Восстановление стереопсиса

Повязки на глаза могут укрепить более слабый глаз, но не стимулируют бинокулярное зрение и стереопсис, которые иногда можно восстановить другими способами.

Восстановление стереопсиса , также восстановление стереослепоты , представляет собой феномен обретения стереослепым человеком частичной или полной способности стереозрения ( стереозрения ).

Восстановление стереозрения, насколько это возможно, уже давно считается подходом к терапевтическому лечению стереослепых пациентов. Лечение направлено на восстановление стереозрения у очень маленьких детей, а также у пациентов, которые приобрели, но потеряли способность к стереопсису из-за заболевания. Напротив, эта цель обычно не преследуется при лечении тех, кто не освоил стереопсис в течение первых нескольких лет жизни. Фактически, приобретение бинокулярного и стереозрения долгое время считалось невозможным, если человек не приобрел этот навык в критический период младенчества и раннего детства. Эта гипотеза обычно не подвергалась сомнению и на протяжении десятилетий составляла основу терапевтических подходов к бинокулярным расстройствам. В последние годы это было поставлено под сомнение. В частности, с тех пор, как исследования по восстановлению стереопсиса начали появляться в научных журналах и стало публично известно, что нейробиолог Сьюзен Р. Барри достигла стереопсиса уже во взрослом возрасте, это предположение в ретроспективе считается имеющим статус научной догмы .

Совсем недавно возросло количество научных исследований по восстановлению стереопсиса у взрослых и молодых людей, у которых раньше не было стереозрения. Хотя теперь было показано, что у взрослого человека может возникнуть стереопсис, в настоящее время еще невозможно предсказать, насколько вероятно, что это произойдет у стереослепого человека, а также не существует общего согласия относительно лучшей терапевтической процедуры. возможные последствия для лечения детей с инфантильной эзотропией Также все еще изучаются .

Клиническое лечение косоглазия и стереослепоты

В случаях приобретенного косоглазия с двоением в глазах (диплопии) давно установлено, что необходимо стремиться вылечить двоение в глазах и в то же время восстановить у пациента прежнюю способность к стереозрению. Например, у пациента могло быть полное стереозрение, но позже из-за заболевания у него возникла диплопия, и он потерял стереозрение. В этом случае медицинские вмешательства, в том числе зрительная терапия и хирургия косоглазия , могут устранить двоение в глазах и восстановить стереозрение, которое временно отсутствовало у пациента.

Кроме того, когда детям с врожденным (младенческим) косоглазием (например, инфантильной эзотропией ) делают операцию по поводу косоглазия в течение первых нескольких лет или двух их жизни, это сопровождается надеждой, что они еще могут полностью раскрыть свой потенциал бинокулярного зрения , включая стереопсис.

Напротив, в случае, когда глаза ребенка выпрямляются хирургическим путем в возрасте примерно пяти или шести лет, и у ребенка не было возможности развить стереозрение в раннем детстве, обычно клиническое ожидание состоит в том, что это вмешательство приведет к косметическим улучшениям, но не стереозрение. Традиционно в таких случаях никакого наблюдения за стереопсисом не проводилось.

Например, один автор резюмировал общепринятую научную точку зрения того времени словами: «Стереопсис никогда не будет получен, пока не будет вылечена амблиопия , глаза не выровнены, а бинокулярное слияние и функция не будут достигнуты до того, как закончится критический период для стереопсиса. Клинические данные предполагают, что это происходит в возрасте до 24 месяцев, [...] но мы не знаем точно, когда это происходит, поскольку отсутствуют важные фрагменты фундаментальной научной информации». В целях иллюстрации ссылка сделана на книгу раздаточных материалов врачей для пациентов, написанную для широкой публики и опубликованную в 2002 году, в которой суммируются ограничения в терминах, в которых они в то время полностью принимались как медицинское состояние. искусство следующим образом: «Если у взрослого есть детское косоглазие, которое никогда не лечили, уже слишком поздно лечить амблиопию или восприятие глубины , поэтому цель может быть просто косметической – сделать так, чтобы глаза выглядели правильно выровненными – хотя иногда лечение действительно увеличивает степень бокового зрения». Лишь совсем недавно было признано, что терапевтический подход основан на неоспоримом понятии, которое с тех пор стало называться «мифом» или «догмой».

Однако в последнее время известно, что восстановление стереопсиса произошло у ряда взрослых. Хотя в некоторых случаях это происходило после зрительных упражнений или спонтанных зрительных переживаний, в последнее время взгляд медицинского сообщества на хирургию косоглазия стал более оптимистичным в отношении результатов с точки зрения бинокулярной функции и, возможно, стереопсиса. Как утверждает один автор:

У большинства взрослых наблюдается некоторое улучшение бинокулярной функции после операции по поводу косоглазия, даже если косоглазие было давним. Чаще всего это принимает форму расширения бинокулярных полей зрения; однако у некоторых пациентов также может восстановиться стереопсис.

Научные исследования остаточной пластичности нейронов во взрослом возрасте теперь также включают исследования по восстановлению стереопсиса. Теперь это вопрос активного научного исследования, при каких условиях и в какой степени бинокулярное слияние и стереозрение могут быть приобретены во взрослом возрасте, особенно если неизвестно, имел ли человек предшествующий опыт стереозрения, и как результаты могут зависеть от история терапевтических вмешательств пациента.

Примеры и тематические исследования

Оливер Сакс первым сделал историю Сьюзен Бэрри, которую он прозвал «Стерео Сью», известной широкой публике.

Сообщалось, что восстановление стереопсиса произошло у некоторых взрослых в результате медицинского лечения, включая хирургию косоглазия и терапию зрения , или спонтанно после просмотра стереоскопического 3D-кинотеатра .

Личные отчеты в разделе «Фиксация моего взгляда»

Самый известный случай восстановления стереопсиса - это случай нейробиолога Сьюзен Р. Барри , у которой было чередование детской эзотропии с диплопией , но без амблиопии, которая перенесла три хирургические коррекции в детстве, но на тот момент не добилась бинокулярного зрения, и выздоровела от стереослепоты во взрослом возрасте. после терапии зрения у оптометриста Терезы Руджеро. О случае Барри сообщил невролог Оливер Сакс . Положительно прокомментировал ее случай Дэвид Х. Хьюбел , лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1981 года вместе с Торстеном Визелем за открытия, касающиеся обработки информации в зрительной системе. В 2009 году Барри опубликовала книгу «Исправление моего взгляда: путешествие ученого к видению в трех измерениях» , в которой рассказала о своем собственном и нескольких других случаях восстановления стереопсиса.

В своей книге «Фиксация моего взгляда » Сьюзен Барри подробно описывает свое удивление, восторг и последующие переживания, когда у нее внезапно появилось стереозрение.

Хьюбель писала о своей книге:

«Широко распространено мнение, что взрослый человек, косоглазый с младенчества, никогда не сможет обрести стереозрение, но, ко всеобщему удивлению, Барри преуспел. В «Фиксации моего взгляда » она описывает, как чудесно было шаг за шагом обрести это ей открылся новый трехмерный мир, и как нейробиолог она может обсуждать науку как эксперт, простым языком».

Дэвид Х. Хьюбел, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине, почетный профессор нейробиологии Джона Франклина Эндерса Гарвардской медицинской школы.

В ее книгу вошли отчеты других людей, имевших аналогичный опыт восстановления стереопсиса. еще сто раз Барри цитирует личный опыт нескольких человек, в том числе человека, который был художником и описал свой опыт видения с помощью стереопсиса как «то, что он мог видеть негативное пространство ». женщина, страдавшая амблиопией до того, как увидела 3D, описала, как пустое пространство теперь «выглядит и ощущается осязаемым, осязаемым – живым!», женщина, которая страдала косоглазием с двух лет и видела в 3D после прохождения терапии зрения, заявила: «Самое крутое — это ощущение, что ты находишься «в измерении » », женщина, которая была очень встревожена, внезапно увидев придорожные деревья и приближающиеся к ней знаки, и две женщины, у которых внезапно возникло стереозрение с широкоугольным взглядом на мир, первая заявила: «Я смогла охватить гораздо больше комнаты, чем раньше», а вторая: «Это было очень драматично, поскольку мое периферийное зрение внезапно заполнилось обеими сторонами».

Общим для Барри и, по крайней мере, одного человека, о котором она рассказала, является открытие того, что их ментальное представление о пространстве также изменилось после приобретения стереозрения: даже с закрытым глазом возникает ощущение, что они видят «больше», чем видят одним закрытым глазом. до восстановления стереопсиса.

Несмотря на стереослепоту, Бриджман использовал поляризационные очки в 3D-кинотеатре и внезапно смог видеть в 3D.

Дальнейшие дела в СМИ

Помимо Барри, еще одним взрослым человеком, который ранее был стереослепым, чья приобретенная способность к стереопсису привлекла внимание средств массовой информации, является нейробиолог Брюс Бриджман, профессор психологии и психобиологии Калифорнийского университета в Санта-Крус , который вырос почти стереослепым и спонтанно приобрел стереозрение в 2012 году в возрасте из 67 лет при просмотре 3D-фильма «Хьюго» в поляризационных 3D-очках. Сцена вдруг предстала перед ним в глубине, а способность видеть мир в стерео осталась с ним и после ухода из кинотеатра.

Другие аккаунты от первого лица

Майкл Томас описал опыт мгновенного появления трехмерного зрения в возрасте 69 лет в публичном посте на Facebook.

Последние научные исследования

В последнее время растет объем научной литературы по исследованиям восстановления стереопсиса у взрослых, которая начала появляться незадолго до Оливера Сакса в The New Yorker. публикации привлек внимание общественности к открытию Барри. В ряде научных публикаций систематически оценивается послеоперационный стереопсис пациентов. тогда как другие исследования изучали влияние процедур тренировки глаз.

Послеоперационный стереопсис

Известно, что определенные условия являются предпосылкой для стереозрения, например, величина отклонения по горизонтали, если таковая имеется, должна быть небольшой. В нескольких исследованиях было признано, что операция по исправлению косоглазия может улучшить бинокулярную функцию. В одном из этих исследований, опубликованном в 2003 году, был сделан недвусмысленный вывод: «Мы обнаружили, что улучшение бинокулярности, включая стереопсис, может быть достигнуто у значительной части взрослых». Эта статья была опубликована вместе с обсуждением результатов среди коллег, в которых рассматривались научные и социальные последствия медицинского лечения, например, касающиеся долгосрочной актуальности стереопсиса, важности предотвращения диплопии, необходимости предсказуемых результатов, и психосоциальная и социально-экономическая значимость .

Среди исследований послеоперационного стереопсиса есть публикация 2005 года, в которой сообщалось в общей сложности о 43 взрослых старше 18 лет, которым была проведена хирургическая коррекция после того, как они жили с постоянным горизонтальным косоглазием в течение более 10 лет без предшествующего хирургического вмешательства или стереопсиса. при остроте зрения 20/40 и более также на девиационном глазу; в этой группе стереопсис присутствовал у 80% экзотропов и 31% эзотропов, при этом восстановление стереопсиса и остроты стереопсиса не коррелировало с количеством лет, в течение которых сохранялось отклонение. Исследование, опубликованное в 2006 году, включало, помимо обширного обзора исследований по восстановлению стереопсиса за последние десятилетия, повторную оценку всех тех пациентов, у которых было врожденное или раннее начало косоглазия с большим постоянным горизонтальным расхождением и которые перенесли хирургическое вмешательство по поводу косоглазия. в 1997–1999 гг. в данной клинике, за исключением лиц, имевших в анамнезе неврологические или системные заболевания или органические заболевания сетчатки. Среди полученных 36 субъектов в возрасте 6–30 лет у многих восстановилось бинокулярное зрение (56% согласно оценке с использованием полосатых очков Баголини , 39% с помощью теста Титмуса, 33% с помощью 4-точечного теста Уорта и 22% с помощью теста Random dot E). тест) и 57% имели остроту стереоскопического зрения на 200 угловых секунд или лучше, что позволило сделать вывод, что некоторая степень стереопсиса может быть достигнута даже в случаях косоглазия в младенческом или раннем детском возрасте. Другое исследование показало, что некоторые взрослые с хроническим косоглазием и хорошим зрением могут восстановить слияние и стереопсис посредством хирургического выравнивания.

Напротив, в исследовании, в котором группа из 17 взрослых и детей старшего возраста в возрасте не менее 8 лет, все из которых перенесли операцию по поводу косоглазия и послеоперационную оценку после длительной нелеченной инфантильной эзотропии , у большинства из них наблюдалось бинокулярное слияние при тестировании с Линзы Баголини и увеличенное поле зрения , но ни один из них не продемонстрировал стереослияние или стереопсис.

Стереоострота ограничена остротой зрения глаз, в частности остротой зрения более слабого глаза. То есть, чем больше у пациента ухудшается зрение любого из двух глаз по сравнению со стандартом зрения 20/20, тем меньше вероятность улучшения или восстановления стереозрения, если только сама острота зрения не будет улучшена другими способами. Сама по себе операция по поводу косоглазия не улучшает остроту зрения.

Стереопсис после процедур обучения

Ортоптические упражнения оказались эффективными для уменьшения симптомов у пациентов с недостаточностью конвергенции и декомпенсированной экзофорией за счет улучшения конвергенции глаз вблизи точки, необходимой для бинокулярного слияния.

Эксперименты на обезьянах, опубликованные в 2007 году, выявили улучшение стереоостроты у обезьян, которые после того, как в течение первых двух лет воспитывались с бинокулярной депривацией через призмы, подвергались обширной психофизической тренировке. Их стереозрение частично восстановилось, но оставалось гораздо более ограниченным, чем у нормально выращенных обезьян.

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли заявили, что перцептивное обучение , по-видимому, играет важную роль. В одном исследовании, опубликованном в 2011 году, сообщалось об исследовании восстановления стереопсиса человека с использованием перцептивного обучения , вдохновленным работой Барри. В этом исследовании небольшое количество стереослепых субъектов, которые изначально были стереослепыми или стереоаномальными, восстановили стереопсис с помощью упражнений на обучение перцепции. Наряду с научной оценкой степени восстановления описаны и субъективные результаты:

После достижения стереопсиса наши наблюдатели сообщили, что глубина «выскочила наружу», что им очень помогло и принесло радость в повседневной жизни. Анизометропический наблюдатель Г.Д. однажды заметил «всплеск глубины», делая покупки в супермаркете. Играя в настольный теннис, она чувствует, что может точнее отслеживать мяч для пинг-понга и, следовательно, может играть лучше. Наблюдательница с косоглазием AB теперь более уверенно спускается по лестнице, потому что она может лучше оценить глубину ступенек. Страбизмы AB, DP и LR впервые могут смотреть 3D-фильмы, а косоглазому GJ легче ловить мяч во время игры в бейсбол.

В последующем исследовании авторы этого исследования отметили, что стереопсис, восстановленный после перцептивного обучения, был более ограниченным в разрешении и точности по сравнению со стереопсисом нормальных испытуемых. За эту работу Деннис М. Леви был награжден медалью Чарльза Ф. Прентиса Американской академии оптометрии в 2011 году .

Тетрис — популярная видеоигра 1980-х годов. Модифицированная версия игры (здесь не показана) использовалась для дихоптической тренировки.

Было предпринято несколько попыток использовать современные технологии для улучшения бинокулярной тренировки глаз, в частности, для лечения амблиопии и интерокулярного подавления . В некоторых случаях эти современные методы улучшили стереоостроту пациентов. Самые ранние попытки терапии зрения с использованием усовершенствованных технологий включали хейроскоп , который представляет собой гаплоскоп , в котором изображения левого и/или правого глаза можно смешивать с изображением на блокноте для рисования, а субъекту может быть дано задание, например, воспроизвести изображение. линейное изображение, представленное одному глазу. Однако исторически эти подходы не получили дальнейшего развития и широкого применения не получили. Последние системы основаны на дихоптическом представлении элементов видеоигры или виртуальной реальности , при котором каждый глаз получает разные сигналы виртуального мира, которые мозг игрока должен объединить, чтобы успешно играть.

Одна из первых систем такого рода была предложена исследовательской группой из Ноттингемского университета с целью лечения амблиопии с помощью масок виртуальной реальности. или имеющиеся в продаже 3D-очки с затвором . Группа также работала над разработкой протоколов обучения перцептивному обучению, которые специально нацелены на устранение дефицита остроты стереозвука и позволяют восстановить нормальную стереофункцию даже во взрослом возрасте.

Другая система дихоптического представления для терапии бинокулярного зрения была предложена исследователями НИИ Центра здоровья Университета Макгилла . Используя модифицированную видеоигру-головоломку Тетрис , интерокулярное подавление у пациентов с амблиопией успешно лечилось с помощью дихотомического обучения, при котором определенные параметры учебного материала систематически адаптировались в течение четырех недель. Клинический контроль таких процедур необходим для предотвращения возникновения двоения в глазах. У большинства пациентов, прошедших это лечение, улучшилась острота зрения более слабого глаза, а у некоторых также наблюдалось увеличение стереоостроты. Другое исследование, проведенное в том же институте, показало, что дихоптическая тренировка может быть более эффективной у взрослых, чем более традиционное лечение амблиопии с помощью повязки на глазу . В рамках этого исследования 18 взрослых играли в тетрис по часу каждый день, половина группы носила повязки на глазах, а другая половина играла в дихоптическую версию игры. Через две недели группа, игравшая дихоптически, продемонстрировала значительное улучшение зрения более слабого глаза и остроты стереопсиса; В группе с повязками на глазу наблюдались умеренные улучшения, которые значительно усилились после того, как они тоже впоследствии прошли дихоптическое обучение. Терапия перцептивного обучения на основе дихоптики, представленная с помощью наголовного дисплея, подходит также детям с амблиопией, поскольку она улучшает как остроту зрения амблиопического глаза, так и стереофункцию. Исследователи из Университета Макгилла показали, что игра в дихоптические видеоигры в течение одного-двух часов на портативном устройстве в течение одной-трех недель «может улучшить остроту зрения и восстановить бинокулярную функцию, включая стереопсис, у взрослых». Кроме того, было высказано предположение, что этот эффект может быть усилен анодной транскраниальной стимуляцией постоянным током (tDCS).

Совместно с Леви из Калифорнийского университета в Беркли ученые Рочестерского университета добились дальнейших разработок в области компьютерных игр виртуальной реальности. которые показали некоторые перспективы в улучшении как монокулярного, так и бинокулярного зрения у людей.

Разработчик игры Джеймс Блаха, который вместе с Манишем Гуптой разработал свою собственную краудфандинговую версию дихоптической VR-игры для Oculus Rift и продолжает экспериментировать с игрой, впервые испытал стереопсис, используя свою игру. В 2011 году было зарегистрировано два случая взрослых с анизометропической амблиопией, острота зрения и стереоострота которых улучшились благодаря терапии, основанной на обучении.

Есть указания на то, что подавление бинокулярности у амблиопических субъектов происходит из-за механизма подавления, который не позволяет амблиопическому мозгу научиться видеть. Было высказано предположение, что десупрессии и нейропластичности могут способствовать определенные условия, которые обычно связаны с задачами перцептивного обучения и видеоиграми, такие как повышенная потребность во внимании , перспектива вознаграждения , чувство удовольствия и ощущение потока .

Политика здравоохранения имеет значение

Линзы призмы (в данном случае необычно толстые) используются для предоперационной адаптации призмы.

Медицинские страховые компании всегда проверяют методы лечения с точки зрения клинической эффективности с учетом существующей научной литературы, преимуществ, рисков и затрат. Даже если существуют отдельные случаи выздоровления, с этой точки зрения лечение считается эффективным только в том случае, если существует достаточная вероятность того, что оно предсказуемо улучшит результаты.

В этом контексте политика медицинского страхования глобальной организации здравоохранения Cigna «не распространяется на терапию зрения , оптометрическую тренировку , упражнения для глаз или ортоптику, поскольку они считаются экспериментальными, исследовательскими или недоказанными для любых показаний, включая лечение нарушений зрения и неспособности к обучению». на основе библиографического обзора, опубликованного Cigna, в котором делается вывод, что «в опубликованной рецензируемой литературе недостаточно доказательств, чтобы сделать вывод о том, что терапия зрения эффективна для лечения любого из косоглазия, за исключением предоперационной адаптации призмы при приобретенной эзотропии». Точно так же американская управляемая медицинская компания Aetna предлагает терапию зрения только по контрактам с дополнительным покрытием и ограничивает свои назначения рядом состояний, которые явно указаны в списке нарушений зрения.

См. также

• Восстановление от слепоты