先天性眼球震颤中心凹注视缺陷的神经机制研究

先天性眼球震颤(CN)是一种严重影响视功能的小儿眼科常见疾病。目前认为，中心凹注视缺陷是导致其视功能降低的主要原因。既往研究认为CN产生的机制是由于眼球运动控制系统中神经整合器和眼外肌群等最后共同通路的不稳定，对该基本模型得出的仿真数据进行非线性动力学分析则进一步提示中心凹注视的不稳定可能源自某一眼动亚系统产生的非线性分岔。基于这一线索，申请者拟利用高速眼动记录技术建立高质量CN眼动波形数据库，并采用非线性动力学技术进一步优化眼球运动控制模型，通过对眼动波形的中心凹注视时间分析和基于眼动控制模型的非线性参数测定观察两者间相互关系；以此为基础，采用细胞电生理和神经药理学手段干预眼球运动控制系统的相关部位，观察眼动亚系统的非线性行为和中心凹注视失稳之间的关系，初步揭示CN中心凹注视缺陷的非线性动力学神经机制。本课题将为CN神经机制的研究提供新的思路和方向，为CN的诊断和治疗提供新的理论依据。

先天性眼球震颤(CN)是一种严重影响视功能的小儿眼科常见疾病。目前认为，中心凹注视缺陷是导致其视功能降低的主要原因。既往研究认为CN产生的机制是由于眼球运动控制系统中神经整合器和眼外肌群等最后共同通路的不稳定，对该基本模型得出的仿真数据进行非线性动力学分析则提示中心凹注视的不稳定可能源自某一眼动亚系统产生的非线性分岔。通过本项目的研究，我们建立了中国人先天性眼球震颤眼动波形特征数据库（CN-VOG）。通过3年的数据积累，CN-VOG已拥有近500例高质量CN高速眼动波形数据。利用CN-VOG数据资料，我们在CN眼动波形的非线性动力学特性研究方面取得新的发现。研究揭示了两个主要CN亚型即先天性运动性眼球震颤和隐性眼球震颤的眼球运动相平面图均呈现顺时针方向走行的规律性周期往复运动轨迹，并且速度递增型波形标准化慢相峰值速度与速度递减型波形差异无统计学意义，但速度递增型波形标准化快相峰值速度显著大于速度递减型波形。我们进一步对CN快相进行系统分析后发现快相的幅度和峰值速度的关系表现出与扫视性眼球运动的动力学类似的主序列特征，并且速度递增型波形快相的主序列斜率大于速度递减型波形，在快相达到峰值速度产生的眼球运动幅度与耗时方面两组波形也具有显著性差异，提示目前以眼球震颤波形慢相的动力学特征作为区分先天性眼球震颤亚型的方法具有一定局限性，快相的动力学特征或能提供CN亚型分类的重要参考，同时也提示眼球运动控制亚系统中的扫视运动亚系统异常可能在CN的发生机制中具有重要作用。在CN的非线性动力学行为与中心凹注视失稳间关系及神经机制的研究方面，基于上丘（SC）是控制扫视和注视性眼球运动功能的中枢这一基本认识以及对CN眼动波形参数的研究所取得的发现，我们建立了基于SC神经活动的非线性动力学眼球运动控制模型，并分析了在知觉输入异常情况下注视性眼球运动的改变，显示了该模型结果和实际的眼动波形数据分析结果非常吻合。基于这一控制模型，我们模拟了注视性扫视控制系统异常条件下CN发生的非线性动力学过程，进一步证明了注视性微扫视亚系统和扫视亚系统为统一的神经控制系统，提出了控制注视性眼球运动的亚系统内兴奋性与抑制性神经活动平衡关系的改变是中心凹注视失稳的主要原因。本项目的研究为CN发生的神经机制研究提供了新的思路与研究方向，为CN的眼动波形分类、诊断和治疗评估提供了新的视角、方法和基础性实验数据。