Øynene viser om noe galt er på ferde

Innen de siste årene har en teknologisk revolusjon i form av små elektroder, lasere og avanserte algoritmer gjort forskerne i stand til å følge øyets nervesignaler i detalj og se dypt inn i netthinnens innerste lag.

Og de nye teknikkene har medført en storm av overraskende oppdagelser som nå vil gjøre det mulig å oppdage alt fra schizofreni til alzheimer og sklerose flere år før sykdommene bryter ut.

Blodkar forutsier demens

Forskerne begynte å se på koblingen mellom øyet og hjernen allerede i begynnelsen av 1990-tallet, da 12 317 menn og kvinner i alderen fra 50 til 73 år møtte opp på en rekke amerikanske sykehus for å delta i en landsomfattende studie av åreforkalking.

Legene tok detaljerte bilder av de fine blodkarene i forsøkspersonenes netthinner, men de brukte også anledningen til å teste personenes evner innen hukommelse, språk og problemløsning.

Studiene viste at 256 av personene hadde skader på netthinnen i form av for eksempel blodutredninger, men disse personene avvek ikke fra gjennomsnittet når det gjelder mentale evner.

20 år senere møtte forsøkspersonene igjen opp på sykehuset for å få testet sine mentale evner, og denne gang tegnet det seg et klart mønster.

Alle klarte testen dårligere enn da de var yngre, men blant den lille gruppen som hadde hatt skader på netthinnen, var forverringen dobbelt så stor som hos gjennomsnittet.

Resultatene, som ble lagt fram i 2018 av den amerikanske alderdomsforskeren Jennifer Deal og kollegene hennes, viser med 99,99 prosents sikkerhet at det er en sammenheng mellom skader på netthinnen og tap av mentale evner senere i livet.

Og nedsatte mentale evner er ofte en forløper for demenssykdommer. Hvis en person er diagnostisert med det legene kaller «lett kognitiv svekkelse med hukommelsesproblemer», vil personen med 50 prosents sannsynlighet utvikle alzheimer i løpet av bare 2,5 år.

Forskerne har i flere tiår jaktet på en effektiv behandling mot alzheimer – en sykdom som skyldes en ustoppelig nedbrytning av hjernevevet – men uten noe stort hell.

Nøkkelen til å gjøre noe med sykdommen er antagelig å oppdage den tidlig, og studier av blodkar i øyet ser ut til å være veien fram.

Metoden er fortsatt ikke presis nok til å peke ut framtidige alzheimer-pasienter, men en rekke nye teknikker skal nå gi legene mer pålitelige verktøy til å oppdage tegn på sykdommen dypt inne i øyet, lenge før den går utover hjernens funksjoner.

Skadelig protein rammer øyet

En av de nye teknikkene kalles optisk koherenstomografi – eller OCT – og går ut på å skanne laget av nerveceller og blodkar i netthinnen med en laser og la en algoritme samle målingene til et detaljert tredimensjonalt bilde av vevet.

I 2019 brukte den amerikanske øyelegen Sharon Fekrat og kollegene hennes OCT til å undersøke forskjellen på friske personer og pasienter med alzheimer eller et forstadium til sykdommen.

Fekrat brukte en spesiell versjon av OCT som følger bevegelsen av røde blodlegemer i blodkarene. Dermed kunne hun måle blodgjennomstrømningen i netthinnen og se på hvor god forsyningen med oksygen og næring var til nervecellene i et bestemt område.

Studien viste at blodgjennomstrømningen i de fine blodårene var mindre hos alzheimer-pasienter enn hos friske personer, men pasienter som bare hadde et forstadium til sykdommen, så ut til å ha like godt blodomløp som de friske personene.

Derimot var både alzheimer og forstadiet forbundet med en markant fortynning av laget av nerveceller i netthinnen.

En italiensk forskergruppe med legen Giuseppe Querques i spissen har gått et skritt videre. Italienerne brukte først OCT og fant, akkurat som Fekrat, ingen forskjell på friske og personer med et forstadium til alzheimer, men de brukte også en annen teknikk som kalles dynamic vessel analyzer, DVA.

Metoden måler refleksjonen fra en rekke raske lysglimt på blodårene i netthinnen og kan deretter bestemme hvor mye blodårene utvider seg og trekker seg sammen når blodet pulserer gjennom dem.

Forskerne oppdaget at blodkarenes fleksibilitet var 40 prosent lavere hos de med forstadiet til alzheimer enn hos de friske personene. Og hos alzheimer-pasientene var fleksibiliteten nesten forsvunnet.

Querques og teamet hans gjorde dessuten en annen viktig oppdagelse.

Endringene i karenes fleksibilitet hang tett sammen med mengden av proteinet betaamyloid i personenes ryggmargsvæske – den væsken som hjernen ligger badet i. Beta­amyloid ødelegger nerveceller og blodkar og er en av de viktigste årsakene til alzheimer.

Noen forskere mener at det er nettopp betaamyloid som kobler alzheimer til endringene i øyets blodkar. Fordi netthinnen teknisk sett er en utvekst fra hjernen, er øyet også i tett kontakt med ryggmargsvæsken.

Derfor kan en opphopning av betaamyloid i hjernen raskt komme til å gå utover blodkarene i netthinnen.

Sklerose skrumper inn netthinnen

Alzheimer er slett ikke den eneste sykdommen som viser seg i øyet. Flere forskningsgrupper har innen de siste årene vist at en kikk på netthinnen også kan avsløre blant annet multippel sklerose.

Sykdommen går utover nervecellene i sentralnervesystemet, som mister sitt isolerende lag av fettstoffet myelin – og det får nervesignalene til å bevege seg langsommere enn normalt.

I 2017 viste den italienske hjerneforskeren Roberta Lanzillo ved hjelp av teknologien OCT at multippel sklerose var kjennetegnet av et mindre finmasket nett av blodårer og et tynnere lag av nerveceller i netthinnen enn hos friske personer.

Andre studier viser det samme. Det tyder på at laget av nerveceller blir gradvis tynnere i takt med at sykdommen utvikler seg, og pasienten får flere symptomer, for eksempel føleforstyrrelser, muskelsvakhet, kramper og tale- og synsforstyrrelser.

Lanzillos oppdagelse gir håp om at øyeskanninger kan brukes til å diagnostisere veldig tidlige stadier av multippel sklerose.

Den antagelsen ble bekreftet av en annen studie i 2017.

Over en periode på fem år brukte den spanske øyelegen José Abalo-Lojo OCT til å måle tykkelsen på netthinnen hos friske personer og pasienter med multippel sklerose. Resultatene viste at netthinnen ble tynnere hos begge grupper, men at den utviklingen gikk dobbelt så raskt hos de skleroserammede pasientene.

Dermed kan en måling av netthinnens tykkelse gi legene en indikasjon på om pasienten har utviklet eller holder på å utvikle multippel sklerose.

Skizofreni svekker synsceller

Både alzheimer og multippel sklerose involverer tydelige fysiske endringer i hjernen, og veien til øyet er relativt håndgripelig. Litt mer overraskende er det at psykiske sykdommer som depresjon og schizofreni også viser seg på netthinnen.

Forskerne har oppdaget at de psykiske sykdommene går utover netthinnens følsomhet overfor lys. Ifølge øyelegen Laura Balcer ligger forklaringen antagelig i at synssansen har forbindelser til det meste av hjernen.

Omkring halvparten av hjernens 86 milliarder nerveceller er involvert i å fortolke synsinntrykk, og en ubalanse i hjernen kan derfor lett påvirke synet vårt.

I 2010 kunne den kanadiske nerveforskeren Marc Hébert og kollegene hans vise at det er mulig. De brukte en teknikk som kalles elektroretinografi (ERG) til å peke ut unge mennesker som er arvelig belastet for å utvikle schizofreni eller bipolar lidelse.

Teknologien måler styrken av det elektriske nervesignalet som netthinnen sender videre til synsnerven når den utsettes for et lysglimt. Det elektriske signalet registreres som en bølgeformet kurve.

Den første bølgedalen indikerer bidraget fra selve de lysfølsomme stavene og tappene i netthinnen, mens den senere bølgetoppen indikerer bidraget fra nerveceller på netthinnen som bearbeider nervesignalet.

Dessuten kan legen – som betjener den lille håndholdte skanneren – bestemme om han vil måle tappene som ser farger eller stavene som ser i svart-hvitt.

Héberts studie avslørte at de unge menneskene som hadde høy risiko for å utvikle schizofreni eller bipolar lidelse, utviste vesentlig svakere signaler fra de nervecellene som er forbundet med stavene enn kontrollgruppen.

Da Hébert i 2014 undersøkte pasienter som hadde fullt utviklet schizofreni, fant han den samme svakheten i stavenes nerveceller. Men han oppdaget også en ytterligere forverring i form av svekkelse av signalet fra både tappene og nervecellene som var koblet til dem.

I en annen studie brukte Hébert ERG på pasienter som var rammet av alvorlig depresjon, og denne gangen så han et annet mønster. Depresjonen viste seg ikke bare som en svekkelse av signalstyrke, men også som en markant forsinkelse av signalene.

Héberts arbeid tyder på at hver av de psykiske sykdommene og de enkelte stadiene av sykdommene har en form for ERG-fingeravtrykk.

Dermed kan legene snart bruke teknologien til å diagnostisere sykdommene på et veldig tidlig stadium og sette i gang forebyggende behandling.

Øyet avslører kjønnssykdommer

Forskerne er fortsatt ikke helt i mål med å bruke de nye teknikkene til å stille presise diagnoser av for eksempel alzheimer og sklerose.

Et av problemene er at ulike sykdommer ser ut til å påvirke øyet på samme måte, slik at legene ikke kan skille mellom dem. Men forbedringer i teknologien kan snart gjøre det mulig å se mer detaljer som kan hjelpe oss med å skille sykdommene.

Det kan for eksempel skje ved å optimere de algoritmene som tolker resultatene, endre bølgelengden og intensiteten av laseren i OCT eller ved å finjustere de speilene som dirigerer retningen på laserne.

VIDEO: Forstå netthinnen på to minutter

Et mer detaljert innblikk i øyet vil også gjøre det mulig å diagnostisere sykdommer som sitter andre steder enn i hjernen. Flere studier viser blant annet at hjertekarsykdommer skader blodkarene i øyet, at blant annet herpes og klamydia kan gi betennelse i øyet, at gikt og bindevevssykdommer kan påvirke såkalte regnbue- og årehinnene i øyeeplet, og at høyt kolesterol kan danne en melkehvit ring på hornhinnen.

Artikkelen ble første gang utgitt i 2019.