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新的研究重塑了对大脑如何从损伤中恢复的理解

每年约有265,000名美国人中风导致视力损害。新研究出现在英国皇家学会会刊B期刊中,阐明了中风引起的大脑损伤如何导致永久性视力损害。这些发现可以为研究人员提供一个蓝图,以更好地确定哪些视野可以恢复,促进更有效的干预措施的发展,以鼓励视力恢复。

“这项研究通过描述大脑视觉中枢中风后发生的一系列过程以及最终如何导致视网膜变化来开辟新天地,”高级研究作者,卡内基梅隆大学副教授Brad Mahon说。和罗切斯特大学。“通过更准确地了解中风后眼睛与大脑之间的连接保持完整,我们可以开始探索能够促进神经可塑性的治疗方法,最终目标是在更多患者身上恢复更多视力。”

当在初级视觉皮层中发生中风时,负责处理视力的神经元可能被损坏。根据损坏的程度,这可能导致视野中的盲区。虽然一些患者会随着时间的推移自发恢复视力,但对于大大脑这一区域神经元损伤的一个众所周知的后果是眼睛细胞的进行性萎缩,称为视网膜神经节细胞。

“虽然眼球没有受到中风的伤害,但视网膜中的细胞会向大脑部分受到损伤的细胞随着时间的推移而退化,”马洪说。“一旦发生这种情况,视力就越来越不可能在那个位置恢复。”

这项新研究旨在了解卒中后视力丧失的机制,以及是否有可能确定可以恢复的视野区域。该研究涉及15名在Strong Memorial和Rochester综合医院接受治疗的患者,这些患者中风影响了大脑的主要视觉处理区域。参与者进行视力测试,在MRI中进行扫描以识别大脑活动区域,并进行评估视网膜细胞完整性的测试。

研究小组发现,视网膜神经节细胞的存活取决于它们所连接的大脑的主要视觉区域是否仍然活跃。与视觉皮层不再活跃的区域相连的眼细胞会萎缩和退化,导致永久性视力损害。

然而,研究人员观察到眼睛中的一些细胞仍保持健康,即使患者无法看到相应的视野。这一发现表明,这些眼细胞与视觉皮层中未受损伤的神经元保持连接,并且视觉信息正从眼睛到视觉皮层,即使这些信息没有被大脑以允许视觉的方式解释。

研究报告的共同作者罗切斯特大学助理教授Bogachan Sahin博士说:“为了将视觉信息转化为世界的连贯视觉表现,大脑皮层区域的整合是必要的。”医疗中心(URMC)神经内科。“虽然中风可能会破坏从大脑视觉中心到更高阶区域的信息传递,但这些发现表明,当大脑的主要视觉处理中心保持完整和活跃时,利用大脑可塑性的临床方法可以导致视力恢复。“

这项研究已成为一项针对视力丧失的中风患者的新临床试验的基础,该试验目前正在URMC进行,由Sahin领导。该研究涉及一类称为选择性5-羟色胺再摄取抑制剂的药物,其中最常见的是抗抑郁药百忧解,它们可以增强神经可塑性 - 大脑重新连接自身并形成新的连接以在损伤后恢复功能的能力。假设是该药物将通过促进解释健康眼细胞信号所必需的大脑区域之间的新连接的发展来帮助恢复视力。

该研究还提出了新的临床方法,通过更有效地针对视野中的盲区来最大化恢复潜力。URMC研究人员Krystel Huxlin和James V. Aquavella博士开发了一种视觉训练方案,该方案已被证明有助于中风后视力恢复,新研究可以帮助改进这项技术的使用方法。

“这些发现提示了一种治疗方案,包括视野检查和眼科检查,以确定视觉缺陷和视网膜神经节细胞变性之间的不一致,”医学博士/博士Colleen Schneider说。罗切斯特大学医学和牙凤凰娱乐注册院的学生,也是该研究的第一作者。“这可以识别眼睛和大脑之间完整连接的视觉区域,这些信息可用于将视觉再训练疗法用于最有可能恢复的盲视区域。”

这项研究的数据在KiltHub中公开提供,这是CMU在figshare中托管的综合机构知识库。在未来,它将被纳入开放大脑项目,这是一个用于探索人类大脑的新型数字平台。卡内基梅隆大学图书馆心理学和脑凤凰娱乐注册研究联络人兼开放凤凰娱乐注册项目主任Ana Van Gulick是CMU和罗切斯特大学共同努力的重要贡献者。

“神经凤凰娱乐注册领域目前正在向开放凤凰娱乐注册发展,这将鼓励新的合作和受数据凤凰娱乐注册启发的研究方法,”Van Gulick说。“这方面的基石是以标准格式提供对数据集的开放访问,以便它们可以被聚合和重用以扩展凤凰娱乐注册发现。目前KiltHub中可用的数据以及稍后可通过开放脑项目发现的更大集合将提供丰富的开放获取资源,用于神经凤凰娱乐注册的教育和研究。“

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