Tesi Doctoral - Paula García

Introducció

L'avaluació del sistema visual del pacient comprén un ampli ventall de proves, que abasten des de mesures d'estructura a mesures de funció visual. Estes últimes permeten determinar si una patologia afecta a la capacitat d'extraure informació visual sobre l'entorn i poden servir com a mètode de detecció precoç i per a seguiment de l'evolució d'una anomalia, sempre que es reduïsca el nombre de mecanismes involucrats en la mesura¹.
Reduir el nombre de mecanismes involucrats només és possible si les seues propietats es diferencien prou, bé per les característiques dels objectes als quals responen, per la seua resposta a l'adaptació o per les tasques que poden mediar. Els tres principals tipus de cèl·lules ganglionars retinals M, P i K (magnocèl·lules, parvocèl·lules i konioocèl·lules)², la tasca fonamental de la qual és traslladar la informació de la imatge retinal a còrtex (Figura 1) mostren eixa diferenciació, que ha sigut ja aprofitada per a dissenyar diferents tests psicofísics^3-5.

Les cèl·lules M, P i K diferixen en grandària, velocitat de resposta, selectivitat a la freqüència espacial i temporal i al color². Tant M com P processen informació acromàtica, encara que M és el mecanisme més sensible quan la freqüència espacial és baixa i la temporal alta⁶. P i K suporten els mecanismes cromàtics roig-verd i blau-groc, respectivament, i són més sensibles a freqüències temporals baixes². Fins i tot amb estes diferències, les regions de sintonitzat de M, P i K se superposen, i aïllar totalment un mecanisme és difícil. No obstant això, s'ha mostrat que sí que és possible maximitzar la probabilitat de resposta d'una via particular, utilitzant les característiques espaciotemporals i cromàtiques de l'estímul^13-5, de l'adaptació⁷ o de la tasca⁸.
Estes proves funcionals han permés avaluar l'efecte sobre la funció visual de diverses patologies sistèmiques i visuals i de trastorns neurològics i psicològics, per exemple, l'efecte perjudicial del glaucoma en les tres vies⁹, el defecte en la via magnocèl·lular lligat a l'Alzheimer¹⁰ o les alteracions funcionals en dislèxics¹¹. Per a altres desordres, com el  TDAH (trastorn de dèficit d'atenció i hiperactivitat) o la síndrome de Williams, la informació sobre els possibles mecanismes visuals afectats és incompleta.
Els estudis sobre TDAH no coincidixen sobre si hi ha vies visuals afectades i quins serien. Per exemple, s'ha descrit un efecte en la percepció del color blau¹², no confirmat per uns altres estudis¹³, encara que estos resultats podrien estar afectats per la medicació presa pels pacients. En l'estudi de Kim, S. et al¹² l'anomalia en la percepció del color blau va ser detectada mitjançant un test d'ordenació (Farnsworth Munsell de 100 peces), mentre que l'estat del mecanisme acromàtic s'avalua per altres procediments, com la sensibilitat al contrast. Sol ser habitual utilitzar proves en les quals no sols l'estímul, sinó la tasca i la variable a mesurar, canvia depenent del mecanisme a avaluar. Si l'objectiu és determinar quin mecanisme ha patit una major pèrdua funcional, esta estratègia comporta la dificultat d'establir una mètrica comú¹⁴.
D'altra banda, encara que les proves psicofísiques tenen l'avantatge de ser no invasives i permetre estudiar la funció visual, les mesures són sovint de llarga duració i requerixen que el pacient verbalitze una descripció de l'estímul, que sol involucrar una descripció d'orientacions o posicions que pot resultar complicada per a pacients amb trastorns com la dislèxia o el TDAH.
El projecte proposat pretén minimitzar estos problemes, intentant unificar i simplificar la tasca psicofísica proposada al pacient i facilitar-li procediments de resposta, pensant en poblacions amb dificultats especials. Quant al procediment seguit per a afavorir la resposta de cada via visual, es pretén estendre una estratègia desenvolupada per al mecanisme acromàtic¹⁵ per a desensibilitzar els mecanismes no desitjats.

Objectius

L'objectiu principal del projecte consistix en el disseny, creació i validació d'un test psicofísic de mesura capaç d'afavorir selectivament les diferents vies visuals, mantenint una tasca i estructura bàsica similar. La tasca proposada al pacient serà senzilla, per a facilita la comprensió i la realització de la prova, i tindrà en compte les condicions de pacients amb necessitats especials, com el TDAH, i per als quals s'han descrit pèrdues en diferents vies visuals^12,13.

Es pretén desenvolupar un dispositiu no invasiu, portàtil, de cost moderat, que permeta adaptacions en el mètode de registre de la resposta per a pacients amb dificultats d'atenció o comunicació verbal. Partirem d'un ordinador portàtil, la pantalla del qual caracteritzarem colorimétricamente. Després d'un estudi bibliogràfic, es triaran les característiques espaciotemporals i de color dels estímuls. S'utilitzarà un estímul “prova” que afavorisca la via visual d'interés, afegint soroll sintonitzat en freqüència i cromaticitat per a desensibilitzar els mecanismes no desitjats. Dissenyarem una tasca accessible al major nombre possible de pacients, implementant un mètode psicofísic adaptatiu, per a reduir el temps de mesura. S'avaluarà la usabilitat i repetibilitat del dispositiu pilot amb una població reduïda i es millorarà el programari, procedint-se a ampliar la mostra per a analitzar la concordança amb dispositius de referència. Si els resultats són favorables, es construirà una base de dades de normalitat de subjectes joves, amb la qual es compararà la població patològica d'interés, en principi pacients joves amb TDAH. Amb el dispositiu desenvolupat i iniciat el procés de protecció de la propietat intel·lectual, es concorrerà a les convocatòries disponibles de transferència i valorització.

Bibliografia

1. Anderson RS. The psychophysics of glaucoma: improving the structure/function relationship. Prog Retin Eye Res. 2006 Jan;25(1):79-97. doi: 10.1016/j.preteyeres.2005.06.001.
2. Solomon S (2021). Retinal ganglion cells and the magnocellullar, parvocellular, and koniocellular subcortical visual pathways from the eye to the brain. En Barton JJs y Leff A, eds. Handbook of Clinical Neurology. 178. 31-50. Elsevier.
3. Jampel HD, Singh K, Lin SC, Chen TC, Francis BA, Hodapp E, Samples JR, Smith SD (2011). Assessment of Visual Function in Glaucoma: A Report by the American Academy of Ophthalmology, Ophthalmology, 118, 5, 986-1002, https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2011.03.019
4. Edwards M, Goodhew SC, & Badcock DR (2021). Using perceptual tasks to selectively measure magnocellular and parvocellular performance: Rationale and a user’s guide. Psychonomic Bulletin & Review, 28(4), 1029–1050. https://doi.org/10.3758/s13423-020-01874-w
5. Preto S, Gomes CC. Glaucoma and short-wavelength light sensitivity (blue light). En: Advances in Intelligent Systems and Computing. Cham: Springer International Publishing; 2019. p. 56–67.
6. Merigan WH, Maunsell JH. Macaque vision after magnocellular lateral geniculate lesions. Vis Neurosci [Internet]. 1990;5(4):347–52. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1017/s0952523800000432
7. Pokorny J (2011). Review: steady and pulsed pedestals, the how and why of post-receptoral pathway separation. J Vis. 11(5):1-23. doi: https://doi.org/10.1167/11.5.7.
8. Goodbourn PT, Bosten JM, Hogg RE, Bargary G, Lawrance-Owen AJ, Mollon JD. Do different “magnocellular tasks” probe the same neural substrate? Proc Biol Sci [Internet]. 2012;279(1745):4263–71. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2012.1430
9. Sample PA, Medeiros FA, Racette L, Pascual JP, Boden C, Zangwill LM, Bowd C, Weinreb RN (2006). Identifying glaucomatous vision loss with visual-function-specific perimetry in the diagnostic innovations in glaucoma study. Invest Ophthalmol Vis Sci. 47(8):3381-9. doi: 10.1167/iovs.05-1546. PMID: 16877406.
10. Valenti DA (2010). Alzheimer's disease: Visual system review, Optometry - Journal of the American Optometric Association. 81, 12-21, https://doi.org/10.1016/j.optm.2009.04.101.
11. Ahmadi K, Pouretemad HR, Esfandiari J, Yoonessi A, & Yoonessi A. (2015). Psychophysical evidence for impaired Magno, parvo, and konio-cellular pathways in dyslexic children. Journal of Ophthalmic & Vision Research, 10(4), 433–440. https://doi.org/10.4103/2008-322X.176911
12. Kim S, Chen S & Tannock R. (2014). Visual function and color vision in adults with Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder. Journal of Optometry, 7(1), 22–36. https://doi.org/10.1016/j.optom.2013.07.001
13. Brown AC, Peters JL, Parsons C, Crewther DP, & Crewther SG. (2020). Efficiency in Magnocellular processing: A common deficit in neurodevelopmental disorders. Frontiers in Human Neuroscience, 14, 49. https://doi.org/10.3389/fnhum.2020.00049
14. Antón A, Capilla P, Morilla-Grasa A, Luque MJ, Artigas JM, Felipe A (2012). Multichannel Functional Testing in Normal Subjects, Glaucoma Suspects, and Glaucoma Patients. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 53(13):8386-8395. doi: https://doi.org/10.1167/iovs.12-9944.
15. Barbur JL, Harlow AJ and Pant GT (1994). Insights into the different exploits of colour in the visual cortex. Proc Biol Sci, 258, 327–34. https://doi.org/10.1098/rspb.1994.0181

TDAH, psicofísica, visió, optometria, percepció visual, vies visuales

Campus Burjassot/Paterna

C/ Doctor Moliner, 50. 46100 Burjassot (València)

963 544 094 / (9635) 43909

El present projecte d'investigació s'emmarca dins del Programa de Formació de Professorat Universitari (FPU22), en el qual la investigadora principal Paula García Balaguer ha sigut seleccionada com a beneficiària després d'un rigorós procés de selecció en la convocatòria competitiva del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats. Les subvencions atorgades en esta convocatòria s'alineen amb el Pla Estatal d'Investigació Científica, Tècnica i d'Innovació (Pla Estatal d'I+D+i) 2021-2023, en el marc del Programa Estatal per a Desenvolupar, Atraure i Retindre Talent.