1.
Какие изменения в сетчатки глаза выявлены при шизофрении?
Философы определили глаза как "интерпретаторы разума" задолго до нейробиологов, совсем недавно было научно подтверждено (благодаря значительному улучшению методов исследования сетчатки глаза), что несколько четко определенных нейродегенеративных состояний, а также психических расстройств находят свои проявления в особенностях структуры и функции глаза Кроме того, учитывая, что сетчатка глаза развивается из той же ткани, что и мозг ее можно считать единственной частью центральной нервной системы, которую можно видеть невооруженным глазом в естественном состоянии у живых организмов. Поэтому не должно быть сюрпризом, что способность отражать целостность сенсорной функции и структур мозга увенчала глаза прозвищем "окна в разум". Известно, что у больных шизофренией изменена структура глаз, так, например, картирование толщины слоев сетчатки при этом расстройстве показало уменьшение слоя ее аксонов, толщины и объема макулы ( Lee W., et.al., 2013). Ошибочное представление о том, что результаты исследований больных шизофренией, связанные со зрением, считаются незначительными, бросает тень на показатели взгляда как потенциальные нейрофизиологические маркеры, интерпретирующие высоко гетерогенный мозг при этом расстройстве.
Почему исследования движений глаз при шизофрении способствует пониманию механизмов ее развития и связаны с эффективностью лечения и реабилитации больных этим расстройством?
Устройства для отслеживания глаз характеризуются относительно экономически эффективными оценками и чрезвычайно гибкими местами сбора данных, которые могут быть получены в любой комфортной среде и не ограничиваются окрестностями больницы или психиатрической клиники. В свете заметного смещения фокуса исследований шизофрении и реабилитации больных просматривается тенденция перехода с классической симптоматики на нарушения обработки контекста, поступающей информации, то есть, когнитивного функционирования. Наборы данных отслеживания глаз, полученные из бессознательных движений, дают представление о моделях обработки информации и предоставляют точные инструменты для измерения состояния когнитивной сферы (и ее дефицитов), в то же время, указывая и предсказывая патологическик процессы, лежащие в основе шизофрении. Несмотря на то, что можно скрытно следить за пространственным местоположением, более эффективно фиксировать глаза на том, на что человек обращает внимание. Таким образом, фундаментальная точка поведения глаз, отражающая внимание (и, следовательно, мысли) привлекательна как измеримый индикатор (маркер) шизофрении, определяемый с помощью анализа параметров взгляда (Morita K, et.al., 2020). На протяжении многих лет поведение глаза человека тренировалось с использованием огромного количества различных типов стимулов (например, геометрических фигур, картин, базы данных моральных образов, компьютеризированных лиц, фотографий реальных человеческих лиц, натуралистичных изображений еды), применяемых в различных парадигмах обработки контекста. Движения глаз отражают процессы мышления, которые могут быть отслежены по записям этих движений, которые показывают какие элементы привлекают взгляд, в каком порядке и как часто. Плавное движение глаз слежения служит для поддержания колебания в гармоническом движении объекта, находящегося в поле зрения. Нарушения движений (саккад) во время слежения за объектом глаз выделены как потенциальные биологические маркеры шизофрении.
2.
Какие исследователи первыми изучали движения глаз и что такое "саккады"?
В 1879 году, просто наблюдая за глазами через систему зеркал, Луи Жаваль заметил, что во время чтения глаза не скользят плавно по странице, а скорее делают ряд коротких остановок на отдельных словах. Эти короткие остановки стали известны как фиксации, в то время как быстрые движения глаз между фиксациями стали называть "саккады". Значительно позже Гай Т. Басвелл ( как люди смотрят на картинки )(Buswell G., 1935) и Альфред Лукьянович Ярбус ( движения глаз и зрение ) (Yarbus AL., 1967) стали пионерами в изучении когнитивных процессов, действующих на визуальное исследование, изучая взаимодействие между фиксацией и интересом к объектам.
Какая история исследования движений глаз при шизофрении?
В 1903 году было опубликовано первое исследование движений глаз у пациентов с синдромом Шейермана-Зевса (в то время это были пациенты с "ранним слабоумием"), в котором Крепелин сообщил о неполном восприятии очень кратковременно выставленных стимулов. В 1908 году психиатр Аллен Дифендорф и экспериментальный психолог Рэймонд Додж объединились для изучения глазодвигательной функции у пациентов психическими расстройствами (Diefendorf AR, Dodge R. 1908). Чтобы извлечь пользу из переобученного зрительного поведения, они решили изучать плавное преследование и рефлекторные саккады, которые избегают любых смешивающих эффектов задач способных быть «слишком сложными» или включать «необычные требования» для пациентов (следовательно, любые обнаруженные дефициты будут предполагать дисфункцию, связанную с заболеванием, в потенциально информативной нервной системе). Знаковое исследование Дифендорфа и Доджа движений глаз у психиатрических пациентов заложило основу для дальнейших исследований. Однако, с сообщением Блейлера о невозможности повторить результаты Крепелина (в Dementia Praecox или Группа шизофрении 1911), исследования визуальной обработки при шизофрении пошли на спад, но вновь, достигли пика во время «когнитивной революции» (в 50-х и 60-х годах прошлого века), когда число экспериментов, основанных на познании, возросло, и интерес к глазодвигательным нарушениям, связанным с психозами, вновь усилился(Levy D, et.al., 1993). Независимое повторное открытие Хольцмана c соавт. выявило дисфункцию слежения за глазами (или нарушение плавного движения глаз) не только у пациентов с шизофренией, но и почти у половины их клинически здоровых биологических родственников первой степени родства (Holzman P, et.al., 1974). Эта исследовательская группа внесла большой вклад в эту область: повторив и расширив предыдущие выводы Дифендорфа и Доджа; и направив фокус исследований шизофрении в первую очередь на задачи восприятия движения. При этом, частые небольшие саккады были указаны как отвлекающие факторы поведения глаз при шизофрении. Впоследствии огромное количество исследователей сообщило о биологической чувствительности к движению, разграничив пациентов с шизофренией от пациентов с биполярным расстройством. До сих пор, хотя и другие факторы, которые были описаны как патологические у пациентов с шизофренией, дисфункция слежения за глазами остается прежде всего как аномалия черты, ограниченная риском шизофрении (Kaliuzhna M, et.al., 2020).
О чем свидетельствуют движения глаз больного шизофренией?
Известно, что пациенты с шизофренией обычно имею широкий спектр глазодвигательных изменений. Так, например, у пациентов наблюдались перцептивные нарушения, которые включали нарушенные зрительные переживания при отсутствии симптомов депрессии (Chapman J. 1966). Причем, это был наиболее частый и первоначальный симптом шизофрении, появляющийся в течение 4 лет до первой госпитализации, за которым позже последовали негативные симптомы и функциональные нарушения (Häfner H,et.al. 2005). В современных исследованиях несколько независимых групп сообщили, что у пациентов с шизофренией плохая способность удерживать внимание, что, в свою очередь, приводит к общему плохому восприятию (Heinrichs R, Zakzanis K., 1998). Больные шизофренией избегают смотреть на выступающие области лица (King D., et.al., 2017). Такой ограниченный путь визуального сканирования связан с более низкой точностью распознавания эмоций. Однако эти результаты относятся к сенсорной обработке «снизу вверх», где атипичности «снизу вверх» могут быть результатом нетипичных моделей взгляда или дефицита модуляции внимания нейронной активности. Необходимы дальнейшие исследования для изучения сенсорной обработки в контексте путей визуального сканирования, чтобы выяснить, можно ли действительно считать нетипичную функцию сенсорных областей дефицитом «снизу вверх» при шизофрении. В частности, использование стимулов зрительных иллюзий может продемонстрировать, как мозг использует высокоадаптивные механизмы, которые допускают механизмы восприятия сверху вниз. Эта модуляция социального восприятия сверху вниз была описана при шизофрении как ненормальная (пациенты демонстрируют сильное влияние предыдущих ожиданий). Противоположное оказалось верным для пациентов с аутизмом, характеризующихся ненормально слабой модуляцией сверху вниз ( Uhlhaas P., et.al., 2006). Добавление стимулов иллюзий высокого и низкого уровня к будущим перекрестным диагностическим парадигмам может способствовать текущему знанию того, что общего у симптоматики при шизофрении, и прояснить понимание симптомов зрительного искажения, а не галлюцинаций (Wolf A., et.al.2021). Ориентация на стимул является рефлекторной, а перемещение глаз в противоположную сторону требует тормозного контроля и поддержания инструкции задачи. Слабое торможение связано с низким контролем импульсов, возбуждением, волнением и враждебностью, а также с нарушением в дорсолатеральной префронтальной коре (Nishimura Y,et.al., 2011).
Каким образом исследование саккад помогает терапии больных шизофренией?
При шизофрении когнитивные факторы (повышенное внимание, подавление рефлекторных и наличие навязчивых саккад) изучаются в экспериментальных задачах; то есть отслеживание взглядом движущейся цели ( горизонтальная парадигма исследования) и удержание взгляда на цели фиксации, представленной в центре монитора (тест на устойчивость фиксации). Напротив, некоторые вопросы требуют анализа траекторий сканирования, а не количественной оценки показателей фиксации и саккад. Таким образом, начал возникать интерес к тренировке визуального вовлечения пациентов, обусловленного индивидуальными предпочтениями, убеждениями и интуицией ( Sabater‐Grande G,et.al., 2020).
3.
Какие изменения произошли в современных технологиях исследований движений глаз?
Современная технология отслеживания глаз известна своим сложным математическим анализом изображений, с его способностью обнаруживать зрачки зрителей и вычислять образцы отражения роговицы. Исследуя обработку информации человеком, которая требует синхронизированной активности структур мозга низшего и высшего порядка, взгляд может отражать целостность мозга. Например, рефлекторные саккады считаются типом когнитивного параметра, который оценивает внимание. Кроме того, чтобы раскрыть понимание сложности поведения движения глаз (для обработки заданной информации), исследователи начинают регистрировать пути исследовательского сканирования во время задач свободного обзора (Sprenger A,et.al., 2013).
В каких областях знаний сегодня используется исследования движений глаз?
Проясняя особенности функционирования "цепей нейронов" путем иллюстрации сложного взаимодействия между зрением и состоянием когнитивной сферы, измерения движения глаз активно проводятся в междисциплинарных лабораториях, которые объединяют работы психологов, биологов, экономистов и специалистов компьютерных наук. Так, например, было создано огромное количество эффективных и обоснованных экспериментальных парадигм поведения относительно искренности, магических трюков, задач на суждение, моральной дилеммы, чтения, визуального поиска, азартных игр, повседневной деятельности, решения проблем в процессе обучения и дискретного выбора в принятии клинических решений. Офтальмология активно применяется в нейромаркетинге, стремясь раскрыть ценную информацию о решениях потребителей, а также ответить на вопрос, как взломать внутреннюю «кнопку покупки» потребителя.
Выводы
Картирование толщины слоев сетчатки у больных шизофрении показало уменьшение слоя аксонов, толщины и объема макулы
Рефлекторные саккады считаются когнитивным параметром, оценивающим внимание
Литература
Buswell GT. How People Look at Pictures. Chicago: University of Chicago Press, 1935
Chapman J. The early symptoms of schizophrenia. Br. J. Psychiatry 1966; 112: 225–251.
Diefendorf AR, Dodge R. An experimental study of the ocular reactions of the insane from photographic records. Brain 1908; 31: 451–489
Häfner H, Maurer K, Trendler G, An Der Heiden W, Schmidt M, Könnecke R. Schizophrenia and depression: Challenging the paradigm of two separate diseases—a controlled study of schizophrenia, depression and healthy controls. Schizophr. Res. 2005; 77: 11–24
Heinrichs RW, Zakzanis KK. Neurocognitive deficit in schizophrenia: A quantitative review of the evidence. Neuropsychology 1998; 12: 426–445.
Holzman PS, Proctor LR, Levy DL, Yasillo NJ, Meltzer HY, Hurt SW. Eye‐tracking dysfunctions in schizophrenic patients and their relatives. Arch. Gen. Psychiatry 1974; 31: 143–151
Kaliuzhna M, Stein T, Sterzer P, Seymour KJ. Examining motion speed processing in schizophrenia using the flash lag illusion. Schizophr. Res. Cogn. 2020; 19: 100165.
King DJ, Hodgekins J, Chouinard PA, Chouinard VA, Sperandio I. A review of abnormalities in the perception of visual illusions in schizophrenia. Psychon. Bull. Rev. 2017; 24: 734–751.
Lee WW, Tajunisah I, Sharmilla K, Peyman M, Subrayan V. Retinal nerve fiber layer structure abnormalities in schizophrenia and its relationship to disease state: Evidence from optical coherence tomography. Investig. Ophthalmol. Vis. Sci. 2013; 54: 7785–7792
Levy DL, Yasillo NJ, Dorus E et al. Relatives of unipolar and bipolar patients have normal pursuit. Psychiatry Res. 1983; 10: 285–293.
Morita K, Miura K, Kasai K, Hashimoto R. Eye movement characteristics in schizophrenia: A recent update with clinical implications. Neuropsychopharmacol. Rep. 2020; 40: 2–9.
Nishimura Y, Takizawa R, Muroi M, Marumo K, Kinou M, Kasai K. Prefrontal cortex activity during response inhibition associated with excitement symptoms in schizophrenia. Brain Res. 2011; 1370: 194–203.
Sabater‐Grande G, Haro G, García‐Gallego A, Georgantzís N, Herranz‐Zarzoso N, Baquero A. Risk‐taking and fairness among cocaine‐dependent patients in dual diagnoses: Schizophrenia and anti‐social personality disorder. Sci. Rep. 2020; 10: 10120
Sprenger A, Friedrich M, Nagel M, Schmidt CS, Moritz S, Lencer R. Advanced analysis of free visual exploration patterns in schizophrenia. Front. Psychol. 2013; 4: 737
Uhlhaas PJ, Phillips WA, Schenkel LS, Silverstein SM. Theory of mind and perceptual context‐processing in schizophrenia. Cogn. Neuropsychiatry 2006; 11: 416–436.
Yarbus AL. Eye Movements and Vision. Springer US, Boston, MA, 1967.
Wolf A., et.al. Recent updates of eye movement abnormalities in patients with schizophrenia: A scoping review. Psychiatry Clin Neurosci. 2021 Mar; 75(3): 82–100
Добавить комментарий