Alzheimer

Dina ögon ställer själva diagnosen

Din framtid ligger gömd djupt inne i ögat. Med hjälp av laser, elektroder och algoritmer har forskarna avslöjat att Alzheimers sjukdom, MS, schizofreni och många andra sjukdomar visar sig i ögat långt innan du eller din läkare upptäcker dem.

Shutterstock

Läkaren placerar försiktigt en liten elektrod som liknar en kontaktlins i patientens ena öga och fäster med en bit tejp en annan elektrod på patientens kind. Så ber läkaren patienten att titta in i en liten, handhållen apparat.

Patienten ser en rad ljusglimtar som kommer en och en eller i snabb följd efter varandra. Efter några minuter är undersökningen klar.

Resultatet visar sig direkt i form av ett antal vågformiga kurvor på en skärm och läkaren granskar dem en stund.

Sedan kan läkaren berätta för den unga patienten, som i övrigt är fullt frisk, att hen med stor sannolikhet kommer att utveckla schizofreni inom några år, och läkaren rekommenderar därför patienten att påbörja en förebyggande behandling.

På senare år har en teknisk revolution i form av laser, små elektroder och avancerade algoritmer gjort att forskarna kan följa ögats nervsignaler i detalj och se djupt in i näthinnans innersta lager.

Den nya tekniken har givit en uppsjö överraskande upptäckter som nu kommer att göra det möjligt att upptäcka allt från schizofreni till Alzheimers sjukdom och multipel skleros (MS) flera år innan sjukdomarna bryter ut.

Blodkärl förutspår demens

Forskarna började studera kopplingen mellan ögat och hjärnan redan i början av 1990-talet då 12 317 män och kvinnor i åldersspannet 50–73 år anlände till ett antal sjukhus i USA för att delta i en stor, landsomfattande undersökning av åderförkalkning.

10 lager består näthinnan av. Lagren består bland annat av syn- och nervceller.

Läkarna tog detaljerade bilder av de fina blodkärlen i försökspersonernas näthinnor, men de tog också tillfället i akt och lät testa personernas minne, språk och problemlösningsförmåga.

Undersökningarna visade att 256 av personerna hade skador på näthinnan i form av exempelvis blodsutgjutelser, men dessa personers mentala förmågor avvek inte från genomsnittet.

20 år senare kom försökspersonerna till sjukhuset igen för att testa sina mentala förmågor och den här gången syntes ett tydligt mönster.

Alla klarade testet sämre än när de var yngre, men bland den lilla grupp som hade haft skador på näthinnan var försämringen dubbelt så stor som hos genomsnittet.

Resultaten, som publicerades 2018 av den amerikanska geriatriforskaren Jennifer Deal och hennes kollegor, visar med 99,99 procents säkerhet att det finns ett samband mellan skador på näthinnan och försämrad mental funktion senare i livet.

Nedsatt mental funktion är ofta en tidig varningssignal för demenssjukdomar – om en person har fått diagnosen ”lätt kognitiv försvagning och problem med minnet” kommer personen med 50 procents sannolikhet att utveckla Alzheimers sjukdom inom två och ett halvt år.

Sjukdom i hjärnan sprider sig till ögat

Dina ögon är en del av hjärnan, som har vuxit ut genom kraniet och ut i ansiktet. Den täta kopplingen mellan hjärnan och ögat betyder att en hjärntumör kan utvidga synnerven och att Alzheimer kan bryta ned ögats blodkärl.

Claus Lunau & Dr. Stephan Kaut & PAUL PARKER/SPL

Hjärntumör får synnerven att svullna upp

Bilder av näthinnan visar oftast ingången till synnerven som en klar, ljus cirkel, men en hjärntumör kan öka vätsketrycket i synnerven och få cirkeln att svullna upp och bli otydlig.

Claus Lunau & Dr. Stephan Kaut & PAUL PARKER/SPL

Alzheimers sjukdom visar sig i näthinnans ådror

Ögats blodkärl är en förlängning av hjärnans blodkärl och de två kärlsystemen delar en rad fysiologiska egenskaper. När Alzheimers sjukdom bryter ned hjärnans vävnad kommer även ögats blodkärl därför att förstöras.

Claus Lunau & Dr. Stephan Kaut & PAUL PARKER/SPL

Depression försvagar ögats ljuskänslighet

När ljus träffar syncellerna i näthinnan skickar de signaler till de så kallade bipolära cellerna och vidare till synnerven. Hos deprimerade är signalerna svagare än normalt.

Claus Lunau & Dr. Stephan Kaut & PAUL PARKER/SPL

Forskarna har i decennier jagat efter en effektiv behandling mot Alzheimers sjukdom – som beror på nedbrytning av vävnad i hjärnan – men utan någon större framgång.

Nyckeln till att bekämpa sjukdomen är sannolikt att upptäcka den tidigt, och undersökningar av ögats blodkärl ser ut att kunna vara ett sätt.

Metoden är ännu inte tillräckligt exakt för att med säkerhet peka ut framtida Alzheimerpatienter, men en rad nya tekniker ska nu ge läkarna mer pålitliga verktyg för att upptäcka sjukdomen djupt inne i ögat långt innan den drabbar hjärnans funktioner.

Protein skadar ögat

En av de nya teknikerna kallas optisk koherenstomografi – eller OCT – och handlar om att skanna näthinnans lager av nervceller och blodkärl med en laser och låta en algoritm samla mätningarna till en detaljerad 3D-bild av vävnaden.

2019 använde den amerikanska ögonläkaren Sharon Fekrat och hennes kollegor OCT för att undersöka skillnaden mellan friska personer och patienter med Alzheimers sjukdom eller ett förstadium till sjukdomen.

Fekrat använde en särskild version av OCT där man kan följa hur röda blodkroppar rör sig genom blodkärlen. På så sätt kunde hon mäta blodgenomströmningen i näthinnan och därigenom se hur väl de omkringliggande nervcellerna var försörjda med syre och näring.

Skanningstekniken OCT kan skapa bilder av blodkärlens täthet i näthinnan. Bilderna visar att Alzheimers sjukdom bryter ned ögats blodkärl.

Frisk vuxen

Patient med alzheimers sjukdom

I hennes studie framgick det också att patienter med Alzheimers sjukdom hade sämre blodgenomströmning i de fina kärlen än friska personer, men de som bara hade ett förstadium till sjukdomen tycktes ha lika bra blodcirkulation som friska personer.

Både Alzheimers sjukdom och förstadiet var dock förknippade med ett betydligt tunnare lager av nervceller i näthinnan.

125 miljoner – så många ljuskänsliga synceller finns det i din näthinna.

Ett italienskt forskarteam med läkaren Giuseppe Querques i spetsen har gått ett steg längre än sina kollegor. Italienarna använde först OCT och upptäckte liksom Fekrat ingen skillnad på friska personer och de med ett förstadium till Alzheimers sjukdom, men de använde också en annan teknik, DVA (Dynamic Vessel Analyzer).

Metoden mäter reflektionen från en rad snabba ljusglimtar på näthinnans blodådror och kan därefter bestämma hur mycket kärlen utvidgas och drar ihop sig när blodet pulserar genom dem.

Forskarna upptäckte att blodkärlens flexibilitet var 40 procent lägre hos de som hade ett förstadium till Alzheimers sjukdom än hos friska personer samt att de som redan utvecklat sjukdomen nästan helt saknade flexibilitet.

Querques och hans team gjorde också en annan viktig upptäckt.

Alzheimerpatienter har i regel klumpar av proteinet beta-amyloid i sin hjärnvävnad. Nervcellerna skadas av proteinet.

© Shutterstock

Förändringarna i flexibiliteten var nära förknippad med mängden av proteinet beta-amyloid i ryggmärgsvätskan – den vätska som hjärnan badar i.

Beta-amyloid förstör nervceller och blodkärl och är en av de viktigaste orsakerna till Alzheimers sjukdom.

En del forskare menar att det är just beta-amyloid som kopplar Alzheimers sjukdom till förändringarna i ögats blodkärl. Eftersom näthinnan tekniskt sett är en utväxt från hjärnan är ögat också i nära kontakt med ryggmärgsvätskan.

Därför kan beta-amyloid i hjärnan snabbt komma ut i blodkärlen i näthinnan.

MS ger en krympt näthinna

Alzheimers sjukdom är långtifrån den enda åkomma som man kan upptäcka i ögat. Flera forskningsteam har de senaste åren visat att en titt på näthinnan också kan avslöja bland annat MS.

Sjukdomen drabbar nervcellerna i det centrala nervsystemet, som förlorar sitt isolerande lager av fettet myelin – vilket gör att nervsignalerna rör sig långsammare än normalt.

Laser och algoritmer kartlägger ögat

En infraröd laserstråle borrar sig in i din näthinna och reflekteras mot en detektor. Nya tekniker kan nu bilda detaljerade tredimensionella bilder av ditt öga eller testa dina syncellers aktivitet.

  • Laser ser genom vävnaden

    Procedur:
    Vid en OCT-undersökning vilar patienten hakan och pannan på ett stöd och tittar in i apparatens lins, varefter ögat skannas med en laser i tio minuter.

    Princip:
    Den infraröda laserstrålen kan tränga djupt in i vävnaden och en detektor kan uppfatta laserljusets reflektion. Utifrån mätningarna kan en bild av näthinnan produceras.

    Användning:
    Bilderna av näthinnan kan avslöja tidiga tecken på hjärnsjukdomar som Alzheimers sjukdom, MS och Parkinsons sjukdom eller ögonsjukdomar som grön starr.

  • Algoritmer skapar bilder i 3D

    Procedur:
    En dator som är programmerad med algoritmer bearbetar OCT-mätningar. Den samlar data om styrkan på laserns reflektioner samt hur och när de har fångats upp.

    Princip:
    Matematiska filter tar bort störande brus från mätningarna eller säkerställer glidande övergångar mellan datapunkter. Algoritmerna ger sedan en samlad bild.

    Användning:
    Algoritmerna kan bland annat skapa 3D-bilder av näthinnan, som läkarna kan separera för att exempelvis se de förändringar i lagren som är ett kännetecken för MS.

  • Elektroder testar nervceller

    Procedur:
    ERG är en enkel och minimalt invasiv teknik där läkaren placerar elektroder på ögats yta och på kinden, och därefter lyser genom pupillen med en handskanner.

    Princip:
    Ljuset får syncellerna att avge elektriska signaler som elektroderna mäter. Genom att justera ljusglimtarna kan läkaren se ett mönster i hur syncellerna uppför sig.

    Användning:
    Mätningarna kan avslöja försvagningar av syn- eller nervceller – vilket indikerar ett tidigt stadium av psykiska sjukdomar som depression och schizofreni.

2017 visade den italienska nervforskaren Roberta Lanzillo, med hjälp av tekniken OCT, att MS kännetecknades av ett mindre finmaskigt nät av kärl och ett tunnare lager av nervceller i näthinnan än hos friska personer.

Andra studier visar samma sak och tyder på att lagret av nervceller blir gradvis tunnare i takt med att sjukdomen utvecklas och patienten får fler symptom i form av bland annat känselstörningar, muskelsvaghet, kramper och tal- och synstörningar.

Lanzillos upptäckt ger hopp om att ögonskanningar kan användas för att diagnostisera mycket tidiga stadier av MS.

Den teorin bekräftades av en annan studie från 2017.

Med OCT-tekniken kan läkarna se ett tvärsnitt av näthinnan där de enskilda lagren av celler går att uttyda. MS visar sig bland annat genom att lagret av nervceller (överst) blir tunnare.

© ISM/SPL

Under fem år mätte den spanske ögonläkaren José Abalo-Lojo med OCT näthinnans tjocklek hos friska personer och patienter med MS. Resultaten visade att näthinnan år efter år blev tunnare hos båda grupperna, men att utvecklingen gick dubbelt så snabbt hos patienter med MS.

Därmed kan en mätning av näthinnans tjocklek ge läkarna en indikation på om patienten har utvecklat eller håller på att utveckla MS.

Schizofreni försvagar synceller

Både Alzheimers sjukdom och MS ger tydliga fysiska förändringar i hjärnan och deras väg till ögat är relativt klar. Mer överraskande är att psykiska sjukdomar som depression och schizofreni också visar sig i näthinnan.

Forskarna har upptäckt att de psykiska sjukdomarna är förknippade med näthinnans ljuskänslighet. Enligt ögonläkaren Laura Balcer beror det sannolikt på att synen är så nära förbunden med hjärnan.

Cirka hälften av hjärnans 86 miljarder nervceller ingår i tolkningen av synintryck och en obalans i hjärnan kan därför påverka vår syn.

10 miljoner signaler per sekund skickar näthinnans nervceller till hjärnan.

Den kanadensiske nervforskaren Marc Hébert och hans kollegor visade 2010 att det är möjligt att med en teknik som kallas ERG, elektroretinografi, peka ut unga människor med anlag för att utveckla schizofreni eller bipolär sjukdom.

Tekniken mäter styrkan på den elektriska nervsignal som näthinnan skickar till synnerven när den utsätts för en ljusglimt. Den elektriska signalen registreras som en vågformig kurva.

Den första vågdalen indikerar bidraget från näthinnans ljuskänsliga stavar och tappar medan den efterföljande vågtoppen indikerar bidraget från näthinnans nervceller som bearbetar nervsignalen.

Utöver det kan läkaren som använder den lilla handskannern bestämma om han vill mäta specifikt på tapparna som ser i färg, eller stavarna som ser i svartvitt.

Héberts undersökning avslöjade att de unga människor som hade en hög risk för att utveckla schizofreni eller bipolär sjukdom uppvisade betydligt svagare signaler från de nervceller som är kopplade till stavarna än vad kontrollgruppen gjorde.

När Hébert 2014 undersökte patienter som utvecklat schizofreni såg han samma svaghet i stavarnas nervceller. Han upptäckte också en ytterligare försämring i form av en försvagning av signalen från både tapparna och deras tillhörande nervceller.

I en annan studie använde Hébert ERG på allvarligt deprimerade patienter, och här såg han ett annat mönster. Depressionen visade sig inte bara som en försvagning av signalernas styrka utan även som en märkbar fördröjning av signalerna.

Héberts arbete pekar på att de olika psykiska sjukdomarna och de enskilda stadierna av dem har en form av unikt ERG-fingeravtryck.

Därmed kan läkarna snart använda tekniken för att diagnostisera sjukdomarna på ett mycket tidigt stadium och sätta in förebyggande behandling.

Ämne kan bromsa sjukdomen

Antikroppar oskadliggör giftigt protein och bromsar Alzheimers sjukdom. Metoden har inte lyckats hittills, men en tidig diagnos ska ge behandlingen ett avgörande försprång.

Protein skador hjärnans blodkärl

Det giftiga proteinet beta-amyloid börjar klumpa ihop sig i hjärnan under ett tidigt förstadium till Alzheimers sjukdom. Det skadar nervcellerna och en del av det fastnar på blodkärlens insida och förstör dem så att de bland annat börjar läcka. Beta-amyloid och skadorna på blodkärlen påverkar i första hand bara hjärnan i ytterst liten utsträckning och personen uppvisar inga symptom.

Ögonskanning avslöjar skador

Beta-amyloid letar sig till näthinnan via synnerven. Här stör det giftiga proteinet blodgenomströmningen så att de fina blodkärlen i mindre grad kan utvidgas och dra ihop sig när blodet flyter genom dem. Läkaren kan se dessa förändringar i näthinnans blodkärl med hjälp av en så kallad DVA-ögonskanning och kan därmed ställa en diagnos om ett tidigt förstadium till Alzheimers sjukdom.

Antikropp oskadliggör protein

Läkaren ger patienten antikroppar som binder sig till beta-amyloid och oskadliggör proteinet. Sjukdomen kan på så sätt bromsas innan den bryter ut på allvar.

Ögat avslöjar könssjukdomar

Forskarna har ännu inte nått i mål med att använda de nya teknikerna för att ställa exakta diagnoser av exempelvis Alzheimers sjukdom och MS. Ett problem är att olika sjukdomar tycks påverka ögat på samma sätt så att läkarna inte kan skilja mellan dem.

Förbättrad teknik ska dock snart göra det möjligt att se hittills okända detaljer som hjälper oss att skilja sjukdomarna från varandra. Det kan ske genom en optimering av algoritmerna som tolkar resultaten, ändrad våglängd och intensitet i OCT-lasern eller genom att finjustera de speglar som styr laserns riktning.

VIDEO: Förstå näthinnan på två minuter

En mer detaljerad inblick i ögat kan också göra det möjligt att diagnostisera sjukdomar i andra delar av kroppen. Flera studier visar bland annat att hjärt- och kärlsjukdomar skadar ögats blodkärl, att herpes och klamydia kan ge inflammation i ögat, att ledproblem och bindvävssjukdomar kan påverka ögonglobens så kallade regnbågs- och åderhinnor samt att ett förhöjt kolesterolvärde kan bilda en mjölkvit ring i ögats hornhinna.

Läs också:

Medicinsk teknik

Nytt bantningspiller blåses upp i magen

3 minuter
Alzheimer

Artificiell intelligens upptäcker Alzheimers sjukdom tio år före läkaren

1 minut
Alzheimer
Hjärnan

Motgift ska bromsa Alzheimers sjukdom

8 minuter
Mest populära

Logga in

Fel: Ogiltig e-postadress
Lösenord behövs
VisaDölj

Redan prenumerant? Prenumererar du redan på tidningen? Klicka här

Ny användare? Få åtkomst nu!