（fNIRS）比较屈光不正性弱视患儿与正常儿童视皮层血红蛋白含量的差异,探讨屈光不正性弱视患儿视皮层功能是否存在异常。方法　选取在山东中医药大学附属眼科医院2019年至2020年就诊的19例（38眼）临床确诊为双眼屈光不正性弱视的患儿作为弱视组,年龄为6～12周岁;另选19例（38眼）年龄相似视力正常的健康儿童作为正常组。在给予最佳矫正视力的情况下,对受试者进行单眼棋盘格翻转刺激的fNIRS检测。采用上海心果光电科技有限公司针对 Polhemus 公司的三维定位仪研发的可视化头部三维定位信息实时记录系统（VPen 1.0）对受试者各通道测量点位置进行定位记录,依据3D定位仪的解剖标记和重叠比例可得第11、12、15、16、17、20、21号通道为fNIRS感兴趣区域通道。将单眼注视黑白棋盘格翻转刺激时段作为刺激期,将此时段fNIRS感兴趣区域通道的β均值用于表示双侧视皮层血红蛋白的含量变化。记录两组受试者年龄、性别、最佳矫正视力、血红蛋白β均值等指标,采用SPSS 23.0软件对所得数据进行统计学分析。结果　弱视组患儿与正常组儿童最佳矫正视力（logMAR）分别为0.20±0.14和-0.02±0.04,两组间差异有统计学意义（t=-8.990,P<0.001）。弱视组患儿氧合血红蛋白β均值低于正常组,差异有统计学意义（P<0.05）;脱氧血红蛋白β均值高于正常组,但差异无统计学意义（P>0.05）。弱视组患儿受试眼同侧视皮层氧合血红蛋白β均值较正常组儿童受试眼同侧视皮层、对侧视皮层β均值均显著减小,差异均有统计学意义（P=0.009、0.003）;弱视组患儿受试眼对侧视皮层氧合血红蛋白β均值较正常组儿童受试眼同侧视皮层、对侧视皮层亦均显著减小,差异均有统计学意义（P=0.016、0.005）。弱视组患儿的最佳矫正视力与其视皮层氧合血红蛋白含量的相关系数r=-0.039（P=0.815）,二者无线性相关关系。结论　fNIRS可以作为测量弱视患者初级视皮层血红蛋白含量的新方法,屈光不正性弱视患儿视皮层存在功能异常。     

病理性近视患者空间频率相关的大脑视皮层功能活动变化

目的 应用功能性近红外光谱成像技术(fNIRS)研究不同级别病理性近视(PM)患者在高、低两种空间频率棋盘格视觉刺激任务下的大脑视皮层活动.方法 受试者分为3组:PM-A组(PM患者中合并2级、3级近视性黄斑病变)17眼、PM-B组(PM患者中合并4级近视性黄斑病变)11眼及正常对照组(NC组)16眼.受试者于安静、昏...     

双光子钙成像技术在模型动物视皮层Ⅱ/Ⅲ层神经元功能研究中的应用

钙离子是哺乳动物神经细胞内的重要信使,可以介导多种细胞内信号转导通路,在调控神经元的功能方面发挥关键作用。钙信号在明确的细胞亚区发挥其高度特异性的功能,特别是在大脑视皮层中更能反映神经元的活性,因此对神经元进行钙信号的检测对研究视皮层功能尤其重要。双光子显微镜在皮层浅层区域钙信号检测方面具有独特优势。本文综述了双光子在体检测技术在模型动物视皮层Ⅱ/Ⅲ层神经元功能研究中的应用。     

猫初级视皮层神经元的双眼整合反应特性研究

背景来自双眼视觉信号经视网膜、外侧膝状体直至初级视皮层融汇到单个细胞,构成双跟驱动细胞。双眼驱动细胞对双眼视觉信息进行整合和编码并介导高级视皮层产生融合和立体视觉,视觉发育关键期内的异常视觉经验常导致弱视和双眼整合反应的损害。目的观察幼猫初级视皮层双眼驱动细胞对来自双眼视觉信号的整合反应特性。方法选用3只8～10周健康幼猫,采用在体细胞外记录技术和双眼分视刺激方法,观察麻醉和肌肉麻痹状态下幼猫初级视皮层V1区28个电极记录部位的双眼驱动细胞对光栅刺激的峰电位发放率和局部场电位Gamma频率（20～90Hz）的振荡幅度,计算并比较两种信号的眼优势指数（ODI）和双眼整合指数（BI]）,观察细胞对双跟分别刺激的反应是否平衡及对双眼整合反应大小的影响。结果在具双眼特性的28个细胞中,锋电位信号的眼优势绝对值较场电位的眼优势绝对值大（t=2．606,P=0．021）;锋电位和场电位的ODI呈正相关（R^2=0．513,F=27．423,P=0．003）,双眼整合作用主要表现为易化,锋电位的BII（2．348±0．996）较场电位的BII（3．678±1．974）小,差异有统计学意义（t=2．671,P=0．019）,对于锋电位信号,双眼平衡组的易化反应较双眼不平衡组高,差异有统计学意义（t=-2．519,P：0．035）,对于场电位信号,双眼平衡组的易化反应较双眼不平衡组高,但差异无统计学意义（t=-1．671,P=0．146）。结论在正常发育的幼猫初级视皮层,神经元对来自双眼感受野内相同视刺激的整合作用主要表现为易化,且易化水平依赖于神经元对双眼分别的视刺激反应是否平衡,场电位信号和锋电位信号从不同皮层空间范围和来源成分反映了双眼整合的神绎机制。     

成年与幼年Long Evans大鼠视皮层蛋白的二维电泳分析

目的 利用双向电泳技术比较正常成、幼年Long Evans大鼠初级视皮层蛋白质组表达差异，探索蛋白质组学技术在视觉发育研究中应用的可能性。方法 22d龄和100d龄Long Evans大鼠各3只，过量戊巴比妥钠处死，切取其初级视皮层的灰质，裂解抽提总蛋白，双向电泳分离总蛋白，比较2组大鼠初级视皮层蛋白质表达差异。结果 胶图差异分析发现幼年鼠初级视皮层中有12个蛋白质点表达较丰富，成年鼠初级视皮层中有16个蛋白质点表达较丰富。结论 正常成、幼年Long Evans大鼠初级视皮层蛋白质组存在明显差异，蛋白质组学技术可以应用于视觉发育方面的研究。     

左旋多巴对形觉剥夺性弱视猫视皮层17区神经生长因子的影响

目的观察左旋多巴对猫形觉剥夺性弱视的治疗作用及其对视皮层17区神经生长因子（NGF）表达的影响。方法18只4周龄幼猫分为正常组、单眼剥夺组、左旋多巴组,每组6只。通过单眼眼睑缝合制备形觉剥夺弱视模型,观察不同干预条件下各组视觉诱发电位（P-VEP）的P1隐含值及波幅,应用免疫组织化学法测定各组视皮层17区NGF的差异。结果单眼剥夺组剥夺眼P100波隐含值延长,波幅降低,与正常组及对侧眼比较,差异均有统计学意义（P〈0.01）,左旋多巴组双眼P-VEP各指标与正常组比较,差异均无统计学意义（P〉0.05）。剥夺组视皮层NGF免疫阳性细胞密度为80.23±9.54,正常组为111.83±7.49,2组比较差异有统计学意义（P〈0.01）;左旋多巴组为118.06±12.37,与正常组比较差异无统计学意义（P=0.94）。结论敏感期内剥夺性弱视幼猫视皮层17区NGF的表达减弱。左旋多巴干预治疗后,NGF表达明显增加,弱视眼P-VEP明显改善,左旋多巴能促进实验猫弱视眼的视功能改善。     

单眼形觉剥夺性弱视大鼠视皮层突触密度及功能的研究

目的：研究视觉发育关键期单眼形觉剥夺(MD)对弱视大鼠视皮层突触密度超微形态结构变化规律的影响,以及突触素(SYN)在视皮层的表达及意义,探讨弱视大鼠视皮层突触密度及功能的关系,为弱视的发病机制及临床治疗提供分子水平理论依据。

方法：选用正常新生Long Evans大鼠随机分为正常对照组与弱视模型组,每组16只,两组大鼠均在相同环境下饲养。正常对照组不做任何处理,弱视模型组在出生后第13d采用单眼缝合的方法建立单眼形觉剥夺性弱视经典模型。两组大鼠均于出生后51d进行闪光视觉诱发电位(F-VEP)的检测。检测结束后立即取材,用透射电镜及Image J图像分析软件观察并统计两组大鼠初级视皮层V1M区第Ⅳ～Ⅵ层大锥体细胞周围神经纤维网络的突触密度变化。利用漂染法对视皮层冰冻切片进行免疫荧光组织化学染色,在激光共聚焦显微镜及荧光显微镜下对SYN阳性神经元进行定位观察和定量统计分析。

结果：F-VEP检查结果显示与正常对照组相比,弱视模型组剥夺眼的P2潜伏期较正常眼明显延长,P2波振幅较正常眼明显降低(P<0.05); 透射电镜结果显示,与正常对照组相比,弱视模型组双侧视皮层的突触密度显著降低(P<0.05),其中弱视眼对侧视皮层下降更加明显(P<0.05); 免疫荧光染色结果显示两组大鼠视皮层脑切片形态完整,镜下组织结构清晰,与正常对照组相比,弱视模型组SYN阳性神经元表达强度值明显降低(P<0.01)。

结论：视觉发育关键期存在着突触结构可塑性,单眼形觉剥夺可以造成大鼠初级视皮层突触密度的降低,SYN表达水平下降,视皮层功能下降。     

斜视性弱视猫视皮层17区神经元眼优势及空间特性的改变

目的　从单细胞功能角度探讨斜视性弱视的可能机制。方法　以扫描正弦光栅刺激 ,应用微电极检测 8只正常猫组、9只斜视性弱视猫组纹状皮层细胞的放电水平 ,研究斜视性弱视猫皮层细胞的双眼性、眼优势及其空间特性的改变。结果　斜视性弱视组细胞数为 76 ,正常组为 83,斜视性弱视组皮层双眼细胞较正常组减少 (P <0 .0 5 ) ,眼优势未发生转移。与对侧眼相比 ,斜视性弱视弱视眼驱使皮层细胞的最优空间频率 (正常2 4 9± 0 .4 5 ,斜视组 0 .90± 0 .12 )、高端截止空间频率 (分别为 6 .19± 1.0 7,3.4 9± 0 .5 1)下降 (P <0 .0 0 1) ,两眼时间频率调谐无显著差异 (P >0 .0 5 )。结论　斜视性弱视可能与两眼间异常相互作用以及弱视眼驱使皮层细胞的空间特性发生改变有关。     

多巴胺对培养大鼠视皮层神经元γ氨基丁酸-激活电流的影响

背景γ氨基丁酸（GABA）作为视觉系统主要的抑制性神经递质参与视觉信息的传递和调控。视皮层中GABA和多巴胺（DA）共存,其生理意义,尤其是对GABA能神经元介导的中枢抑制的影响尚待阐明。目的探讨DA对培养大鼠视皮层神经元GABA-激活电流（ⅠGABA）的影响。方法取出生后1-3d清洁级SD大鼠,采用酶消化法取大鼠视皮层神经元进行原代培养。选取培养第11～14天大鼠视皮层神经元,应用膜片钳技术以全细胞模式记录ⅠGABA。首先以双蒸水将DA配制成100mmol／L的母液,将D1受体选择性激动剂SKF38393和D2受体选择性激动剂Quinpirole均配制成10mmol／L的母液,再用细胞外液配置成所需的浓度。分别记录SKF38393＋SCH23390、SKF38393＋SKF38393或SKF38393＋Quinpirole刺激条件下诱发的ⅠCABA的变化率,并与单独应用DA、SKF38393、SCH23390、Quinpirole诱发的ⅠGABA的变化率进行比较。仅用细胞外液诱发培养细胞的ⅠCABA作为对照。结果≥10μmol／L的DA与SKF38393单独作用后,ⅠCABA均出现明显下降,与对照组相比差异均有统计学意义（P〈0．05）。随着DA和SKF38393作用时间的延长,ⅠGABA均明显下降,与对照组相比差异均有统计学意义（P〈0．05,P〈0．01）。单独应用SCH23390作用1～6min后,与对照组比较ⅠCABA的差异无统计学意义（P〈0．05）;联合应用SCH23390与SKF38393后,ⅠCABA变化率较单独应用SKF38393减少19．49％。单独应用Quinpirole对ⅠCABA无明显影响,与对照组比较ⅠCABA的差异无统计学意义（P〉0．05）。SKF38393及Quinpirole联合应用时与单独应用SKF38393比较,ⅠCABA的抑制作用减弱。结论DA通过作用于视皮质神经元的GABA-激活电流而参与视觉信息的传递和调控。     

5-HT2c受体在正常发育和斜视猫视皮层17区的表达

目的观察在发育不同时限视皮层17区神经元5-HT2c受体(5HT2cR)的表达变化,从分子水平探讨斜视性弱视的发病机制。方法以5-HT2cR单克隆抗体分别检测发育不同时限8只正常发育猫、8只斜视猫视皮层17区5-HT2cR的表达。定量比较正常发育猫与斜视猫视皮层17区5-HT2cR在生后第3周、6周、9周和6月龄的表达差异。结果正常发育猫视皮层各层均可见5-HT2cR染色阳性细胞。其中,II~I V层信号相对较强,V~VI层表达信号较弱。5-HT2cR的表达在生后第6周达高峰,然后逐渐下降,6月龄猫5-HT2cR表达与9周龄猫接近。与正常猫相比,斜视猫5-HT2cR表达水平下降,6周、9周和6月龄斜视猫5-HT2cR表达水平的差异无显著性。结论5-HT2cR是调控视觉发育敏感期及其可塑性的重要因子。     

弱视患者的皮层视觉运动觉

目的采用功能磁共振成像技术对弱视的视觉运动功能进行研究。方法采用组块设计方式，对9例弱视患者与8例健康志愿者分别进行两侧单眼的旋转光栅刺激、1．5T磁共振扫描和sPM软件离线处理。分别比较弱视组及对照组两单眼间不同的反应水平。结果弱视患者弱视眼的反应体素数目及反应强度均较正常眼低（tAN=3．47，P〈0．05；tAT=2．57，P〈0．05）；正常人双眼间差异无显著性（tAN=1．28，P〉0．1；tNT=-0．02，P〉0．5）。结论弱视患者视皮层视觉运动觉功能下降。     

弱视患者远、近视力差异的临床观察

目的  了解弱视儿童近视力和远视力是否存在差异。设计 回顾性病例系列。研究对象 弱视儿童81例（139眼）。方法 对81例初次就诊的弱视患者进行屈光矫正,分别运用标准对数远视力表和标准对数近视力表进行矫正后远、近视力的测量及分析。对所有接受检查的弱视儿童分别按年龄、屈光度和病因进行分组统计分析。主要指标 近视力,远视力。结果 不同病因弱视患者的远近视力比较：屈光不正性弱视、屈光参差性弱视、斜视性弱视患者的平均近视力分别为0.48±0.27、0.47±0.28、0.45±0.30,平均远视力分别为0.46±0.22、0.40±0.20、0.43±0.30,各组的远近视力差异均无统计学意义（P均＞0.05）。不同年龄弱视患者的远近视力比较：3岁～≤5岁组、＞5岁～≤7岁组、＞7岁～12岁组的平均近视力分别为0.41±0.23、0.56±0.29、0.46±0.31,平均远视力分别为0.39±0.18、0.52±0.22、0.42±0.23,各年龄组患者的远近视力差异均无统计学意义（P均＞0.05）。不同屈光度弱视患者的远近视力比较：≤+4.00 D组和＞+4.00 D组平均近视力分别为0.45±0.26、0.48±0.28,平均远视力为0.40±0.30、0.46±0.21,两组屈光度患者的近视力与远视力平均值差异均无统计学意义（P均＞0.05）。结论 本研究结果显示,不同病因、不同年龄段、不同屈光度的弱视患者其远、近视力无明显差异。 （眼科,2013,22： 266-268）     

视觉发育关键期单眼形觉剥夺对大鼠视功能和视皮层PKCζ蛋白表达的影响

目的　探讨视觉发育关键期单眼形觉剥夺对大鼠视功能和视皮层PKCζ蛋白表达的影响。方法　选取出生后13 d SPF级Long Evans大鼠28只,利用随机数字表法将大鼠随机分为两组:正常对照组、弱视模型组,每组14只,以右眼作为实验眼。建立大鼠多维度弱视模型,采用视觉诱发电位验证弱视模型的建立,HE染色观察大鼠视皮层形态结构,视觉悬崖实验检测大鼠立体视功能,计算每只大鼠的辨别指数,Western blot检测大鼠视皮层中PKCζ蛋白的表达。结果　与正常对照组相比,弱视模型组大鼠右眼（剥夺眼）的P2波潜伏期明显延长,P2波振幅明显降低,差异均有统计学意义(均为P<0.05) 。两组大鼠视觉悬崖实验检测结果显示,正常对照组大鼠探索行为轨迹集中在右侧(非悬崖侧),而弱视模型组大鼠探索行为轨迹紊乱,探索区域大多分布在左侧 (悬崖侧)。弱视模型组大鼠辨别指数明显低于正常对照组 (P<0.05)。正常对照组大鼠视皮层神经元数量丰富,结构完整,未出现明显神经元变性和坏死;弱视模型组大鼠视皮层神经元数量明显减少,结构不完整,出现不同程度的胞体固缩。弱视模型组大鼠左侧视皮层PKCζ蛋白相对表达量明显低于正常对照组（P<0.01）。结论　在视觉发育关键期单眼形觉剥夺可造成大鼠视皮层结构的改变和视功能严重损害,视皮层PKCζ蛋白表达水平下降。     

Altered intrinsic functional connectivity of the primary visual cortex in youth patients with comitant exotropia: a resting state fMRI study

AIM: To evaluate the differences in the functional connectivity (FC) of the primary visual cortex (V1) between the youth comitant exotropia (CE) patients and health subjects using resting functional magnetic resonance imaging (fMRI) data. METHODS: Totally, 32 CEs (25 males and 7 females) and 32 healthy control subjects (HCs) (25 males and 7 females) were enrolled in the study and underwent the MRI scanning. Two-sample t-test was used to examine differences in FC maps between the CE patients and HCs. RESULTS: The CE patients showed significantly less FC between the left brodmann area (BA17) and left lingual gyrus/cerebellum posterior lobe, right middle occipital gyrus, left precentral gyrus/postcentral gyrus and right inferior parietal lobule/postcentral gyrus. Meanwhile, CE patients showed significantly less FC between right BA17 and right middle occipital gyrus (BA19, 37). CONCLUSION: Our findings show that CE involves abnormal FC in primary visual cortex in many regions, which may underlie the pathologic mechanism of impaired fusion and stereoscopic vision in CEs.     

艾芬地尔对单眼形觉剥夺小鼠初级视皮层兴奋性递质受体表达的影响

目的　检测N-甲基-D-天冬氨酸 （N-mehyl-D-aspartate，NMDA）受体亚基NR2B （NMDA-NR2B）阻断剂艾芬地尔对单眼形觉剥夺小鼠初级视皮层内兴奋性递质受体亚基关键期相对表达量的影响，为弱视机制研究提供实验基础。方法　选取出生后3~4周健康C57BL/6J小鼠15只，随机分为正常对照组、单眼形觉剥夺组、联合组，每组5只。单眼形觉剥夺组和联合组小鼠右眼褥式缝合6 d，建立单眼形觉剥夺模型，联合组于第1、3、5天腹腔注射艾芬地尔，给药量为10 mg·kg^-1。采用qRT-PCR法检测各组小鼠视皮层NR2A mRNA和NR2B mRNA的相对表达量；采用Western blot法检测各组小鼠视皮层NR2A蛋白和NR2B蛋白的相对表达情况。结果　与正常对照组相比，单眼形觉剥夺组小鼠左侧视皮层NR2A mRNA和蛋白表达下降，差异均有统计学意义（均为P＜0.05），NR2B mRNA和蛋白表达升高，差异均有统计学意义（均为P＜0.05）；右侧视皮层NR2A mRNA和蛋白表达升高，差异均有统计学意义（均为P＜0.05），NR2B mRNA和蛋白表达下降，差异均有统计学意义（均为P＜0.05）。联合组、单眼形觉剥夺组小鼠左侧视皮层NR2A mRNA和蛋白相对表达量分别为0.99±0.22、0.75±0.08和0.58±0.44、0.50±0.36，差异均无统计学意义（均为P>0.05）；联合组小鼠左侧视皮层NR2B蛋白相对表达量为1.79±0.84，低于单眼形觉剥夺组小鼠（4.83±2.06），差异有统计学意义（P＜0.05）。结论　NR2B受体阻断剂艾芬地尔能显著降低NR2B亚基的表达，并阻断单眼形觉剥夺对NR2B基因及蛋白表达的影响，但对NR2A基因及蛋白表达无影响。     

Proton magnetic resonance spectroscopy revealed choline reduction in the visual cortex in an experimental model of chronic glaucoma

Glaucoma is a neurodegenerative disease of the visual system. While elevated intraocular pressure is considered to be a major risk factor, the primary cause and pathogenesis of this disease are still unclear. This study aims to employ in vivo proton magnetic resonance spectroscopy (¹H MRS) to evaluate the metabolic changes in the visual cortex in a rat model of chronic glaucoma. Five Sprague-Dawley female rats were prepared to induce ocular hypertension unilaterally in the right eye by photocoagulating the episcleral and limbal veins using an argon laser. Single voxel ¹H MRS was performed on each side of the visual cortex 6 weeks after laser treatment. Relative to the creatine level, the choline level was found to be significantly lower in the left glaucomatous visual cortex than the right control visual cortex in all animals. In addition, a marginally significant increase in glutamate level was observed in the glaucomatous visual cortex. No apparent difference was observed between contralateral sides of the visual cortex in T1-weighted or T2-weighted imaging. The results of this study showed that glaucoma is accompanied with alterations in the metabolism of choline-containing compounds in the visual cortex contralateral to the glaucomatous rat eye. These potentially associated the pathophysiological mechanisms of glaucoma with the dysfunction of the cholinergic system in the visual pathway. ¹H MRS is a potential tool for studying the metabolic changes in glaucoma in vivo in normally appearing brain structures, and may possess direct clinical applications for humans. Measurement of the Cho:Cr reduction in the visual cortex may be a noninvasive biomarker for this disease.     

双眼视觉训练对儿童功能性视力不良的疗效观察

目的：观察双眼视觉训练对功能性视力不良的疗效。

方法：回顾性系列病例研究。选取2018-01/06我科就诊的患儿22例(男12例,女10例),平均年龄7.5±0.8岁,完善眼部常规检查及屈光、双眼视觉功能检查。对屈光度数为球镜在±1.00D以内之间、伴有低于1.00D散光或不伴散光者,根据结果行针对性视觉功能训练。观察训练前后视力、屈光度及双眼视功能。

结果：训练后22例患儿视力均有提升, 训练前后平均屈光度分别为-0.011±0.573、-0.057±0.338D(P=0.633)。远距离水平隐斜量训练前后的平均值分别为-3^△±2.97^△和-1.18^△±1.6^△(P=0.089)。训练前后近距离水平隐斜量平均值分别为-6.27^△±4.56^△及-2.82^△±2.56^△; 集合近点平均值分别为7.73±2.15、3.05±0.69cm; 调节性集合与调节比率平均值分别为2.00±1.55、3.64±0.5(均P<0.05)。训练前双眼视觉的负相对调节及正相对调节的平均值分别为1.61±0.41、-1.98±0.71D,训练后为2.09±0.23、-3.89±0.71 D; 训练前后调节反应由0.09±0.38D提升至0.39±0.13D; 调节幅度由9.55±2.54D到 11.55±1.13D; 双眼调节灵敏度由3.36±2.73cpm到 9.64±1.5cpm(均P<0.05)。

结论：儿童功能性视力不良者,在屈光检查的前提下,进行双眼视觉功能检查是必要的; 针对性视觉训练治疗,可以提高视力及改善双眼调节及集合功能。