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Imaging function and dysfunction of neuronal circuits in the visual cortex

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Neue Therapien bei Amblyopie

Wie Nervenzellen im Gehirn auf äußere Reize reagieren, ist nicht statisch, sondern verändert sich im Verlauf der Entwicklung und mit neuen Erfahrungen. Eine europäische Studie untersuchte diese funktionelle Plastizität, um Therapien für Amblyopiepatienten zu verbessern.

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Amblyopie, auch "stumpfes Auge" oder Schwachsichtigkeit genannt, ist die häufigste Augenerkrankung im Kindesalter und betrifft ungefähr 3 % der Bevölkerung. Sie resultiert aus der Sehschwäche eines Auges (zentrale Sehschärfenverschlechterung) und ist auf eine unzureichende Entwicklung des Sehsystems zurückzuführen. Als therapeutische Maßnahme wird meist das gesunde Auge abgedeckt, um das "kranke" Auge zu schulen und neuronale Plastizität zu fördern. Je eher dies geschieht, desto größer sind die Heilungschancen, d.h. räumliches Sehen und Stereoskopie wiederherzustellen. Das EU-finanzierte Projekt 'Imaging function and dysfunction of neuronal circuits in the visual cortex' (EUROV1SION) untersuchte die Prozesse dieser synaptischen Plastizität. Mit den Fortschritten bei der funktionellen MRT am Gehirn ist es inzwischen möglich, in vivo die neuronale Aktivität des Patienten darzustellen. Hierzu werden Zwei-Photonen-Mikroskopie und Kalzium (Ca2+)-sensitive Farbstoffe eingesetzt. So generierte EUROV1SION Mäuse, die einen genetisch kodierten Ca2+-Indikator in verschiedenen neuronalen Untereinheiten des visuellen Kortex exprimieren, um einzelne neuronale Antworten auf künstlich erzeugte und natürliche Bilder darzustellen und zu analysieren. Die Ergebnisse zeigten, dass bei Amblyopie die normalerweise durch visuelle Reize induzierte Bildung neuronaler Synapsen gestört ist. Der Grund hierfür ist Einäugigkeit (monokulares Sehen), was aber über eine Veränderung der okularen Dominanz und Förderung der Plastizität im adulten visuellen Kortex rückgängig gemacht werden kann. Dieser Prozess kann durch pharmakologische und epigenetische Intervention unterstützt werden, sodass die Sehschärfe bei einseitig sehschwachen Mäusen wiederhergestellt werden konnte. Auch Binokularschulungen bei erwachsenen Amblyopiepatienten zeigten, dass Stereoskopie im Erwachsenenalter mittels erfahrungsinduzierter Plastizität wiederherstellbar ist, was die landläufige Meinung widerlegt, Amblyopie nur in jungen Jahren korrigieren zu können. Angesichts der lebenslangen Beeinträchtigung durch Amblyopie könnten neue Ansätze für Binokularschulungen einem Großteil der Bevölkerung wesentlich helfen.

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