يمكن أن يساعد نهج التصوير الجديد في تسريع تطوير علاجات جديدة لأمراض العيون

يمكن أن يساعد نهج التصوير الجديد في تسريع تطوير علاجات جديدة لأمراض العيون

طور الباحثون طريقة بسيطة وسريعة لإجراء التصوير الضوئي، وهي تقنية تصوير تقيس النشاط الوظيفي الناجم عن الضوء في شبكية العين، وهي شبكة الخلايا العصبية الموجودة في الجزء الخلفي من العين المسؤولة عن اكتشاف الضوء وبدء الرؤية. تؤثر أمراض الشبكية مثل الضمور البقعي واعتلال الشبكية السكري على أكثر من 50% من الأشخاص في الولايات المتحدة الذين تزيد أعمارهم عن 60 عامًا. وتؤثر هذه الأمراض على وظيفة الشبكية بطريقة تقلل الرؤية، وإذا تركت دون علاج، يمكن أن تؤدي إلى العمى. يمكن أن يساعد النهج الجديد في تسريع تطوير علاجات جديدة لأمراض العيون.

يستخدم علم البصريات عادة معدات باهظة الثمن تتطلب العديد من الخبراء لتشغيلها، بينما ينتج في الوقت نفسه كميات هائلة من البيانات التي تتطلب موارد حاسوبية واسعة النطاق. لقد وجدنا طريقة لجعلها أرخص وأسرع."

رافي جونال، قائد فريق البحث، جامعة كاليفورنيا، ديفيس

نشر جونال وزملاؤه تقريرهم عن نهجهم الجديد، والذي يسمونه تصوير البصريات المعتمد على السرعة، في مجلة Optica، وهي مجلة الأبحاث عالية التأثير الصادرة عن مجموعة Optica Publishing Group. كما أنها تثبت قدرة الطريقة على قياس استجابة الشبكية لدى ثلاثة متطوعين أصحاء.

قال جونال، الذي أجرى بعض القياسات الأولى لتصوير البصريات كطالب دراسات عليا في مختبر دون ميلر في جامعة إنديانا: "على الرغم من أن تصوير البصر المبني على السرعة يمكن أن يزود الأطباء بمعلومات أكثر دقة وأقدم عن فقدان الوظيفة في شبكية العين، إلا أن تأثيره الحقيقي الأول من المرجح أن يكون في تسريع التجارب السريرية لعلاجات جديدة لأمراض الشبكية". "إذا تمكنا من معرفة ما إذا كانت وظيفة الشبكية تتحسن أو تتدهور بسرعة أكبر من الاختبارات التقليدية مثل مخططات العين، فسيؤدي ذلك إلى تسريع تطوير العلاجات بشكل كبير."

تتبع تغييرات الشكل

يكتشف تصوير البصريات التغيرات الطفيفة في شكل الخلايا العصبية التي تنتج أو تنقل الإشارات في شبكية العين. حتى الآن، استخدم جونال وباحثون آخرون البصريات التكيفية والتصوير المقطعي التوافقي البصري (OCT) لتصور وتتبع هذه الخلايا العصبية في العين الحية المتحركة، ثم طبقوا خوارزميات تصحيح الحركة لتثبيت الصور واستخراج الاستجابة الوظيفية. تتطلب هذه العملية المكلفة والمستهلكة للوقت تحليل وتتبع موقع ميزات الخلية الفردية واستخدام تلك المواقع لتحديد ما إذا كانت الخلية قد تغيرت في الشكل.

وقال جونال: "إذا استخدمنا أحد أنظمتنا البصرية التكيفية لإجراء قياسات بصرية، فيمكن أن تستغرق التجربة بسهولة نصف يوم وتؤدي إلى معالجة تيرابايت من البيانات". "ستستغرق معالجة البيانات لاستخراج إشارة وظيفية يومًا أو يومين آخرين على الأقل."

ولتجنب الحاجة إلى تحليل وتتبع الخلايا العصبية الفردية، أراد جونال وزملاؤه معرفة ما إذا كان بإمكانهم بدلاً من ذلك قياس السرعة أو المعدل الذي تتحرك به الخلايا العصبية في شبكية العين بالنسبة لبعضها البعض. قال جونال: "اعتقدنا أنه حتى لو اختلفت مواقع السمات من خلية إلى أخرى، فإن السرعة التي تتحرك بها بالنسبة لبعضها البعض ستكون مرتبطة بشكل كبير بين الخلايا". "لقد تبين أن هذا صحيح."

قياس الخلايا العصبية المتحركة

لإجراء تصوير البصر على أساس السرعة، طور الباحثون كاميرا OCT جديدة تسمح لمشغل واحد بالتقاط صور من مواقع أكثر في شبكية العين أكثر مما هو ممكن باستخدام أساليب تصوير البصريات الأخرى.

أظهر الباحثون أسلوبهم الجديد من خلال جمع القياسات من ثلاثة متطوعين أصحاء. لقد تمكنوا من جمع البيانات من كل مريض في عشر دقائق فقط ومعالجة تلك البيانات وإتاحة النتائج في غضون 2 إلى 3 دقائق. لقد أظهروا أن الاستجابات الوظيفية للتصوير البصري البصري تم قياسها من خلال النهج البسيط الذي تم قياسه باستخدام جرعة التحفيز الخفيفة المستخدمة وأن استجابة تحفيز الجرعة كانت قابلة للتكرار داخل وبين المتطوعين.

وهم يخططون الآن لتجارب تهدف إلى إظهار حساسية هذه التقنية للخلل الوظيفي المرتبط بالأمراض. يعمل جونال أيضًا مع الأطباء في جامعة كاليفورنيا، ديفيس، لاستخدامه في تصوير المرضى وللمساعدة في تفسير نتائج تجارب علاجات الخلايا الجذعية وعلاجات العلاج الجيني لأمراض الشبكية الموروثة. ويود الباحثون أيضًا تطبيق منهج التصوير البصري الجديد على النماذج الحيوانية لأمراض الشبكية.

مصدر:

بصريات

مرجع:

فينولا، كيلو فولت، وآخرون. (2022) تصوير البصر على أساس السرعة للتطبيقات السريرية. بصريات. doi.org/10.1364/OPTICA.460835.

.