Visuelle Neuronen

Visuelle Neuronen funktionieren nicht so, wie Wissenschaftler bisher dachten

Vor fast 60 Jahren machten zwei Neurowissenschaftler, David Hubel und Torsten Wiesel, bahnbrechende Entdeckungen, wie das Gehirn von Säugetieren die Welt um sie herum visuell wahrnimmt. Ihre Arbeit beschrieb erstmals einzelne Neuronen, die sich ausschließlich als Reaktion auf wahrgenommene Motive oder Muster einschalten. Hubel und Wiesel zeigten in ihren Versuchen Katzen und Affen einfache Bilder – wie einen schwarzen Balken oder einen Punkt auf einem weißen Hintergrund. Das allgemeine von ihnen postulierte Prinzip besagt, dass beim Betrachten unserer Umwelt bestimmte Neuronen im Gehirn dafür verantwortlich sind, genaue Ausschnitte oder Muster dieses Settings zu erkennen und dass die Wahrnehmung in höheren, weiter geschalteten Zentren des Gehirnes dafür spezialisierter und feiner abgestimmt wird.
Die Ergebnisse von Hubel und Wiesel wurden mit einem Nobelpreis für Physiologie und Medizin ausgezeichnet und bildeten die Grundpfeiler neuronaler Netze, die den meisten Computeranwendungen für visuelle Erkennung zugrunde liegen.
Eine neue Untersuchung der Aktivität von fast 60.000 Neuronen im visuellen System der Maus zeigt nun aber, dass wir eigentlich davon entfernt sind zu verstehen, wie das Gehirn visuelle Eindrücke verrechnet.
Die in der internationalen Fachzeitschrift Nature Neuroscience veröffentlichte Analyse von Forschern des Allen Institute, zeigt, dass mehr als 90% der Neuronen im visuellen Kortex nicht so funktionieren, wie Wissenschaftler bisher dachten – und es ist noch nicht klar, wie sie funktionieren.
Die neurowissenschaftlichen Studien der 1950er und 60er Jahre glichen Angelexpeditionen, bei denen mal die Rute ausgeworfen wurde- Forscher jagten mit einer einzigen Elektrode durch das Gehirn, bis sie ein Neuron fanden, das zuverlässig auf ein bestimmtes Bild reagierte. Es ist so, als würde man versuchen, einen Widescreen-Film durch ein paar verstreute kleine Löcher zu schauen, sagte Koch – es wäre unmöglich, ein vollständiges Bild zu bekommen.
Die neue Analyse der Forscher ergab, dass weniger als 10% der 60.000 Neuronen untersuchten dem Lehrbuchmodell folgend reagierten. Von den übrigen zeigten ungefähr zwei Drittel eine verlässliche Reaktion, aber ihre Reaktionen waren spezialisierter, als die klassischen Modelle vorhersagen würden. Das letzte Drittel der Neuronen zeigte schon eine gewisse Aktivität, aber sie leuchteten bei keinem der Stimuli im Experiment zuverlässig auf – es ist nicht klar, was diese Neuronen tun, sagten die Forscher. Dass diese variableren, weniger spezifischen Neuronen existieren, ist keine Neuigkeit. Aber es war eine Überraschung, dass sie die visuellen Teile des Mausgehirns dominieren, sagten die Forscher. Die Forscher wiesen auch darauf hin, dass das klassische Modell aus Studien mit Katzen und Primaten stammte, die eine besserer zentrale Sehschärfe als Mäuse entwickelt haben. So ist es denkbar, dass das visuelle System der Maus völlig anders funktioniert als unser eigenes. Und trotzdem gibt es übertragbare Prinzipien aus diesen Studien, die auf unser eigenes Gehirn zutreffen könnten, sagte Buice, Associate Investigator am Allen Institute for Brain Science.


EurekAlert, 16 Dey 2019

EYE-RISK-Konsortium

Mittelmeerdiät und Inzidenz fortgeschrittener altersbedingter Makuladegeneration: Das EYE-RISK-Konsortium

In dieser Studie wurde der Zusammenhang zwischen der Einhaltung der Mittelmeerdiät (MeDi) mit der Inzidenz von AMD in zwei bevölkerungsbasierten prospektiven Kohorten in Europa untersucht. 4446 Teilnehmer im Alter von 55 Jahren oder älter aus der Rotterdam-Studie I RS-I (Niederlande) und 550 französische Erwachsene im Alter von 73 Jahren oder älter aus der Alienor-Studie (Antioxydants, Lipides Essentiels, Nutrition et Maladies Oculaires) Studie mit vollständigen ophthalmologischen und diätetischen Daten wurden in die vorliegende Studie einbezogen.
Die Untersuchungen wurden ungefähr alle fünf Jahre über einen Zeitraum von 21 Jahren (1990-2011) in RS-I und alle zwei Jahre über einen Zeitraum von vier Jahren (2006-2012) in der Alienor-Studie durchgeführt.

Die Einhaltung des MeDi wurde unter Verwendung eines 9-Komponenten-Scores bewertet, der auf der Aufnahme von Gemüse, Obst, Hülsenfrüchten, Getreide, Fisch, Fleisch, Milchprodukten, Alkohol und dem Verhältnis von einfach ungesättigten zu gesättigten Fettsäuren basierte. Zusammenhänge der Inzidenz von AMD mit MeDi wurden unter Verwendung multivariater Cox-Proportional-Hazard-Modelle errechnet.
Unter den 4996 Teilnehmern wiesen 155 Zeichen einer Fortgeschrittenen AMD (117 vom RS-I und 38 von der Alienor-Studie). Die mittlere Nachbeobachtungszeit betrug 9,9 Jahre im RS-I und 4,1 Jahre in der Alienor-Studie. Teilnehmer mit einem hohen MeDi-Wert, die Daten sowohl für die RS-I- als auch für die Alienor-Studie bündelten, zeigten ein signifikant reduziertes Risiko für AMD im fortgeschrittenen Stadium im Vergleich zu Teilnehmern mit einem niedrigen MeDi-Wert
Die Zusammenführung von Daten aus der RS-I- und Alienor-Studie ergaben: eine bessere Einhaltung der MeDi-Kriterien war mit einem um 41% verringerten Risiko für AMD im fortgeschrittenen Stadium verbunden. Diese Ergebnisse unterstützen die Bedeutung einer Ernährung, die reich an gesunden, nährstoffreichen Lebensmitteln wie Obst, Gemüse, Hülsenfrüchten und Fisch ist, zur Prävention der AMD.


Merle, BMJ et al, Ophthalmology. 2019 Mar;126(3):381-390.

De-novo-Uveitis

Klinische und ätiologische Merkmale der De-novo-Uveitis bei Patienten ab 60 Jahren: Erfahrungen eines französischen Tertiärzentrums

Ziel dieser retrospektiven Analyse war es, Merkmale einer De-novo-Uveitis bei Patienten ab einem Alter von 60 Jahren zu beschreiben. Insgesamt 283/1044 (27,1%) Patienten mit Uveitis waren ≥ 60 Jahre alt. Die Idiopathische Uveitis (36,1%) und Sarkoidose (31,5%) kamen am häufigsten vor, wobei die Sarkoidose war nach dem 60. Lebensjahr signifikant häufiger (31,5% vs. 13,7%, p <0,0001) in Erscheinung trat. Intraokulares Lymphom (5,0% vs. 1,1%) und Herpes-Virus-Infektion (5,0% vs. 0,9%) waren in dieser Altersgruppe im Gegensatz zu HLA-B27-bedingter Uveitis und Spondylarthritis (4,6% vs. 14,9%) ebenfalls häufiger. Rein ophthalmologische Entitäten wie Birdshot-Retinochoroidopathie (2,8%) oder Fuchs-Uveitis (0,4%) waren selten bei Patienten in der Altersgruppe über 60 Jahre und Posner Schlossman, Pars-Planitis, White-Dots-Syndrom, Morbus Behçet und Multiple Sklerose wurden nicht beschrieben. Bei Patienten> 70 Jahre traten idiopathische Uveitis (41,1% gegenüber 31,7%) und vermutete Sarkoidose (56,5% gegenüber 25,6%) häufiger auf als in der Altersgruppe der 60- bis 70-Jährigen.


Grumet, P. et al., Graefes Arch Clin. Exp. Ophthalmol. 2019 Sep; 257 (9): 1971-1979

Diabetisches Makulaödem

Simultane Hemmung von Angiopoietin-2 und des VEGF- A mit Faricimab bei diabetischem Makulaödem: BOULEVARD-Phase-2- randomisierte Studie

In der BOULEVARD-Studie der Phase 2 wurden Sicherheit und Wirksamkeit von Faricimab, einem neuen bispezifischen Antikörper gegen Angiopoietin-2 und den vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor A (VEGF-A), mit Ranibizumab bei Patienten mit diabetischem Makulaödem (DME) verglichen.
Die BOULEVARD-Studie war eine prospektive, randomisierte, aktive, komparatorgesteuerte, doppelmaskierte, multizentrische Phase-2-Studie, die an 59 Standorten in den USA durchgeführt wurde.
Die Studie umfasste Patienten mit diabetischem Makulaödem (DME) im Zentrum, einer bestkorrigierten Sehschärfe (BCVA) von 73 bis 24 Buchstaben der ETDRS (Early Treatment Diabetic Retinopathy Study) und einer Dicke des zentralen Subfeldes (CST) von 325 μm oder mehr. Anti-VEGF-naive Patienten wurden 1: 1: 1 bis 6,0 mg Faricimab, 1,5 mg Faricimab oder 0,3 mg Ranibizumab intravitreal randomisiert, und Patienten, die zuvor mit Anti-VEGF behandelt worden waren, wurden 1: 1 bis 6,0 mg Faricimab oder 0,3 mg Ranibizumab randomisiert. Die Patienten erhielten eine monatliche Dosis über 20 Wochen, gefolgt von einem Beobachtungszeitraum bis zur Woche 36, um die anhaltende Wirkung zu bewerten.
Die vorab festgelegte primäre Endpunktmessung war die mittlere Veränderung der BCVA gegenüber dem Ausgangswert in Woche 24 für Faricimab gegenüber Ranibizumab bei nicht vorbehandelten Patienten. Zu den wichtigsten sekundären und exploratorischen Outcome-Messgrößen gehörten CST, DRSS-Score (Diabetic Retinopathy Severity Scale) und anhaltende Wirkung, beurteilt nach der Zeit bis zur erneuten Behandlung.
Die Studie schloss 229 Patienten ein (168 nicht vorbehandelte und 61 zuvor mit Anti-VEGF behandelte). Bei den nicht vorbehandelten Patienten führten 6,0 mg Faricimab, 1,5 mg Faricimab und 0,3 mg Ranibizumab zu einer mittleren Verbesserung der ETDRS-Werte von 13,9, 11,7 bzw. 10,3 gegenüber dem Ausgangswert. Die Faricimab-Dosis von 6,0 mg zeigte einen statistisch signifikanten Anstieg von 3,6 Buchstaben gegenüber Ranibizumab (P = 0,03). In beiden Patientengruppen führte Faricimab im Vergleich zu Ranibizumab zu einer dosisabhängigen Senkung des CST, einer Verbesserung des DRSS-Scores und einer längeren Zeit bis zur erneuten Behandlung während des Beobachtungszeitraums. Faricimab zeigte keine neuen oder unerwarteten Sicherheitssignale.
Die BOULEVARD-Studie hat ihren primären Endpunkt erreicht; Faricimab zeigte in Woche 24 bei nicht vorbehandelten Patienten eine statistisch überlegene Verbesserung der Sehschärfe gegenüber Ranibizumab. Die Reduzierung der Dicke des zentralen Subfeldes, die Verbesserung des DRSS-Werts und die verlängerte anhaltende Wirkung bekräftigen das primäre Ergebnis. Diese Ergebnisse legen den Vorteil einer gleichzeitigen Hemmung von Angiopoietin-2 und VEGF-A mit Faricimab bei Patienten mit DME nahe.


Sahni, J et al., Ophthalmology. 2019 Aug; 126 (8): 1155–1170.

Endokrine Orbitopathie (EO)

Eine neue Ära in der Behandlung der Endokrinen Orbitopathie (EO)

Bei der EO handelt es sich um eine fortschreitende, schwächende Autoimmunkrankheit mit einem begrenzten Zeitfenster, in der die aktive Krankheit erfolgreich behandelt und somit Spätfolgen beeinflusst werden können. Die molekularen Grundlagen der EO werden immer offensichtlicher. Nach Jahrzehnten suboptimaler Behandlung bieten nun gezieltere Therapien die Hoffnung, den natürlichen Verlauf beeinflussen zu können.
Viele Veröffentlichungen belegen die Überexpression von IGF-1R bei der EO und deren Aktivierung als Autoantigen als kritischen Faktor für die Pathogenese. Mehrere In-vitro-Studien zeigen, dass die IGF-1R-Hemmung nachgeschaltete molekulare Ereignisse wie die Zytokin- und Hyaluronanproduktion sowie die Zelldifferenzierung reduziert. Diese Beobachtungen führten zu der Hypothese, dass eine Blockierung von IGF-1R das klinische Fortschreiten einer EO aufheben könnte.
Die kürzlich abgeschlossenen randomisierten, Placebo-kontrollierten Studien in Phase 2 und 3 zeigen die Wirksamkeit und Sicherheit von Teprotumumab, einem humanen monoklonalen IGF-1R-Antagonisten, bei Patienten mit mittelschwerer bis schwerer aktiver EO. Sowohl die Ergebnisse der Phase-2-Studie als auch der jüngsten Phase-3-Studie zeigen, dass Patienten mit aktiver EO, die Teprotumumab erhielten, eine bedeutende Verbesserung der Proptosis erfuhren. Die kommerzielle Verfügbarkeit wird mit Spannung erwartet.


Patel et al., Am. J. Ophthalmology, Dezember 2019; 208: 281–288.