Technika f-ORG wykryje najmniejsze zmiany w ludzkich fotoreceptorach

Optoretinografią z migotaniem – technika będąca optycznym odpowiednikiem narzędzia do badania siatkówki – może zostać wykorzystana w diagnostyce zaburzeń wzroku. Metodę, która pozwoli zmierzyć odpowiedź fotoreceptorów na pobudzanie migoczącym światłem opracowali naukowcy z Międzynarodowego Centrum Badań Oka – ICTER.

O dokonaniach zespołu naukowego ICTER poinformował Instytut Chemii Fizycznej PAN, przy którym działa Centrum.

Fotoreceptory są podstawowym elementem składowym całego procesu widzenia. Te wyspecjalizowane komórki pochłaniające światło i uruchamiające określoną reakcję fizjologiczną w organizmie występują w dwóch odmianach: czopki (odpowiedzialne za ostre widzenie barwne) i pręciki (odpowiedzialne za czarno-białe widzenie przy słabym oświetleniu, np. po zmroku). Zarówno pręcików, jak i czopków potrzebujemy do prawidłowego odbierania bodźców wzrokowych.

W wielu chorobach oczu istnieje złożona zależność struktura-funkcja, a nieprawidłowości fotoreceptorów często objawiają się na różnych płaszczyznach, m.in. ich wyglądzie i działaniu. Odstęp czasowy między deficytami funkcjonalnymi a odbieranymi zmianami patologicznymi oka jest zmienny i trudny do określenia, a w praktyce okulistycznej stosuje się metody psychofizyczne (np. mikroperymetrię, testy wrażliwości na światło migoczące) i elektrofizyczne (np. elektroretinografię).

Naukowcy ICTER rozwijają technikę zwaną optoretinografią z migotaniem (ang. flicker optoretinography – f-ORG), która może zostać wykorzystana w diagnostyce niektórych zaburzeń wzroku. Jest to optyczny odpowiednik elektroretinografii z użyciem migotania (ang. flicker electroretinography – f-ERG) jest cennym i od dziesięcioleci wykorzystywanym narzędziem do badania fizjologicznych funkcji siatkówki.

Zespół profesora Macieja Wojtkowskiego skupia się na użyciu migoczącego światła do stymulacji siatkówki (metoda f-ORG). W 2022 roku, w swojej poprzedniej publikacji na temat f-ORG zespół z ICTER pokazał, że możliwe jest wykonanie pomiarów f-ORG w szerokim zakresie częstotliwości (aż do 50 Hz) W swojej najnowszej pracy zespół badawczy z ICTER zaproponował nowe podejście do pomiarów f-ORG pozwalające na szybkie wyznaczanie charakterystyki częstotliwościowej fotoreceptorów. Wyniki ukazały się w magazynie Optics Letters.

„Protokół migotania ze zmienną częstotliwością chwilową połączony z odpowiednią adaptacją do światła ma dwie zalety. Z jednej strony umożliwia szybki pomiar charakterystyki częstotliwościowej odpowiedzi fotoreceptorów; z drugiej strony pozwala także na skrócenie czasu pomiędzy pomiarami poprzez uniknięcie kilkuminutowej adaptacji do ciemności” – mówi jeden ze współautorów artykułu dr inż. Sławomir Tomczewski z ICTER.

W standardowym podejściu uzyskanie pełnej charakterystyki częstotliwościowej odpowiedzi fotoreceptorów oka ludzkiego na migotanie wymaga dużej liczby pomiarów przy odrębnych częstotliwościach bodźców i przeprowadzenia czasochłonnego przetwarzania danych dla każdego z tych zbiorów.

Naukowcy z ICTER pokazali, że nie ma znaczących różnic między wynikami f-ORG uzyskanymi w pomiarach z odrębnymi częstotliwościami migotania, a pomiarem ze zmienną chwilową częstotliwością migotania.

Dzięki zastosowaniu nowej metody w przyszłości będzie można wykonać znacznie mniej pomiarów i skrócić czas wymagany do przeprowadzenia eksperymentów i analizy danych. Obecnie trwają pracę nad wyjaśnieniem mechanizmu zjawiska, które wykorzystuje się w ORG i jego związku z procesem widzenia. Ostatecznie nowe narzędzie rozwinięte w ICTER może dostarczyć nowy biomarker oparty na odpowiedzi częstotliwościowej do wczesnego wykrywania chorób siatkówki i monitorowania terapii z wykorzystaniem ORG.

kol/ agt/

Info: Nauka w Polsce, fot. pixabay.com

Data publikacji: 28.06.2024 r.