«Саккадическое движение глаз» (SEM) - это короткое и быстрое движение глаз, которое может быть произвольным или рефлексивным. У некоторых больных психическими расстройствами наблюдаются нарушения в процессе сенсомоторной интеграции и отчасти специфические паттерны движений глаз. SEM считается когнитивным параметром для оценки внимания, причем , известно, что дефицит внимания является особенностью некоторых психических расстройств. Исследования саккадического движения глаз облегчают понимание нейробиологических основ некоторых психических расстройств, позволяя оценить механизмы, вовлеченные в процессы внимания этой популяции больных.
В настоящее время наиболее изученными парадигмами в исследовании саккадических движений глаз являются: "саккада с визуальным контролем" ( перенаправление взгляда на стимул в окружающей среде ) , "антисаккада" ( спонтанное перенаправление взгляда в направлении , противоположном стимулам , для подавления автоматической саккады ) и "саккада с памятью" ( направление глаза к стимулу чередуются между двумя фиксированными точками в фиксированный интервал времени в окружающей среде). «Просаккада» - это реакция, которая включает в себя перенаправление взгляда на стимул, который генерируется для выравнивания "фовеа" ( фовеальная ямка сетчатки ) с интересующей мишенью; другими словами, визуальный стимул появляется случайно в любом месте окружающей среды и задает направление саккады. Успешное завершение задачи требует простого и прямого сенсомоторного преобразования, генерируемого внешним сигналом.
Саккады с визуальным контролем
Среди структур мозга, вовлеченных в этот процесс, верхний холмик ( колликулус, superior colliculus) играет существенную роль в рефлексивных саккадах. Активность отрицательно связана с задержкой; то есть, чем выше активность верхнего колликулуса, тем быстрее продвигается поиск цели. Согласно K. Johnston, S. Everlin (2008) , при изучении саккад с визуальным контролем, чем ниже частота мозговой активности во время реакции на саккаду в начале стимула, тем короче время реакции на следующую саккаду.
Антисаккады
Эта парадигма чаще всего используется в экспериментах по исследованию движения глаз. Субъекты смотрят на центральную фиксированную точку во время антисаккадных заданий. Вместо того, чтобы смотреть на цель при появлении периферийного сигнала, им приказывают быстро смотреть в противоположном направлении, вызывая тем самым саккаду равной амплитуды, которая быстро и точно подавляет рефлексивную саккаду. Это задание позволяет оценить способность подавлять автоматическую саккаду, причем такое подавление создает ощущение стабильной среды. Задержки ответа - типичный параметр, используемый для оценки антисаккад, поскольку они длиннее по сравнению с рефлексивными саккадами - на 50 миллисекунд, в среднем, и таким образом, отличаются от других парадигм. Более длительная латентность может быть отнесена к времени, необходимому для того, чтобы вызвать торможение рефлексивного движения и координировать трансформацию рефлексивного процесса субъекта. Этот процесс трансформации требует изменения уровня активности основного саккадического контура, а также активации и набора новых областей в процесс возбуждения. Еще одним широко используемым показателем является количество ошибок направления, которые могут отражать проблемы торможения.
Антисаккада приводит к увеличению активности в лобно-теменной коре, лобном поле глаза (FEF) и дополнительном поле глаза (SEF) по сравнению с просаккадой, причем исследователи обнаружили, что нейроны в FEF имеют более низкий уровень активности во время процесса подготовки к выполнению задачи. Однако в антисаккаде активность в первичной зрительной коре больше, чем в рефлексивной саккаде.
Саккады памяти
«Саккада под управлением памяти» - это классическая задача, которая использовалась для исследования нейронных процессов, лежащих в основе производительности пространственной памяти, рабочей памяти и кратковременной памяти. Во время этой задачи стимул чередуется между двумя фиксированными точками в фиксированный интервал времени. Субъекта просят взглянуть на центральную фиксированную точку, затем чередующиеся зрительные стимулы представляются на периферии поля зрения, требуя от субъекта их последовательного поиска и запоминания своих позиций. Первоначально перед началом саккады происходит задержка времени смещения между центральной точкой фиксации и периферическим стимулом. В ходе выполнения задачи происходят упреждающие саккады, основанные на сенсорной и моторной памяти. Эту парадигму можно считать процедурной обучающей задачей, которая заставляет субъекта понимать предсказуемость и назначение движения.
По сравнению с движениями, управляемыми стимулами, эти движения более сложны, потому что деятельность требует использования памяти в сочетании с механизмами прямой связи и визуальной информации. Областью, облегчающей понимание последовательности стимулов, является предварительная SEF, которая способствует планированию и запоминанию новой задачи, а SEF способствует выполнению уже запомненных последовательностей. Типичными мерами, используемыми для оценки саккад, управляемых памятью, являются точность (отражающая локализацию цели участником), количество ошибок ожидания (отражающих проблемы в системе запрета) и задержки.
Системы, отвечающие за управляемые памятью саккады, которые поддерживают упреждающее поведение, возникающее во время выполнения задачи, включают исполнительные центры, такие как дорсолатеральная префронтальная кора, включая префронтальную и пре - дополнительную кору ( pre-supplementary cortex) ; специальные контуры, связанные с памятью, такие как лобно-теменные и лобно-таламические контуры и нижняя гиппокампально-теменная сеть; и кортикостриатные и кортикальные мозжечковые связи, которые участвуют в процедурном обучении.
Саккадические движения и психические расстройства
При шизофрении исследователи наблюдали корреляцию между задержками задач, частотой ошибок в саккадах, управляемых памятью, и частотой предсказания упреждающих саккад. В группе больных шизофренией суммарные точки неврологически тонких признаков были положительно связаны с тремя переменными саккадами. Наконец, отрицательные корреляции были найдены для оценки скорости ожидаемых саккад. Больные шизофренией также демонстрировали большее увеличение частоты ошибок и большую задержку генерации антисаккад, чем здоровые люди. Некоторые исследователи также анализировали больных с изменениями в префронтальных областях, что наблюдается и при шизофрении; результаты показали, что этим субъектам было трудно инициировать произвольные саккады в направлении контралатеральной стороны в ответ на зрительный стимул и трудности в подавлении рефлексивных саккад. Авторы также сообщили, что FEF не был необходим для создания саккады. Поражения в этой области приводили только к кратковременным и тонким дефектам генерации движений глаз. Комбинированные поражения верхнего колликула и FEF приводили к более значительным и постоянным изменениям, искажая выполнение движений глаз.
Holzman et.al. обнаружили, что аномалии SPEM у родственников первой степени родства больных шизофренией возникают только тогда, когда у родственников есть некоторые характеристики спектра шизофрении. Исследователи выдвинули гипотезу, что родственники первой степени пациентов с шизофренией уязвимы к этим изменениям, потому что они представляют один и тот же фенотип . Они отметили, что SPEM, как было показано, изменяется примерно у 70% больных шизофренией и примерно у 45% их родственников первой степени родства. Другие авторы сообщили, что в дополнение к пациентам, их родственники первой степени также демонстрировали большое количество ошибок для задач саккадической перефиксации и управляемых саккадических задач памяти, отражая неспособность ингибировать рефлексивные саккады, направленные на видимую цель. В другом эксперименте сравнивали время реакции на выполнение саккады под визуальным контролем 53 пациентов с шизофренией и 1089 контрольных пациентов. Было подтверждено увеличение среднего времени реакции пациентов. Исследователи пришли к выводу, что это различие в распределении может быть связано с основным различием в обработке информации, что приводило к решению перевести взгляд на визуально представленную цель.
У пациентов с биполярным аффективным расстройством (BD) возникают трудности при выполнении антисаккадических задач из-за дисфункции активации префронтальной коры, которая отвечает за планирование движений. Этот сбой происходит из-за изменений в сенсорных показателях передачи Р50, который поддерживает слуховую систему и целостность межнейрональной холинергической модуляции в гиппокампе, часто нарушенной у биполярных пациентов Пациенты с биполярным расстройством не показывают временную стабильность и точность в задании или задержки правильных или неправильных ответов во время задач повторной фиксации и антисаккады.
При депрессии наблюдалась повышенная частота подавления ошибок в ответ на антисаккадное задание, менее точная память для пространственной информации, дисметрия в саккадах под визуальным контролем и повышенная скорость саккадического вторжения во время визуальной фиксации. Исследователи отметили, что пациенты с депрессией проявляли большую латентность и большее количество ошибок при выполнении саккадических задач. Они также продемонстрировали снижение точности движений и затруднение подавления периферических целевых раздражителей. У пациентов с меланхолией отмечается медленная двигательная активность, и им трудно начинать движения без внешних сигналов, причем, эти показатели у пациентов с меланхолией схожи с показателями пациентов с болезнью Паркинсона из-за двигательных нарушений. Это приводит к увеличению задержки, снижению пиковой скорости и гипометрическим первичным саккадам. Увеличение перепрограммированных саккадических латентных периодов и выраженность меланхолических симптомов могут отражать дефицит способности выбирать или подавлять реакции на конкурирующие цели. Кроме того, меланхоличные пациенты имеют более высокую латентность и более низкую пиковую скорость при выполнении саккады, управляемой памятью, повторяя результаты, наблюдаемые в саккадах, управляемых стимулом.
Во время просаккадного задания больные СДВГ генерировали значительно больше предвосхищающих (преждевременных) саккад со временем реакции менее 90 миллисекунд, а показатели у взрослых с СДВГ соответствовали дефициту саккадического торможения. 9 существует взаимозависимость между системами мозга, опосредующими зрительное внимание и двигательное поведение глаза). Исследование показало, что проблемы, возникающие у этих пациентов во время выполнения саккад, вызваны неправильным отбором и поддержанием двигательного ответа на раздражители из-за неспособности подавить или задержать поведенческие реакции. Было также отмечено, что у детей с СДВГ были большие саккады, которые прерывали фиксацию.
Пациенты с ОКР не отличались значительно от здоровых людей с точки зрения усиления преследования или частоты корригирующих и навязчивых саккад. Было также отмечено, что пациенты с ОКР имеют меньшие саккады догоняющего эффекта при плавном преследовании цели. Другие авторы подтвердили изменение SPEM у некоторых пациентов с ОКР, от умеренного до тяжелого снижения качества преследования и увеличенного количества и амплитуды упреждающих саккад.
Добавить комментарий