PERIODO PLASTICO PER IL RECUPERO DELL'OCCHIO PIGRO

FINO A CHE ETA' E' POSSIBILE RECUPERARE UN OCCHIO PIGRO?

In un articolo che ho già citato nel precedente post dove si parlava della visione stereo degli strabici, viene fatta una raccolta (review) di pubblicazioni a livello mondiale sull'argomento della plasticità del cervello che permetterebbe recuperi visivi, anche in età adulta avanzata, dell'ambliopia (occhio pigro) e conseguentemente di un certo grado di visione stereo. Normalmente, durante le visite oftalmologiche pediatriche, i genitori si sentono dire che il periodo in cui si può recuperare l'ambliopia è molto breve. Non di rado, se il bambino arriva alla visita a 6-7 anni, viene giudicato irrecuperabile e viene abbandonato come caso non più trattabile. 

E' noto (1, 2, 3) che la plasticità cerebrale ha un picco in giovanissima età ma questo momento, dove il trattamento è sicuramente più efficace, non coincide con il periodo plastico. Infatti gli autori scrivono "l'assunto che la plasticità finisca effettivamente dopo il periodo critico, ha avuto un effetto perverso nella pratica clinica. Ai pazienti ambliopi di età superiore ai sette anni viene spesso detto che non saranno mai in grado di recuperare l'acuità visiva o la stereovisione"(4).  

MA COS'E' L'AMBLIOPIA?

Il sistema nervoso in generale, e quello addetto alla visione in particolare, si sviluppa in gran parte grazie agli stimoli che riceve nel primo periodo di vita. Privarlo di questi stimoli determina una perdita di funzionalità che nell'occhio si definisce appunto Ambliopia. questa perdita di stimoli può essere causata, nella stragrande maggioranza dei casi, o da uno strabismo, quando devia sempre lo stesso occhio, o da un problema visivo importante (quasi sempre in un occhio solo) che impedisce una visione accettabile. Gli autori dell'articolo si chiedono se sia possibile recuperare sia la visione di qualità che la stereo visione, che rappresenta il massimo livello di collaborazione fra i due occhi, dopo il periodo critico.

Negli ultimi 20 anni gli studi (1, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) hanno dimostrato che una plasticità significativa può essere presente ben oltre il periodo critico, grazie a stimolazioni adeguate. Gli studi indicano comunque risultati più numerosi e rilevanti nei casi di occhio pigro in assenza di strabismo. Già nel 1986 Holopigian, Blake e Greenwald (13) avevano scoperto che "gli ambliopi anisometropici (differenza di correzione fra i due occhi senza strabismo) hanno visione stereo a basse frequenze, ma non alte, suggerendo che mentre la loro stereoacuità non è fine come nella normalità, è comunque funzionale".

Il lavoro affronta vari tipi di allenamento visivo, dal più tradizionale, con il tappo sull'occhio "buono", a sistemi avanzati di realtà virtuale. Tutte le tecniche che permettevano di non interrompere il lavoro simultaneo dei due occhi (come invece fa il tappo su un occhio, che è una tecnica che risale al 1700(14)) sono risultati i migliori. La caratteristica che però è stata evidenziata come un potenziamento incredibile per l'allenamento visivo, è risultata la stimolazione multisensoriale (15). Il fatto di unire allo stimolo visivo uno uditivo, uno tattile, uno fonetico (quindi un soggetto può vedere un oggetto che deve andare a toccare  a tempo determinato da un metronomo e nominarlo) è risultato un potenziamento del recupero visivo non solo durante il periodo di allenamento ma anche come fattore stabilizzatore nel tempo. 

Un esempio di queste stimolazioni multisensoriali può essere il lavoro eseguito dal soggetto, dove deve riconoscere delle frecce assimilabili alla forma di una lettera presente a sinistra dello schermo (fase cognitiva), toccarle (fase di coordinamento visuo-motorio) rimanendo in equilibrio su pedana (fase tonico-posturale) ma viste attraverso occhiali rosso-verdi che permettono di stimolare gli occhi separatamente (fase binoculare).

In conclusione possiamo affermare che certi paradigmi relativi all'ambliopia (occhio pigro) ed il recupero di una visione adeguata, e conseguente recupero di una visione stereo, devono essere completamente rivisti dagli specialisti e dalle scuole che li preparano.

Bibliografia

1) Bavelier D, Levi DM, Li RW, Dan Y, Hensch TK.: Removing brakes on adult brain plasticity: From molecular to behavioral interventions. The Journal of Neuroscience. 2010;30(45):14964–14971.
2) Movshon JA, Van Sluyters RC.: Visual neural development. Annual Review of Psychology. 1981;32:477–522.
3) Wiesel T.: Postnatal development of the visual cortex and the influence of environment. Nature. 1982;299:583–591.
4) Levi D.M., Knill D.C., Bavelier D.: Stereopsis and amblyopia: A mini-review. Vision Res. 2015 Sep; 114: 17–30. 
5) Baroncelli L, Maffei L, Sale A.: New perspectives in amblyopia therapy on adults: A critical role for the excitatory/inhibitory balance. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2011;5:25.
6) Hess RF, Thompson B, Baker DH.: Binocular vision in amblyopia: Structure, suppression and plasticity. Ophthalmic and Physiological Optics. 2014;34(2):146–162. 
7) Levi DM. Prentice award lecture 2011: Removing the brakes on plasticity in the amblyopic brain. Optometry and Vision Science. 2012;89(6):827–838. 
8) Levi DM, Li RW.: Perceptual learning as a potential treatment for amblyopia: A mini-review. Vision Research. 2009;49(21):2535–2549.
9) Levi DM, Polat U.: Neural plasticity in adults with amblyopia. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1996;93(13):6830–6834.
10) Morishita H, Hensch TK.: Critical period revisited: Impact on vision. Current Opinion in Neurobiology. 2008;18(1):101–107.
11) Wong AM.: New concepts concerning the neural mechanisms of amblyopia and their clinical implications. Canadian Journal of Ophthalmology. 2012;47:399–409. 
12) McKee S.P., Levi D.M., Movshon J.A.: The pattern of visual deficits in amblyopia. Journal of Vision, 3 (2003), pp. 380-405.
13) Holopigian K., Blake R., Greenwald M.J.: Selective losses in binocular vision in anisometropic amblyopes. Vision Research, 26 (1986), pp. 621-630.
14) Charles de Saint-Yves: Nouveau traité des maladies de yeux” Paris, 1722.
15) Vedamurthy I., Huang S., Levi D.M., Bavelier D., Knill D.C.: Recovery of stereopsis in adults through training in a virtual reality task. Optical Society of America, Fall Vision Meeting, Rochester, NY, USA (2012)

Luca Ieri

Optometry Doctor - State University of Latvia

Esperto in tecniche visuo-posturali

Docente e Tutor della Scuola di Clinica Neuro-Visuo-Posturale - Milano

Docente a progetto presso l’Istituto di Ricerca e di Studi in Ottica e Optometria di Vinci – Firenze

ATTENZIONE: si ricorda che all'interno degli articoli di questo Blog vengono usati termini e concetti semplificati per un pubblico non professionale e a scopo puramente divulgativo. 

LA VISIONE STEREO DELLO STRABICO

Marty Feldman - attore 

Uno strabico può avere una visione stereo?

Intanto spieghiamo cosa è uno strabismo anche se sono sicuro che molti di voi abbiano già almeno un'idea generale.

Il Dictionary of Visual Science, di Cline, Hofstetter e Griffin (1), lo definisce come "quella condizione in cui la fissazione binoculare non è presente, in condizione di visione normale". In sostanza si ha uno strabismo quando gli occhi non riescono ad allinearsi sullo stesso oggetto e quindi non possono inviare al cervello una unica immagine come sommatoria delle due singole immagini dei due singoli occhi.

Per la maggior parte delle persone, pur avendo due occhi, risulta normale che ciò che vediamo sia "singolo". In realtà non è così ovvio e questa condizione di visione singola  richiede un grande lavoro da parte del sistema visivo e condizioni che lo permettano. Possiamo semplificare dicendo che se i due occhi vedono l'oggetto osservato nello stesso modo (forma, dimensione, colore, nitidezza, posizione nello spazio) il cervello potrà riunire le due immagini e permetterci una "visione singola". 

fig.1

Ma questa condizione permette anche, grazie alla posizione separata dei due occhi, e quindi due punti di vista diversi, la visione stereo o tridimensionale (fig.1). Naturalmente chi vede da un solo occhio non ha una percezione del mondo piatta, come se guardasse un quadro o una foto. L'esperienza permette, come spiegano i principi della psicologia della Gestalt (2, 3), di percepire la profondità grazie al confronto dei profili degli oggetti, delle dimensioni ecc. Per esempio se osserviamo in una spianata senza altri riferimenti un'auto al lato di una casa, con dimensioni non proporzionate, avremo la netta sensazione che l'auto sia molto più vicina a noi permettendoci una percezione di profondità nello spazio (fig.2).

fig.2

Ma anche se le dimensioni fossero coerenti, fra casa e auto, questa seconda, interrompendo il profilo della casa, ci trasmetterebbe il fatto che l'auto si trovi più vicina a noi rispetto la casa (fig.3).

fig.3

Naturalmente la visione stereo ci permette un altro livello di precisione nelle valutazioni, e conseguentemente, nel gestire questa percezione nella nostra vita quotidiana. Per sperimentare quanto siamo precisi nell'afferrare un piccolo oggetto, grazie ai due occhi, provate a chiuderne uno mentre fate la seguente operazione: fate sostenere un oggetto sottile come uno spillo o uno stuzzicadenti. Con la vostra mano dominante, con un movimento laterale, provate ad afferrare l'oggetto al primo tentativo. Sono sicuro che lo mancherete o lo toccherete ma in modo impreciso! Quanti tentativi vi saranno necessari? Provate a riaprire l'occhio chiuso e sperimentato come diviene facile lo stesso compito.

FATEMI SAPERE COM'E' ANDATA!

Tornando alla persona strabica, avendo gli occhi deviati, non risponderà ai presupposti richiesti dalla stereo visione. Gli occhi infatti osserveranno oggetti diversi e quindi non sovrapponibili. Il sistema nervoso avrà in questo caso confusione e visione doppia. La visione sdoppiata rende il nostro rapporto con lo spazio circostante, quasi impossibile e quindi il cervello tende a spengere un occhio. Questo fenomeno si chiama "soppressione" ed è quello che succede negli strabici. In realtà non è sempre così dipendendo da vari fattori, uno dei quali affronteremo più avanti.

A livello didattico, gli specialisti della visione, studiano che uno strabico, non potendo usare entrambi gli occhi insieme, NON può avere visione stereo e questo è dimostrato con gli strumenti usati tradizionalmente durante le visite.

MA NON E' COSI'!

Nei giorni 5 e 6 di giugno scorso, presso l'Istituto di Ricerca e di studi in Ottica e Optometria (I.R.S.O.O.) si è svolto il corso "Visione Binoculare e Stereopsi" a cura di Angie Minichiello (O.D., Ph.D.), che ho avuto il piacere di poter assistere nella docenza.

Durante le due giornate abbiamo potuto dimostrare, prima teoricamente e poi clinicamente, grazie alla presenza di pazienti, che anche in presenza di strabismo è possibile avere visione stereo! Il concetto e gli strumenti innovativi sono stati sviluppati da Angie Minichiello e J.-Bernard Weiss oculista strabologo di fama mondiale, autore di numerosissime pubblicazione e precursore della chirurgia di strabismo con anestesia topica.

 Il concetto è che gli strumenti e le metodiche attualmente adottati analizzano la visione stereo fine e quindi centrale. Altra cosa è poter valutare la presenza di una stereovisione periferica che rappresenta un dato importantissimo per la prognosi della chirurgia di strabismo, sempre condizionata da molte variabili non sempre valutabili. In sostanza se un soggetto strabico ha una visione stereo, e quindi una fusione di immagini proveniente dai due occhi se pur periferica, dopo la chirurgia avrà una maggior stabilità della motilità oculare avendo, a livello cerebrale, conservato una forma di visione binoculare.

E' sorprendente scoprire quanti strabici possano riferire di poter vedere i film tridimensionali, che ovviamente rappresentano una stimolazione visiva periferica, per le dimensioni dello schermo cinematografico.

Un interessante articolo (4) dedicato allo studio di strabismo e ambliopia (occhio pigro), del 2014, evidenzia, con sorpresa degli autori, come in molti casi dove gli strumenti tradizionali non registrano stereo visione i pazienti dichiarano di poter vedere appunto film tridimensionali al cinema.

Ma già nel 1981 (5) era stata registrata una "residua interazione binoculare" in strabici attraverso il test del campo visivo. Anche in questo caso è presente una interazione binoculare periferica ma non centrale.

Potremmo concludere quindi che grazie ai nuovi strumenti di Minichiello e Weiss abbiamo la possibilità di valutare se uno strabico ha visione stereo e questo dato risulta prezioso prima di un intervento chirurgico. Naturalmente sarebbe auspicabile che anche a livello accademico vengano corrette le teorie adeguandole ai nuovi risultati della ricerca e agli strumenti di Minichiello e Weiss.

Bibliografia

1) Cline D., Hofstetter H.W., Griffin J.R.: Dictionary of Visula Science. Fourth edition. ed. Butterworth-Heinemann 1997.

2) Metzger W.: I fondamenti della psicologia della gestalt. ed. Giunti Barbera 1984.

3) Kanizsa G.: Grammatica del vedere. Saggi su percezione e Gestalt. ed.il Mulino 1980.

4) Levi D.M., Knill D.C., Bavelier D.: Stereopsis and amblyopia: A mini-review. Vision Research, Volume 114, September 2015, Pages 17-30.

5)  R., Fronius M., Singer W.: Binocular interaction in the peripheral visual field of humans with strabismic and anisometropic amblyopia. Vision Res. 1981;21(7):1065-74.

Luca Ieri

Optometry Doctor - State University of Latvia

Esperto in tecniche visuo-posturali

Docente e Tutor della Scuola di Clinica Neuro-Visuo-Posturale - Milano

Docente a progetto presso l’Istituto di Ricerca e di Studi in Ottica e Optometria di Vinci – Firenze

ATTENZIONE: si ricorda che all'interno degli articoli di questo Blog vengono usati termini e concetti semplificati per un pubblico non professionale e a scopo puramente divulgativo. 

AMBLIOPIA (OCCHIO PIGRO): STORIA E NUOVE STRATEGIE DI TRATTAMENTO

UN PO DI STORIA E NUOVE PROSPETTIVE

Da tempo il trattamento dell'ambliopia (occhio pigro) ha registrato un cambio radicale abbandonando gradualmente l'uso dell'occlusione dell'occhio buono che, seppur stimolando l'occhio pigro, può provocare problemi futuri, come la perdita del possibile recupero della collaborazione fra i due occhi, senza garantire la permanenza dei risultati acquisiti durante il trattamento stesso.

Già nel 1722 Saint Yves descrisse, nella sua pubblicazione ristampata ad Amsterdam nel 1736 l'occlusione dell'occhio dominante per promuovere l'uso dell'occhio strabico. Buffon nel 1743 raccomandava l'occlusione dell'occhio buono per raddrizzare quello strabico. Erasmus Darwin (1),·nonno di Charles Darwin, ha fornito un resoconto molto più completo del trattamento dello strabismo "Se lo strabismo non è stato confermato da molto tempo, e un occhio non è molto peggiore dell'altro, un pezzo di garza tesa su un cerchio di osso di balena, per coprire l'occhio migliore in modo tale da ridurre la nitidezza della vista di questo occhio a un grado di imperfezione simile all'altro, dovrebbe essere indossato alcune ore ogni giorno. 

Oppure l'occhio migliore dovrebbe essere completamente oscurato da una tazza di latta ricoperta di seta nera per alcune ore al giorno, per cui l'occhio migliore sarà gradualmente indebolito dalla mancanza di uso e l'occhio peggiore sarà gradualmente rafforzato usandolo. Coprire un occhio affetto da questo problema nei bambini per settimane è molto suscettibile di produrre strabismo...".

E' interessante notare come già nel XVIII secolo si parlava di "penalizzazione", la tecnica che non oscura totalmente l'occhio buono ma ne riduce drasticamente la qualità visiva portandolo a livello di quello pigro, e che era già chiaro che l'occlusione poteva far scatenare uno strabismo, se non fosse già presente. La "penalizzazione" che per Darwin consisteva in una garza, è divenuta poi anche farmacologica, con l'uso di un farmaco che blocca l'accomodazione e dilata la pupilla (atropina).

David H. Hubel e Torsten N. Wiesel mentre festeggiano il Nobel per la Medicina nel 1981.

Fu il lavoro di Hubel e Wiesel (2) nei primi anni '60 a gettare le basi per nuovi concetti riguardanti lo sviluppo della vista nei primi anni di vita. I loro studi permisero dei cambiamenti radicali nella conoscenza del processo visivo-corticale e conseguentemente approccio diagnostico e terapeutico delle alterazioni funzionali come l'Ambliopia.

Dalla prestigiosa rivista "Eye Movements, Strabismus, Amblyopia and Neuro-ophthalmology" arrivano interessanti risultati sulla ricerca (3) relativa all'approccio del trattamento dell'Occhio Pigro (ambliope) che tendono a superare l'ormai datata occlusione (tappo sull'occhio che vede bene).

Nello specifico si sono valutate le risposte di fissazione e dei movimenti saccadici, anche dell'occhio non ambliope, che risultano peggiorare nel caso di trattamento che esclude una visione binoculare. Questo si aggiunge, nel caso di strabismi, ad un possibile aumento della deviazione provocato proprio dal trattamento dell'occhio pigro con l'occlusione. 

I risultati dimostrano che la visione e la stimolazione dell'occhio ambliope da solo riducono la fissazione dello stesso occhio, e la precisione dei suoi movimenti saccadici (i movimenti che usiamo saltando da un oggetto all'altro o da una parola all'altra nella lettura), e questo pregiudica anche il risultato finale dello stesso trattamento di riabilitazione. 

Anche la rivista di medicina "Dica33" affronta l'argomento pubblicando i risultati di una ricerca (4), da poco uscita sulla rivista "Journal of the American Association for Pediatric Ophthalmology and Strabismus", della dottoressa Eileen E. Birch del Southwestern medical center all'Università del Texas (Usa) dove si prospetta la possibilità di sostituire l'occlusione, deleterea per lo sviluppo della visione binoculare (uso dei due occhi insieme), con una stimolazione attraverso sistemi elettronici come l'iPad. Lo scopo è sempre quello di creare stimoli che non interrompano mai  la visione binoculare. Lo studio è stato eseguito su bambini dai 3 ai 7 anni.

Come dimostrano gli studi (5, 6), sebbene il trattamento con occlusione si traduca in una migliore acuità visiva per il 73%–90% nei bambini ambliopi, il 15%–50% non riesce a raggiungere la normale acuità visiva dopo mesi o anni di trattamento. Si registra spesso anche una regressione una volta interrotta la stimolazione quando eseguita solo sull'occhio ambliope (monocularmente).

Negli ultimi anni, la realtà virtuale è emersa come un nuovo strumento sicuro ed efficace per la neuro-riabilitazione di diverse condizioni dell'infanzia e dell'età adulta. Le terapie basate sulla realtà virtuale possono indurre la riorganizzazione corticale e promuovere l'attivazione di diverse connessioni neuronali in un'ampia gamma di età, portando a miglioramenti contrastati nelle capacità motorie e funzionali (7, 8, 9, 10). 

L'uso della realtà virtuale per la riabilitazione visiva nell'ambliopia è stato studiato negli ultimi anni, con la possibilità di utilizzare giochi che combinano apprendimento percettivo e stimolazione dicoptica (16). Questa combinazione di tecnologie consente allo specialista di misurare, trattare e controllare i cambiamenti nella soppressione (annullamento della visione dell'occhio che vede peggio), che è uno dei fattori che portano alle alterazioni corticali nell'ambliopia.

Nel corso del tempo, è stata anche determinata chiaramente una relazione tra la pratica dell'uso di videogiochi e il miglioramento di alcuni tipi di capacità di cognizione visiva (11). Ad esempio, è stato dimostrato che la riproduzione di vidogiochi d'azione è collegata a una migliore visione periferica (12), abilità spaziali superiori (13), una migliore sensibilità al contrasto (14) e un ridotto effetto di affollamento (15), tra gli altri vantaggi.

Quello che possiamo auspicare è che anche nella nostra realtà vengano implementate queste strategie nel trattamento "dell'occhio pigro".

Bibliografia

1) Darwin E: Zoonomia. vol III: 1801; 236--7.

2) Hubel, David H., Torsten N. Wiesel. "Effects of monocular deprivation in kittens." Naunyn-Schmiedebergs Archiv for Experimentelle Pathologie und Pharmakologie 248 (1964): 492–7.

3) Jordan Murray; Palak Gupta; Cody Dulaney; Kiran Garg; Aasef G. Shaikh; Fatema F. Ghasia: Effect of Viewing Conditions on Fixation Eye Movements and Eye Alignment in Amblyopia. Investigative Ophthalmology & Visual Science February 2022, Vol.63, 33.

4) Eileen E. Birch, et al.: Binocular iPad treatment for amblyopia in preschool children. Journal of the american association for pediatric ophthalmology and strabismus J AAPOS. 2015 Feb; 19(1): 6–11.

5) Birch EE, Stager DR., Sr Long-term motor and sensory outcomes after early surgery for infantile esotropia. J AAPOS. 2006;10:409–13.

6) Woodruff G, Hiscox F, Thompson JR, Smith LK. Factors affecting the outcome of children treated for amblyopia. Eye (Lond) 1994;8:627–31.

7) S. Kühn, T. Gleich, R. C. Lorenz, U. Lindenberger, and J. Gallinat, “Playing super mario induces structural brain plasticity: gray matter changes resulting from training with a commercial video game,” Molecular Psychiatry, vol. 19, no. 2, pp. 265–271, 2014.

8) D. Gong, H. He, D. Liu et al., “Enhanced functional connectivity and increased gray matter volume of insula related to action video game playing,” Scientific Reports, vol. 5, no. 1, p. 9763, 2015.

9) D. Bavelier and C. S. Green, “The brain-boosting power of video games,” Scientific American, vol. 315, no. 1, pp. 26–31, 2016.

10) C. P. Barlett, C. A. Anderson, and E. L. Swing, “Video game effects-confirmed, suspected, and speculative,” Simulation & Gaming, vol. 40, no. 3, pp. 377–403, 2009.

11) A. C. Oei and M. D. Patterson, “Enhancing cognition with video games: a multiple game training study,” PLoS One, vol. 8, Article ID e58546, 2013.

12) C. S. Green and D. Bavelier, “Effect of action video games on the spatial distribution of visuospatial attention,” Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, vol. 32, no. 6, pp. 1465–1478, 2006.

13) J. Feng, I. Spence, and J. Pratt, “Playing an action video game reduces gender differences in spatial cognition,” Psychological Science, vol. 18, no. 10, pp. 850–855, 2007.

14) R. Li, U. Polat, W. Makous, and D. Bavelier, “Enhancing the contrast sensitivity function through action video game training,” Nature Neuroscience, vol. 12, no. 5, pp. 549–551, 2009.

15) C. S. Green and D. Bavelier, “Action-video-game experience alters the spatial resolution of vision,” Psychological Science, vol. 18, no. 1, pp. 88–94, 2007.

16) María B. Coco-Martin, et al.: The Potential of Virtual Reality for Inducing Neuroplasticity in Children with Amblyopia. Journal of Ophthalmology Volume 2020 |Article ID 7067846

Luca Ieri

Optometry Doctor - State University of Latvia

Esperto in tecniche visuo-posturali

Docente e Tutor della Scuola di Clinica Neuro-Visuo-Posturale - Milano

Docente a progetto presso l’Istituto di Ricerca e di Studi in Ottica e Optometria di Vinci – Firenze

ATTENZIONE: si ricorda che all'interno degli articoli di questo Blog vengono usati termini e concetti semplificati per un pubblico non professionale e a scopo puramente divulgativo.