1. Översiktlig projektbeskrivning

Engelsk titel

Electrophysiological studies on human photoreceptor function and signal analysis in visual electrophysiology.

Sammanfattning av projektet

The first step of seeing takes place in the photoreceptors. Consequently, assessing photoreceptor function is one of the main objectives in clinical electrophysiological testing of the retina. Despite this, the standard method to assess rod photoreceptor function is inadequate since it is only an indirect measure, representing the response from midretinal cells upstreams of the photoreceptors. An alternative method, the bright flash ERG, has in animal studies been shown to directly represent rod photoreceptor activity. We wish to compare information obtained with currently used methods to that obtained by bright flash ERG. For cone photoreceptors, there is evidence of diverging susceptibility to retinal disease for the three types of cones. Short-wavelength cones (S-cones) have been shown to be particularly vulnerable to retinal dysfunction and these have accordingly been suggested as an early marker of retinal disease. However, there is a lack of good methods to separate cone responses. The aim of this project is to develop and validate a modified S-cone ERG protocol giving more useful response amplitudes.
Accurate interpretation of signals obtained from visual electrophysiological recordings is of crucial importance for correct diagnosis and monitoring of disease in the visual system. Recordings obtained with visual electrophysiological techniques are often impaired by noise, making grading and interpretation difficult. Developing methods that can analyse better the obtained signals would lead to more accurate diagnosis and possibly enable earlier detection of visual system disorders.

I näthinnan finns två huvudtyper av ljuskänsliga synceller, s.k. fotoreceptorer, dessa benämns tappar och stavar. Fotoreceptorerna är ansvariga för synens första steg där infallande ljus registreras och omvandlas till en biologisk signal. Den idag vanligaste metoden att mäta stavfunktion är den s.k. b-vågen. Detta svar härrör dock inte från stavarna utan från bipolärceller i mittre näthinnelager, dvs uppströms om stavsvaret. Det har relativt nyligen visats att den rena stavsvaret tillförlitligt kan mätas med ljusstarka blixtar, kallat ”bright flash ERG”. Vi avser att jämföra traditionella b-vågs svar mot bright flash ERG vid olika sjukdomar i näthinnan.
Det finns tre typer av tappar och dessa är känsliga för olika våglängder av ljus. Det har visats att S-tapparna är mer känsliga för processer som påverkar näthinnans funktion än övriga celltyper i näthinnan. Nedsatt S-tappsfunktion kan således fungera som en tidig markör för näthinnesjukdom. S-tappfunktion är svår att mäta vid kliniskt, och tidigare föreslagna ERG metoder har inte varit framgångsrika. Vi avser att med hjälp av ett nyutvecklat protokoll kartlägga normal S-tappfunktion samt hur denna förändras vid näthinnesjukdom.
Signaler från synelektrofysiologiska undersökningar är oftast små och påverkade av brus. Genom att utveckla metoder för förbättrad signalanalys kan analys och diagnostik förbättras.

Typ av projekt

Forskningsprojekt

MeSH-termer för att beskriva ämnesområdet

Inlagda MeSH-termer

Electroretinography

Recording of electric potentials in the retina after stimulation by light.

Photoreceptors

Cells specialized to detect and transduce light.

Academic Dissertations

Works consisting of formal presentations made usually to fulfill requirements for an academic degree.

Adolescent

A person 13 to 18 years of age.

Adult

A person having attained full growth or maturity. Adults are of 19 through 44 years of age.

Aged

A person 65 through 79 years of age. For a person older than 79 years, AGED, 80 AND OVER is available.

Aged, 80 and over

A person 80 years of age and older.

Aging

The gradual irreversible changes in structure and function of an organism that occur as a result of the passage of time.

Physiology

The science which treats of the functions of the living organism and its parts, and of the physical and chemical factors and processes involved. (Dorland, 27th ed)

Child

A person 6 to 12 years of age. An individual 2 to 5 years old is CHILD, PRESCHOOL.

Child, Preschool

A child between the ages of 2 and 5.

Methods

Humans

Members of the species Homo sapiens.

Infant

A child between 1 and 23 months of age.

Middle Aged

Photic Stimulation

Retinitis Pigmentosa

Hereditary, progressive degeneration of the neuroepithelium of the retina characterized by night blindness and progressive contraction of the visual field.

Diagnosis

The determination of the nature of a disease or condition, or the distinguishing of one disease or condition from another. Assessment may be made through physical examination, laboratory tests, or the likes. Computerized programs may be used to enhance the decision-making process.

Signal Processing, Computer-Assisted

Computer-assisted processing of electric, ultrasonic, or electronic signals to interpret function and activity.

Projektets delaktighet i utbildning

Avhandling
D-uppsats / Magisterexamen
C-uppsats / Kandidatexamen
ST-läkarutbildning
Annan utbildning
Ej del i utbildning

3. Processen och projektets redovisning

Pågående aktiviteter

Planering och förberedelse före datainsamling
Datainsamling pågår
Analys av insamlade data pågår
Författande av skriftlig redovisning / publikation pågår
En eller flera publikationer från projektet är publicerade
Slutfört och inget mer görs inom ramen för detta projekt

Projektstart (när planeringen påbörjas och börjar dokumenteras skriftligt)

2009-01-01

Datum för påbörjande av datainsamling

2009-02-01

Datum då projektet är slutrapporterat

2010-12-31

Publikationer från detta projekt

1. Rod a-wave analysis using high intensity flashes adds information on rod system function in 25% of clinical ERG recordings.
   Nilsson Josefin, Wright Tom, Westall Carol A.
   Vision Res. 2008:48(18):1920-5.[Source: PubMed®]
   [Links: PMID: 18590924 | DOI länk]

4. Detaljerad projektbeskrivning

Bakgrundsbeskrivning

Our perception of the visual environment is mediated through the interaction of multiple complex pathways. Light entering the eye is absorbed by dedicated cells in the retina which transform the electromagnetic energy into chemical signals. These chemical signals are transformed into electrical signals, and eventually, after the signals have been modified by interactions in the middle retinal layers, the signals are transferred via the optic nerve into the brain. Electrophysiology of vision examines these processes and pathways from the eye to the brain by recording the electrical signals generated at the cellular level. By use of carefully targeted visual stimuli, visual electrophysiology is able to detect abnormal function at different levels of the visual system. The results of this testing can be used to detect abnormal function in the retina, visual pathways and visual cortex.

Syfte

The aim of this project is to develop and validate new ERG protocols to assess photoreceptor function more accurately.
Secondly, this project aims to investigate signal analysis techniques to increase sensitivity and specificity of visual electrophysiological recordings.