Введение к работе
Актуальность темы
Изучение механизмов автономной регуляции бинокулярной зрительной системы (БЗС) имеет значение для определения принципов работы мозга и зрительного анализатора как единой функциональной системы. Наиболее важные направления этих исследований - изучение ритмических процессов в зрительной системе, выяснение причин развития десинхроноза и дезритмий, поиск способов коррекции функций и восстановления хронобиологической нормы. Ритмическая организация зрительного анализатора представляет теоретический и практический интерес, так как ритмичность автономных циклов является показателем устойчивости системы, представляет собой универсальную форму постоянного реагирования её на воздействия внутренней и внешней среды, являясь одной из функций автономной системы ауторегуляции (Алякринский Б.С., 1985, Баевский Р.М., 1976, Дубров А.П., 1987, Комаров Ф.И., 1994, Оранский И.Е., Разумов А.Н., 2002).
Отражением циклической работы БЗС является феномен «бинокулярного соперничества» (БС), который был известен ещё с IX века, но до конца так и не изучен (Рапопорт Я.А., 1962, Doty R. 1987, , , ). Суть феномена заключается в том, что при взгляде двумя глазами восприятие происходит попеременно, то правым, то левым глазом. Феномену БС посвящены многочисленные исследования, которые основываются преимущественно на психофизиологических экспериментах и носят теоретический характер (Bolanowski S., , , , , ).
Имеются разноречивые взгляды относительно механизма этого феномена. Согласно теории И.М. Сеченова и Г. Гельмгольца, БС центральный процесс, в основе которого лежат механизмы взаимодействия и взаимосвязи процессов возбуждения и торможения в симметричных участках двух полушарий коры головного мозга. Сторонники этого взгляда считают, что решающим звеном процесса являются сдвиги произвольного внимания (Ooi T.L., 1999). Высказывается представление о феномене, как о механизме доминанты (Павлова Л.П., 2001). Э. Геринг и его последователи утверждают, что БС – результат сетчаточной адаптации и торможения на нижних уровнях системы, и доказывают рефлекторный характер наблюдаемого явления, не зависящего от нашего сознания ). Вместе с тем, отмечается, что феномен БС зависит от факторов внешней среды (Crain K., 1961, Smith E.L., 1994).
До сих пор нет единого мнения о материальном субстрате БС. Одни учёные считают, что его формирование связано со структурами наружного коленчатого тела (Howard I.P., 1995). Но убедительных доказательств этому пока нет (Рожкова Г.И., 1992). Наиболее распространена корковая гипотеза происхождения БС (Хьюбел Д., 1990). Вместе с тем, получены данные о сохранности феномена у пациентов с комиссуротомией, что вызывает сомнение в однозначности корковой гипотезы (O’Shea R.P., 2001).
Таким образом, несмотря на большое число публикаций, посвященных БС, фундаментальные клинические исследования этого феномена отсутствуют. Нет данных о БС в сопоставлении с вегетативными и зрительными функциями, параметрами бинокулярной системы при патологии органа зрения. Можно полагать, что феномен БС отражает возбудительно-тормозные процессы, протекающие в зрительном анализаторе, т.е. его биоритм. Изучение механизма ритмической организации БЗС в норме и при патологии может стать основой для патогенетического подхода к диагностике и лечению её расстройств при глазных и системных заболеваниях.
Для развития новых методов диагностики и лечения глазных заболеваний, основанных на закономерностях работы БЗС, необходимо определить закономерности ритмичной работы парных систем организма, в том числе и органа зрения, при сенсорной стимуляции. Отсутствие исследований, анализирующих механизмы автономной регуляции БЗС, не позволяет оценить общие принципы работы мозга и зрительного анализатора как единой функциональной системы. Ограниченность сведений о психофизических, электрофизиологических, структурных и биохимических характеристиках феномена БС не позволяет полноценно оценить взаимоотношения зрительной и вегетативной нервных систем в норме и при патологии, ограничивая возможности патогенетического применения его для восстановительного лечения в офтальмологии. Вышеизложенные факты явились основанием для углубленного исследования механизмов автономной регуляции БЗС, её роли при формировании патологии и поиска путей её восстановительного лечения при глазных заболеваниях.
Цель исследования – изучить закономерности автономной регуляции бинокулярной зрительной системы в норме и при патологии и на их основе разработать и обосновать систему профилактики и восстановительного лечения заболеваний органа зрения.
Для реализации цели исследования необходимо было решить следующие задачи:
1. Выяснить центральные и периферические механизмы автономной регуляции БЗС при патологии по исследованным в динамике структурно-функциональным параметрам: остроте зрения, рефракции, критической частоте слияния мельканий (КЧСМ), состоянию нейроэпителия сетчатки, внутриглазному давлению (ВГД), длине передне-задней оси (ПЗО) глаза, скорости кровотока в глазных артериях, акустической проводимости век, амплитуде и латентности паттерн реверсивных зрительных вызванных потенциалов (п-ЗВП).
2. Изучить вегетативные механизмы автономной регуляции БЗС под влиянием попеременной фотостимуляции органа зрения на основании измерений характеристик вегетативной регуляции.
3. Исследовать феномен бинокулярного соперничества у здоровых лиц, а также при миопии и сходящемся косоглазии.
4. Выявить возможные причины повреждения механизмов ауторегуляции БЗС на экстраокулярном уровне в зависимости от состояния кровообращения в сосудах головного мозга, шейного отдела позвоночника, тонуса паравертебральных мышц, билатеральной электропроводности организма по Накатани при миопии и при косоглазии.
5. Разработать патогенетически обоснованные способы диагностики и лечения дисфункций БЗС, а также аппараты для их осуществления.
6. Предложить алгоритм патогенетической реабилитации при заболеваниях глаз на основе энергетической концепции функционирования БЗС.
7. Оценить функциональную эффективность предлагаемых методов восстановительной коррекции зрения при глазных заболеваниях.
Научная новизна
Впервые с привлечением современных объективных ультразвуковых, электрофизиологических и лазерных методов исследования представлены характеристики патогенетических механизмов автономной дизрегуляции БЗС, ответственные за формирование глазных заболеваний. Изучен автономный феномен «бинокулярного соперничества» в норме и при ряде глазных заболеваний: близорукости, косоглазии, амблиопии. Проведено сопоставление структурно-функциональных параметров БЗС в норме и при патологии. Показано, что временные параметры (феномен БС) отражают структурно-функциональное состояние. Установлено, что развитие приобретённой миопии начинается в основном с правого глаза. Определена роль ассиметрии в формировании дисфункций БЗС. Доказана возможность восстановления симметрии БЗС методом попеременной фотостимуляции с улучшением зрительных функций и показано, что при патологии восстановление биоэлектрической и структурно-функциональной симметрии ведёт к выздоровлению. Выявлено, что в формировании феномена БС участвуют как центральные, так и периферические механизмы, влияющие на кровообращение головного мозга, что отражается на состоянии нейронов проводящего зрительного пути.
На основе полученных научных данных разработаны новые способы функциональной диагностики зрительного анализатора, которые впервые апробированы на пациентах: цветоимпульсная кампиметрия (ЦИК), вегетоцветотест, цветоимпульсная терапия (ЦИТ). Эти методы повышают точность диагностики зрительных дисфункций и выявляют резервные возможности зрительной системы, лабильности патологического процесса, позволяют прогнозировать результаты восстановительного лечения.
Впервые установлены закономерности функциональных зрительных нарушений и их коррекции при попеременной фотостимуляции. Исследованы вегетативные реакции организма на попеременную фотостимуляцию органа зрения, установлена роль вегетативной системы в развитии миопии в виде парасимпатической недостаточности и возможность её активации световой энергией через частотные «окна» БЗС (0,2Гц) с восстановлением вегетативного баланса.
Разработана система патогенетически ориентированной профилактики и восстановительного лечения глазных заболеваний на основе механизмов работы БЗС. Разработаны и внедрены спектральные офтальмологические аппараты (АСО-4, АСО-1, АС-5, АСО-05 «ДЭСТ», АСО-05) для функциональной диагностики и коррекции дисфункций зрительного анализатора методом попеременной фотостимуляции. Новизна предложенных методов и аппаратов подтверждена 7 патентами и авторскими свидетельствами на изобретения.
Положения, выносимые на защиту
1. Феномен «бинокулярного соперничества» отражает автономную цикличность возбудительно – тормозных процессов в бинокулярной зрительной системе с частотой в среднем 0,2 Гц (12 цикл/мин) у здоровых лиц с эмметропией и остротой зрения, равной 1,0. Глазные заболевания сопровождаются нарушением данного биоритма: ускорением при миопической рефракции у детей, урежением – у взрослых, асимметрией – при разной остроте зрения правого и левого глаза.
2. Скорость феномена БС отражает состояние автономной регуляции. Ускорение биоритма зрительной системы при близорукости сопровождается вегетативным дисбалансом с преобладанием симпатических влияний: расширением зрачка, изменением АД, учащением сердечного ритма.
3. Асимметрия феномена БС соответствует асимметрии автономной регуляции, как на уровне бинокулярной системы по данным остроты зрения, скорости потоков крови в глазных артериях и в их основных ветвях, ВГД, длины ПЗО глаз, состояния СНВС, КЧСМ, п-ЗВП, рефракции, акустической проводимости век, так и на уровне других органных систем: линейной скорости потоков крови в интракраниальных сосудах, билатеральной электропроводности организма, мышечного тонуса в шейно-воротниковой зоне. Феномен БС отражает состояние автономной симметрии.
4. Феномен БС имеет энергетическое происхождение, его регуляция возможна энергетически через глаза электромагнитными волнами видимого спектра. Попеременная фотостимуляция органа зрения с физиологической частотой 0,2 Гц восстанавливает динамическое равновесие возбудительно-тормозных процессов в зрительном анализаторе, что ведёт к симметрии скорости потоков крови в глазных артериях и их основных ветвях с восстановлением симметрии структурно-функциональных параметров парных глаз (толщины СНВС, ВГД, длины ПЗО глаза, хроматической КЧСМ, ЗВП, акустической проводимости век).
5. Энергетическая коррекция БС методом попеременной фотостимуляции ведёт к восстановлению вегетативного баланса в организме, что выражается в симметрии скорости интракраниального кровотока, снижении симпатического и повышении парасимпатического тонуса вегетативной нервной системы.
6. Эффективность нормализации БС и зрительных функций, а значит и механизма автономной регуляции бинокулярной системы, повышается с применением мануальной и физиотерапии, направленных на восстановление симметрии тонуса и эластичности мягких тканей организма.
Практическая значимость
Результаты исследований позволили разработать аппараты спектральные офтальмологические серии «АСО-05» для функциональной диагностики и коррекции зрительного анализатора, рекомендованные к применению МЗ и СР России и внедренные в медицинскую практику. Разработаны способы экспресс-диагностики состояния автономной регуляции органа зрения – вегетоцветотест, цветоимпульсная кампиметрия (ЦИК), циклометрия и её коррекции – цветоимпульсная терапия (ЦИТ). Предложенная система профилактики и лечения глазных заболеваний с восстановлением симметрии автономной регуляции БЗС патогенетически обоснована и позволяет добиться высокого функционального эффекта при лечении глазных заболеваний.
Апробация диссертации
Результаты исследований изложены в 17 сборниках тезисов докладов, в том числе к 4 научно-практическим конференциям, из них «Современные методы лучевой диагностики в офтальмологии» в НИИ РАМН в 2004 г., а также к 5 международным конгрессам и конференциям. Из них в ГУ МНТК «Микрохирургия глаза» в Москве и Краснодаре в 2004 г. «Энергетические технологии в офтальмологии»; в Ганновере (Германия) в 2004 г.
Результаты работы были представлены в виде публикаций и докладов в материалах VIII съезда офтальмологов России в 2005 г.; на Всероссийском научном Форуме по восстановительной медицине, лечебной физкультуре, курортологии, спортивной медицине и физиотерапии «РеаСпоМед 2008». Обсуждались на заседании общества мануальных терапевтов г. Москвы в 2004 г., на конференции «Детская офтальмология. Итоги и перспективы» в НИИГБ им. Гельмгольца в 2006 г.; в ГОУ ВПО РГМУ на кафедре офтальмологии педиатрического факультета в 2003 – 2008 гг., на кафедре патофизиологии в 2008 г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 41 научная работа, из них 7 – в журналах, входящих в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий», рекомендованных ВАК Минобрнауки России для докторских диссертаций, и 7 патентов и авторских свидетельств на изобретения. Изданы монография «Биологический ритм зрительной системы и его роль в развитии близорукости» и 4 методические рекомендации для практического внедрения.
Структура и объём диссертации
Диссертационный материал изложен на 240 страницах и состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, 4 разделов собственных исследований, обсуждения результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка цитируемой литературы. Работа иллюстрирована 52 таблицами и 94 рисунками. Список литературы содержит 375 отечественных и 145 иностранных источников.
Внедрение результатов работы
На основе исследований разработаны и созданы спектральные офтальмологические аппараты для бинокулярного воздействия (серии АСО), которые прошли в ведущих медицинских учреждениях (ГОУ ВПО РГМУ, ФГУ «МНТК Микрохирургия глаза» им. акад. Фёдорова, РУДН, НИИ Военно-космических сил, Тушинская детская больница) клинические испытания и рекомендованы комиссией по новой медицинской технике МЗ и СР России к серийному производству и практическому применению в медицине. С 1994 года они применяются в медицинских учреждениях - поликлиниках и стационарах, кабинетах охраны зрения детей, в санаториях и профилакториях, в образовательных школьно - дошкольных учреждениях, специализированных учреждениях для слепых и слабовидящих, в ФГУ «МНТК Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Фёдорова, в Республиканском центре восстановительной медицины и реабилитации г. Чебоксары Чувашской Республики, а также г. Москвы, в городах России, в странах ближнего и дальнего зарубежья. Новое направление внедрено на федеральном уровне – в ГОУ ВПО РГМУ. Фрагменты работ используются в лекциях и семинарах ФУВ педиатрического факультета РГМУ, на курсе детской офтальмологии РМАПО в Тушинской детской больнице, на кафедре рефлексотерапии в ГИДУВе. Результаты работы отражены в монографии и 4 методических рекомендациях по функциональной диагностике и коррекции бинокулярной зрительной системы для практикующих врачей.
