Адаптация призмы
Призматическая адаптация — сенсомоторная адаптация, возникающая после искусственного смещения поля зрения вбок или по вертикали. Впервые он был представлен Германом фон Гельмгольцем в Германии в конце XIX века в качестве подтверждающего доказательства его теории перцептивного обучения (Гельмгольц, 1909/1962). [1] С момента своего открытия предполагалось, что адаптация призмы может улучшить пространственный дефицит у пациентов с односторонним игнорированием .
Парадигма адаптации призмы
[ редактировать ]Во время адаптации призмы человек носит специальные призматические очки, состоящие из призматических клиньев, смещающих поле зрения вбок или вертикально. В большинстве случаев поле зрения смещается латерально либо вправо, либо влево. Нося очки, человек выполняет перцептивную двигательную задачу, например, указывает на визуальную цель прямо перед собой. Сеанс адаптации призмы включает три компонента: предварительное тестирование, экспонирование призмы и последующее тестирование. Эффекты парадигмы адаптации призмы наблюдаются при сравнении результатов перцептивной моторной задачи до и после теста.
- Предварительный тест : Например, предварительный тест измеряет способность наблюдателя указывать на визуальную цель прямо перед ним перед экспонированием призмы. Эту задачу могут легко и точно выполнить нормальные, здоровые люди.
- Экспозиция призмы : во время экспозиции призмы первоначальные попытки наведения на цель оказываются не в цели, поскольку поле зрения наблюдателя смещается вбок в одном направлении. Начальные ошибки наведения во время экспонирования призмы происходят в том же направлении, что и зрительный сдвиг. Например, если призматические очки смещают поле зрения вправо, первоначальные ошибки наведения будут возникать справа от визуальной цели, пока не произойдет сенсомоторная адаптация, известная как «прямой эффект адаптации призмы».
Первоначальные ошибки наведения, вызванные призматическими очками, вызваны несовпадением моторных и проприоцептивных карт наблюдателя. Как только ошибка обнаружена, наблюдатель предпринимает сознательное усилие, чтобы попытаться исправить ее посредством стратегической перекалибровки. Уменьшить количество ошибок также помогает бессознательный процесс, называемый пространственной перестройкой, который постепенно перестраивает зрительные и проприоцептивные карты (Newport and Schenk, 2012). [2] [3] Это означает, что после серии повторных попыток наблюдатель может уменьшить погрешность и стать более точным в наведении на визуальную цель, несмотря на визуальное смещение. Обычно человеку требуется всего 10 попыток, чтобы адаптироваться к зрительному смещению и успешно указать цель (Rosetti et al., 1993).
3) Пост-тест : Во время пост-теста призматические очки снимаются. Адаптация прямого эффекта, наблюдаемая в результате воздействия призмы, сохраняется и приводит к так называемому отрицательному последействию адаптации призмы. Негативное последействие приводит к тому, что первоначальные попытки указать на зрительную цель во время пост-теста оказываются в направлении, противоположном зрительному сдвигу. Например, если наблюдатель подвергался воздействию призм, смещающихся вправо, то первоначальные ошибки наведения, вызванные последействием, были бы слева от цели. Степень наблюдаемых последствий отражает степень перестройки, произошедшей в зрительных и проприоцептивных пространственных картах во время воздействия призмы (Newport and Schnek, 2012). Негативное последействие не является постоянным, но варьируется по своей продолжительности в зависимости от количества сеансов и времени, в течение которого пациент подвергается сеансам адаптации призмы. В конце концов последействие проходит, и способности наведения возвращаются на доиспытательный уровень.
Нейронные механизмы, лежащие в основе адаптации призмы
[ редактировать ]
Различные области мозга активируются на протяжении всего времени воздействия призмы и, как доказано, способствуют уменьшению ошибок при наведении на визуальную цель. Исследование фМРТ , проведенное в 2009 году Laute et al. [4] исследовали паттерны нейронной активации, связанные с фазой исправления ошибок адаптации призмы, и обнаружили, что левая передняя внутритеменная борозда увеличение активации теменно-затылочной борозды. активировалась пропорционально отклонению наведения, и ее активация постепенно снижалась по мере адаптации, при этом наблюдалось поскольку планы передвижения корректировались от случая к случаю. Было высказано предположение, что внутритеменная борозда участвует в обнаружении ошибок, тогда как теменно-затылочная борозда участвует в исправлении ошибок. Другое исследование фМРТ , проведенное в 2010 году Chapman et al. [5] обнаружили, что нейронные механизмы, лежащие в основе более поздней фазы пространственной перестройки адаптации призмы, задействуют правый мозжечок и нижнюю теменную дольку .
Призменная адаптационная терапия
[ редактировать ]Адаптацию призмы можно использовать для реабилитации зрительно-пространственных нарушений, возникающих при неврологических расстройствах, таких как одностороннее игнорирование . Стало ясно, что с точки зрения использования в качестве долгосрочного реабилитационного инструмента адаптация призмы эффективна только в том случае, если ее повторяют в течение многих сеансов и с использованием достаточно прочных призменных очков (Newport and Schenk, 2012). Обычно пациенты с односторонним игнорированием неосознанно игнорируют левое пространственное полушарие из-за повреждения правого теменного или правого полушария головного мозга, связанного с инсультом , черепно-мозговой травмой или другими нарушениями. Эти пациенты не осознают, что у них наблюдается дефицит восприятия , внимания , мысленных образов и движений в пределах запущенного полушария. Поскольку эти пациенты не осознают своего дефицита внимания, они не могут произвольно направить свое внимание на игнорируемую сторону пространства в отличие от пациентов с гемианопсией . Таким образом, одностороннее пренебрежение приводит к различным функционально изнурительным последствиям в повседневной жизни.
Адаптация призмы была введена как форма реабилитационной терапии для пациентов с односторонним игнорированием . Основная проблема, с которой сталкиваются пациенты с односторонним игнорированием, заключается в том, что их рамка зрительного внимания не только патологически меньше, но и смещена в сторону правого зрительного полуполя. Это, в свою очередь, приводит к полной небрежности левого зрительного полуполя. Благодаря использованию призмы их рамка зрительного внимания перестраивается так, что часть игнорируемого левого поля зрения попадает в фокус внимания. Использование призм, отклоняющихся вправо, смещает все поле зрения пациента вправо и выравнивает левое поле зрения в фокус внимания. Доказано, что такая пространственная перестройка сохраняется в течение длительного времени после воздействия призмы и облегчает симптомы одностороннего пренебрежения, позволяя пациенту осознавать ранее игнорируемую сторону пространства. Предполагаемый механизм таких улучшений включает увеличение движений глаз в сторону игнорируемой стороны после адаптации призмы (Серино и др., 2006). [6] и Шираиси и др. 2010). [7] Воздействие призмы способствует перенастройке глазно-двигательной системы мозга и приводит к улучшению зрительных пространственных представлений более высокого порядка, что позволяет добиться устойчивого улучшения симптомов одностороннего пренебрежения (Serino et al., 2006).
Адаптация призмы и улучшение симптомов одностороннего пренебрежения
[ редактировать ]Было показано, что положительное влияние адаптации призмы на симптомы пренебрежения варьируется в зависимости от времени, в течение которого они сохраняются, и от их распространения на другие задачи сенсорной модальности, помимо зрительно-моторных задач. Краткосрочное (2 часа) улучшение одностороннего пренебрежения, предложенное Rosetti et al., 1998. [8] вызвало интерес к преобразованию этого краткосрочного эффекта в долгосрочный реабилитационный эффект. Ниже приводится развитие научных исследований, проводимых с целью изучения потенциальных реабилитационных эффектов адаптации призмы:
Росси и др., 1990, [9] была первой статьей, в которой было установлено использование призменной адаптации в качестве инструмента реабилитации симптомов как гемианопсии, так и одностороннего игнорирования . Rossetti et al., 1998 затем опубликовали информацию о группе пациентов, переживших инсульт и пренебрегающих лечением, которые сообщили, что улучшение показателей при дефиците пренебрежения наблюдалось у всех пациентов сразу после и через 2 часа после воздействия призмы. Эти результаты были получены путем сравнения показателей пациентов в серии нейропсихологических тестов до и после сеанса адаптации призмы. Используемые нейропсихологические тесты включали деление строки пополам, закрытие строки, копирование простого рисунка, состоящего из пяти предметов, рисование ромашки по памяти и чтение простого текста.
В тематическом исследовании Rode et al., 2001 также было показано, что адаптация призмы улучшает репрезентативное игнорирование. [10] Два пациента с односторонним игнорированием продемонстрировали улучшение пространственных когнитивных способностей, когда их попросили мысленно представить карту Франции и назвать все города, которые они могли «видеть» в течение двух минут. После адаптации призмы эти пациенты стали называть большее количество городов, в частности называя города, расположенные в левой части карты. Результаты показывают, что адаптация призмы также может вызывать более серьезные когнитивные изменения в пространственном представлении.
Значительное снижение симптомов одностороннего пренебрежения было отмечено в 2002 году Frassinetti et al. [11] Улучшения в зрительно-моторных, зрительно-вербальных, поведенческих и пространственных когнитивных задачах сохранялись до 5 недель после двухнедельной программы адаптации призмы два раза в день. Стандартные тесты включали зрительно-моторные задачи, такие как стирание линии, деление линии пополам и рисование путем копирования или запоминания. Зрительно-вербальные задания включали описание предметов, называние предметов и чтение слов. Поведенческие тесты включали сканирование изображений, набор номера телефона, чтение меню и статей, копирование адреса и предложения, определение и установку времени, тесты на сортировку монет и карточек и навигацию по карте. Тесты на пространственное мышление включали тест на описание комнаты и тест на достижение объекта.
В последующее исследование продолжительностью 1 месяц включалось лечение плацебо (наведение в неотклоняющиеся очки) для сравнения с лечением по адаптации призмы. Было обнаружено, что только адаптация призмы приводит к значительному долгосрочному снижению симптомов пренебрежения, которое длилось не менее одного месяца после сеанса адаптации призмы. (Серино и др., 2009). [12]
Было показано, что улучшение симптомов пренебрежения сохраняется до шести месяцев (Laute et al., 2009 и Serino et al., 2007). [13] ), а в более позднем исследовании было зафиксировано, что улучшения сохранялись в течение 2–3,5 лет после адаптации призмы (Shiraishi et al., 2010).
Проблемы применения и трансляции адаптации призм в клиническом лечении пространственной игнорации
[ редактировать ]Барретт и др., 2012 г. [14] ) в обзоре 48 статей, использующих адаптацию призм для пространственного пренебрежения, призвал провести критическую работу, чтобы довести этот метод лечения до стадии, когда полезная информация может быть получена в клинических испытаниях. Отмечая, что предыдущие эксперименты (например, Fortis et al., 2011 [15] ) сообщают, что дефицит пространственного прицеливания избирательно реагирует на адаптационное лечение призмы и что наличие дефицита прицеливания предсказывает хороший ответ на адаптационную терапию призмы (Goedert et al., 2014). [16] ), а также то, что классические зрительно-внимательные пространственные дефициты «где» могут не улучшиться при терапии, авторы поставили под сомнение обоснованность включения последовательных, невыбранных пациентов с пренебрежением в любое рандомизированное исследование «лечение-контроль». Это связано с тем, что больше людей, переживших инсульт с одним типом дефицита, могут оказаться либо в группе лечения, либо в контрольной группе, что изменяет ожидаемый размер эффекта лечения. Фундаментальный вопрос об эффективном диапазоне дозировок лечения только начинает изучаться: либо количество курсов лечения, либо количество курсов лечения, [17] продолжительность или степень призматического сдвига, что было бы немыслимо при разработке лекарств от инсульта. Наконец, функциональное влияние адаптационного лечения призмы (улучшение реальной деятельности и участия) крайне недооценено.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Гельмгольц, HEF фон (1909/1962). Трактат по физиологической оптике. JPC Саутхолл, Эд. и Транс. Нью-Йорк: Дувр. (Оригинальная работа опубликована в 1909 г.).
- ^ Ньюпорт, Р.; Шенк, Т (2012). «Призмы и пренебрежение: чему мы научились?». Нейропсихология . 50 (6): 1080–1091. doi : 10.1016/j.neuropsychologia.2012.01.023 . ПМИД 22306519 . S2CID 3123471 .
- ^ Писелла, Л; Роде, Г; Слава, А; Буассон, Д; Россетти, Ю (2002). «Диссоциированные долгосрочные улучшения в выполнении задач по указанию вперед и пополам у двух пациентов с геминеглектом». Нейропсихология . 40 (3): 327–334. дои : 10.1016/s0028-3932(01)00107-5 . ПМИД 11684165 . S2CID 18058846 .
- ^ Луоте, Дж; Шварц, С; Россетти, Ю; и др. (2009). «Динамические изменения активности мозга при адаптации призмы» . Журнал неврологии . 29 (1): 169–178. doi : 10.1523/jneurosci.3054-08.2009 . ПМК 6664918 . ПМИД 19129395 .
- ^ Чепмен, Х.Л.; Эрамудуголла, Р; Гаврилеску, М; Струдвик, штат Вашингтон; Лофтус, А; Каннингтон, Р.; Маттингли, Дж. Б. (2010). «Нейронные механизмы, лежащие в основе пространственной перестройки во время адаптации к оптическим клиновидным призмам». Нейропсихология . 48 (9): 2595–2601. doi : 10.1016/j.neuropsychologia.2010.05.006 . ПМИД 20457170 . S2CID 2784378 .
- ^ Серино, А; Анджели, В; Фрассинетти, Ф; Ладавас, Э (2006). «Механизмы, лежащие в основе восстановления пренебрежения после адаптации призмы». Нейропсихология . 44 (7): 1068–1078. doi : 10.1016/j.neuropsychologia.2005.10.024 . ПМИД 16330055 . S2CID 4535796 .
- ^ Сираиси, Х; Мураки, Т; Иту, А; Хираяма, К. (2010). «Вмешательство призмы помогло добиться устойчивости эффектов и эффективности ADL при хроническом гемипространственном пренебрежении: последующее исследование». Нейрореабилитация . 27 (2): 165–172. дои : 10.3233/NRE-2010-0593 . ПМИД 20871146 .
- ^ Россетти Ю., Роде Г., Писелла Л. и др. (1998) Адаптация призмы к оптическому отклонению вправо восстанавливает игнорирование левого полушария» Nature 395(6698): 166–169, 1998.
- ^ Росси, ПВ; Хейфец, Ф; Рединг, MJ (1990). «Призмы Френеля улучшают зрительное восприятие у пациентов с инсультом и гомонимной гемианопсией или односторонним игнорированием зрения». Неврология . 40 (10): 1597–1599. дои : 10.1212/wnl.40.10.1597 . ПМИД 2215953 . S2CID 43063186 .
- ^ Роде, Г; Россетти, Ю; Буассон, Д. (2001). «Адаптация призмы улучшает репрезентативное пренебрежение» Neuropsychologia 39 (11) 1250–1254. Россетти Ю., Кога С., Мано Т. (1993). Призматическое смещение зрения вызывает временные изменения во времени координации глаз и рук». Восприятие и психофизика . 54 : 355–364.
- ^ Фрассинетти, Ф; Анджели, В; Менегелло, Ф; Аванзи, С; Ладавас, Э (2002). «Долговременное улучшение зрительно-пространственного игнорирования путем адаптации призмы» . Мозг . 125 (3): 608–623. дои : 10.1093/brain/awf056 . ПМИД 11872617 .
- ^ Серино, А; Барбиани, М; Ринальдези, ML; Ладавас, Э (2009). «Эффективность адаптации призмы в реабилитации после отсутствия заботы: контролируемое исследование». Гладить . 40 (4): 1392–1398. дои : 10.1161/strokeaha.108.530485 . ПМИД 19246708 .
- ^ Серино, А; Бонифази, С; Пьерфедеричи, Л; Ладавас, Э (2007). «Лечение пренебрежения призменной адаптацией: что восстанавливается и как долго». Нейропсихологическая реабилитация . 17 (6): 657–687. дои : 10.1080/09602010601052006 . ПМИД 17852762 . S2CID 17249902 .
- ^ Барретт, А.М. Гедерт К.М.; Бассо, JC (2012). «Адаптация призмы к пространственному пренебрежению после инсульта: пробелы в практике перевода» . Обзоры природы Неврология . 8 (10): 567–577. дои : 10.1038/nrneurol.2012.170 . ПМЦ 3566983 . ПМИД 22926312 .
- ^ Фортис, П. Чен П. Гедерт К.М.; Барретт, AM (2011). «Влияние призменной адаптации на двигательно-намеренное пространственное смещение при пренебрежении» . НейроОтчет . 22 (14): 700–705. дои : 10.1097/wnr.0b013e32834a3e20 . ПМК 3165096 . ПМИД 21817924 .
- ^ Гёдерт, К.М. Чен П. Бостонский RC Foundas AL; Барретт, AM (2014). «Наличие дефицита моторно-намеренного прицеливания предсказывает функциональное улучшение пространственного игнорирования с адаптацией призмы» . Нейрореабилитация и восстановление нервной системы . 28 (5): 483–493. дои : 10.1177/1545968313516872 . ПМК 4074266 . ПМИД 24376064 .
- ^ Гедерт, К.М.; Чжан, Ю; Барретт, AM (2015). «Адаптация призмы и пространственное пренебрежение: необходимость исследований по определению дозы» . Передний шум нейронов . 9 : 243. дои : 10.3389/fnhum.2015.00243 . ПМЦ 4415396 . ПМИД 25983688 .