Alzheimer

Dine øjne stiller selv diagnosen

Din fremtid ligger gemt dybt inde i dit øje. Ved hjælp af lasere, elektroder og algoritmer har forskerne afsløret, at alzheimer, multipel sklerose, skizofreni og mange andre sygdomme viser sig i øjet, længe inden du selv eller din læge opdager dem.

Shutterstock

Lægen placerer forsigtigt en lille elektrode, der ligner en kontaktlinse, i patientens ene øje og fæstner med et stykke tape en anden elektrode på hendes kind.

Så beder han hende om at kigge ind i et lille, håndholdt apparat, og hun ser en række lysglimt, som kommer enkeltvis eller i hurtig rækkefølge efter hinanden.

Efter få minutter er undersøgelsen færdig.

Resultaterne viser sig straks i form af et sæt bølgeformede kurver på en skærm, og lægen gransker dem et øjeblik.

Så kan han fortælle den unge kvinde, der ellers er fuldstændig rask, at hun med stor sandsynlighed vil udvikle skizofreni inden for en kort årrække, og han anbefaler hende derfor at begynde på et forebyggende behandlingsprogram.

Inden for de seneste år har en teknologisk revolution i form af små elektroder, lasere og avancerede algoritmer gjort forskerne i stand til for første gang at følge øjets nervesignaler i detaljer og se dybt ind i nethindens inderste lag.

Og de nye teknikker har medført en storm af overraskende opdagelser, der nu vil gøre det muligt at spotte alt fra skizofreni til alzheimer og sklerose, flere år før sygdommene bryder ud.

Blodkar forudsiger demens

Forskerne begyndte allerede at kigge på koblingen mellem øjet og hjernen i begyndelsen af 1990’erne, da 12.317 mænd og kvinder i alderen 50-73 år mødte op på en række amerikanske hospitaler for at deltage i en stor, landsdækkende undersøgelse af åreforkalkning.

10 lag er nethinden bygget op af. Lagene består bl.a. af syns- og nerveceller.

Lægerne tog detaljerede billeder af de fine blodkar i forsøgspersonernes nethinder, men de brugte også lejligheden til at teste personernes evner inden for hukommelse, sprog og problemløsning.

Undersøgelserne viste, at 256 af personerne havde skader på nethinden i form af fx blodudtrængninger, men disse personer afveg ikke fra gennemsnittet, når det kom til mentale evner.

20 år senere mødte forsøgspersonerne igen op på hospitalet for at få testet deres mentale evner, og denne gang tegnede der sig et klart mønster.

Alle klarede testen dårligere, end da de var yngre, men blandt den lille gruppe, som havde haft skader på nethinden, var forværringen dobbelt så stor som hos gennemsnittet.

Resultaterne, der blev fremlagt i 2018 af den amerikanske alderdomsforsker Jennifer Deal og hendes kolleger, viser med 99,99 procents sikkerhed, at der er en sammenhæng mellem skader på nethinden og tab af mentale evner senere i livet.

Og nedsatte mentale evner er ofte en forløber for egentlige demenssygdomme – hvis en person fx er diagnosticeret med det, som lægerne kalder “let kognitiv svækkelse med hukommelsesbesvær”, vil personen med 50 procents sandsynlighed udvikle alzheimer inden for 2,5 år.

Hjernesygdomme breder sig til øjet

Dine øjne er en del af hjernen, der er vokset ud gennem kraniet og brudt frem på ansigtet. Den tætte forbindelse mellem hjernen og øjet betyder, at hjernekræft kan udvide synsnerven, og alzheimer kan nedbryde øjets blodkar.

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

Hjernekræft får synsnerven til at svulme op

Billeder af nethinden viser typisk indgangen til synsnerven som en klar, lys cirkel, men en hjernetumor kan øge væsketrykket i synsnerven og få cirklen til at svulme op og blive utydelig.

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

Alzheimer viser sig i nethindens blod­­å­rer

Øjets blodkar er en forlængelse af hjernens, og de to karsystemer deler en række fysiologiske træk. Når alzheimer nedbryder hjernens væv, vil øjets blodkar derfor også blive ødelagt.

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

Depression svækker øjets lysfølsomhed

Når lys rammer synscellerne i nethinden, sender de signaler til de såkaldte bipolære celler og så videre til synsnerven. Hos deprimerede er signalerne svagere end normalt.

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

Forskerne har i årtier jagtet en effektiv behandling mod alzheimer – en sygdom, der skyldes en fremadskridende nedbrydning af hjernevævet – men uden det store held.

Nøglen til at slå sygdommen er formentlig at opdage den tidligt, og undersøgelser af øjets blodkar ser ud til at være vejen frem.

Metoden er endnu ikke præcis nok til med sikkerhed at udpege fremtidige alzheimerpatienter, men en række nye teknikker skal nu give lægerne mere pålidelige værktøjer til at spotte sygdommen dybt inde i øjet, lang tid før den går ud over hjernens funktioner.

Skadeligt protein rammer øjet

En af de nye teknikker kaldes optisk kohærenstomografi – eller OCT – og går ud på at skanne nethindens lag af nerveceller og blodkar med en laser og lade en algoritme samle målingerne til et detaljeret tredimensionelt billede af vævet.

I 2019 brugte den amerikanske øjenlæge Sharon Fekrat og hendes kolleger OCT til at undersøge forskellen på raske personer og patienter med alzheimer eller et forstadie til sygdommen.

Fekrat anvendte en særlig version af OCT, som følger bevægelsen af røde blodlegemer i blodkarrene. På den måde kunne hun måle blodgennemstrømningen i nethinden og se, hvor velforsynede de omkringliggende nerveceller var med ilt og næring.

Skanningsteknikken OCT kan skabe billeder af blodkarrenes tæthed i nethinden. Billederne viser, at alzheimer nedbryder øjets blodkar.

Rask voksen

Alzheimerpatient

Undersøgelsen viste, at blodgennemstrømningen i de fine blodårer var mindre hos alzheimerpatienter end hos raske personer, men patienter, som kun havde et forstadie til sygdommen, havde tilsyneladende lige så godt blodomløb som de raske personer.

Til gengæld var både alzheimer og forstadiet forbundet med en markant fortynding af nethindens lag af nerveceller.

125 millioner – så mange lysfølsomme synsceller er der i din nethinde.

Et italiensk forskerhold med lægen Giuseppe Querques i spidsen er gået et skridt videre end deres kollega. Italienerne brugte først OCT og fandt ligesom Fekrat ingen forskel på raske og personer med et forstadie til alzheimer, men de anvendte også en anden teknik kaldet dynamic vessel analyzer eller DVA.

Metoden måler refleksionen fra en række hurtige lysglimt på nethindens blodårer og kan derefter bestemme, hvor meget blodårerne udvider sig og trækker sig sammen, når blodet pulserer gennem dem.

Forskerne opdagede, at blodkarrenes fleksibilitet var 40 procent lavere hos dem med forstadiet til alzheimer end hos de raske personer. Og hos alzheimerpatienterne var fleksibiliteten næsten forsvundet.

Querques og hans hold gjorde desuden en anden vigtig opdagelse.

Alzheimerpatienter har som regel klumper af proteinet beta-amyloid i deres hjernevæv. Proteinet beskadiger nervecellerne.

© Shutterstock

Ændringerne i karrenes fleksibilitet hang tæt sammen med mængden af proteinet beta-amyloid i personernes rygmarvsvæske – den væske, som hjernen ligger badet i. Beta-amyloid ødelægger nerveceller og blodkar og er en af de vigtigste årsager til alzheimer.

Nogle forskere mener, at det er netop beta-amyloid, der kobler alzheimer til ændringerne i øjets blodkar. Fordi nethinden teknisk set er en udvækst fra hjernen, er øjet også i tæt kontakt med rygmarvsvæsken.

Derfor kan en ophobning af beta-amyloid i hjernen hurtigt komme til at gå ud over blodkarrene i nethinden.

Sklerose skrumper nethinden ind

Alzheimer er langtfra den eneste sygdom, der viser sig i øjet. Flere forskningshold har inden for de seneste år vist, at et kig på nethinden også kan afsløre blandt andet multipel sklerose.

Sygdommen går ud over nervecellerne i centralnervesystemet, som mister deres isolerende lag af fedtstoffet myelin – og det får nervesignalerne til at løbe langsommere end normalt.

Lasere og algoritmer kortlægger øjet

En infrarød laserstråle borer sig ind i din nethinde og kaster refleksioner tilbage mod en detektor. Nye teknikker kan nu danne detaljerede tredimensionelle billeder af dit øje eller teste dine synscellers aktivitet.

  • Laser ser gennem vævet

    Procedure:
    Ved teknikken OCT hviler patienten sin hage og pande på en støtte og kigger ind i apparatets linse, hvorefter apparatet i løbet af ti minutter skanner øjet med en laser.

    Princip:
    Den infrarøde laserstråle kan trænge dybt ind i vævet, og en detektor kan så opfange laserlysets refleksioner. Ud fra målingerne kan forskerne skabe et billede af nethinden.

    Anvendelse:
    Billederne af nethinden kan afsløre tidlige tegn på hjernesygdomme som alzheimer, multipel sklerose og Parkinsons syge eller øjensygdomme som fx grøn stær.

  • Algoritmer skaber billeder i 3D

    Procedure:
    En computer programmeret med algoritmer bearbejder målinger fra fx OCT. Den samler data om styrken af laserens refleksioner, og hvor og hvornår de er opfanget.

    Princip:
    Matematiske filtre fjerner forstyrrende støj fra målingerne eller sikrer glidende overgange mellem forbundne datapunkter. Til sidst danner algoritmerne et samlet billede.

    Anvendelse:
    Algoritmerne kan bl.a. skabe tredimensionelle billeder af nethinden, som lægerne kan skille ad, så de fx kan se de ændringer i lagene, der kendetegner sklerose.

  • Elektroder tester nerveceller

    Procedure:
    ERG er en simpel og minimalt indgribende teknik, hvor lægen placerer elektroder på øjets overflade og på kinden og derefter lyser med et håndholdt apparat gennem pupillen.

    Princip:
    Lyset får synscellerne til at sende elektriske signaler, som elektroderne måler. Ved at justere på lysglimtene kan lægen se et mønster i, hvordan synscellerne opfører sig.

    Anvendelse:
    Målingerne kan afsløre en eventuel svækkelse af syns- eller nervecellerne – et træk, der indikerer tidlige stadier af psykiske sygdomme som depression og skizofreni.

I 2017 viste den italienske nerveforsker Roberta Lanzillo ved hjælp af teknikken OCT, at multipel sklerose var kendetegnet ved et mindre fintmasket net af blodårer og et tyndere lag af nerveceller i nethinden end hos raske personer.

Andre undersøgelser viser det samme og tyder på, at laget af nerveceller bliver gradvist tyndere, i takt med at sygdommen udvikler sig, og patienten får flere symptomer i form af for eksempel føleforstyrrelser, muskelsvaghed, kramper og tale- og synsforstyrrelser.

Lanzillos opdagelse giver håb om, at øjenskanninger kan bruges til at diagnosticere meget tidlige stadier af multipel sklerose.

Den antagelse blev bekræftet af en anden undersøgelse i 2017.

Teknikken OCT kan give lægerne et tværsnit af nethinden, hvor de enkelte cellelag kan ses. Multipel sklerose viser sig blandt andet ved, at laget af nerveceller (øverst) bliver tyndere.

© ISM/SPL

Over en periode på fem år målte den spanske øjenlæge José Abalo-Lojo med OCT nethindens tykkelse hos raske personer og patienter med multipel sklerose. Resultaterne viste, at nethinden år for år blev tyndere hos begge grupper, men at den udvikling gik dobbelt så hurtigt hos de skleroseramte patienter.

Dermed kan en måling af nethindens tykkelse give lægerne en indikation på, om patienten har udviklet eller er ved at udvikle multipel sklerose.

Skizofreni svækker synsceller

Både alzheimer og multipel sklerose involverer tydelige fysiske ændringer i hjernen, og deres vej til øjet er relativt håndgribelig. Lidt mere overraskende er det, at psykiske sygdomme som depression og skizofreni også viser sig i nethinden.

Forskerne har opdaget, at de psykiske sygdomme går ud over nethindens følsomhed over for lys. Ifølge øjenlægen Laura Balcer ligger forklaringen formentlig i, at synssansen har forbindelser til det meste af hjernen.

Omkring halvdelen af hjernens 86 milliarder nerveceller er involveret i at fortolke synsindtryk, og en ubalance i hjernen kan derfor nemt påvirke vores syn.

10 millioner signaler i sekundet sender nethindens nerveceller til hjernen.

I 2010 kunne den canadiske nerveforsker Marc Hébert og hans kolleger vise, at det er muligt med en teknik kaldet elektroretinografi eller ERG at udpege unge mennesker, der er arveligt belastet for at udvikle skizofreni eller bipolar lidelse.

Teknikken måler styrken af det elektriske nervesignal, som nethinden sender videre til synsnerven, når den udsættes for et lysglimt. Det elektriske signal registreres som en bølgeformet kurve.

Den første bølgedal indikerer bidraget fra selve de lysfølsomme stave og tapper i nethinden, mens den efterfølgende bølgetop indikerer bidraget fra nethindens nerveceller, der bearbejder nervesignalet.

Derudover kan lægen, som betjener den lille, håndholdte skanner, bestemme, om han vil måle specifikt på tapperne, der ser farver, eller stavene, der ser sort-hvidt.

Héberts undersøgelse afslørede, at de unge mennesker, som havde en høj risiko for at udvikle skizofreni eller bipolar lidelse, udviste væsentlig svagere signaler fra de nerveceller, som er forbundet til stavene, end kontrolgruppen.

Da Hébert i 2014 undersøgte patienter, der havde fuldt udviklet skizofreni, fandt han den samme svaghed i stavenes nerveceller. Men han opdagede også en yderligere forværring i form af svækkelse af signalet fra både tapperne og deres forbundne nerveceller.

I en anden undersøgelse brugte Hébert ERG på alvorlig deprimerede patienter, og her så han et andet mønster. Depressionen viste sig ikke blot som en svækkelse af signalernes styrke, men også som en markant forsinkelse af signalerne.

Héberts arbejde peger på, at hver af de psykiske sygdomme og de enkelte stadier af sygdommene har en form for enestående ERG-fingeraftryk.

Dermed kan lægerne snart bruge teknikken til at diagnosticere sygdommene på et meget tidligt stadie og sætte gang i forebyggende behandlinger.

Stof bremser alzheimer tidligt

Antistoffer uskadeliggør giftigt protein og bremser alzheimer. Metoden har indtil nu fejlet, men tidlig diagnose af sygdommen skal give behandlingen et afgørende forspring.

Protein skader hjernens blodkar

Det giftige protein beta-amyloid begynder at hobe sig op i hjernen under et tidligt forstadie til alzheimer. Det beskadiger nervecellerne, og noget af det sætter sig fast på blodårernes inderside og ødelægger dem, så de blandt andet lækker. Beta-amyloid og skaderne på blodårerne påvirker i første omgang kun hjernen i ringe grad, og personen har ingen symptomer.

Øjenskanning afslører skader

Beta-amyloid finder vej til nethinden via synsnerven. Her rammer det giftige protein blodgennemstrømningen, så de fine blodårer i mindre grad kan udvide og trække sig sammen, når blodet flyder gennem dem. Lægen kan se disse ændringer af nethindens blodårer ved hjælp af en såkaldt DVA-øjenskanning og kan dermed diagnosticere patienten med et tidligt forstadie til alzheimer.

Antistoffer uskadeliggør protein

Lægen kan nu fx give patienten et antistof, som binder sig til beta-amyloid og dermed uskadeliggør proteinet. Antistofferne bremser sygdommen, inden den for alvor bryder ud.

Øjet afslører kønssygdomme

Forskerne er endnu ikke helt i mål med at bruge de nye teknikker til at stille præcise diagnoser af fx alzheimer og sklerose. Et af problemerne er, at forskellige sygdomme tilsyneladende påvirker øjet på samme måde, så lægerne ikke kan skelne imellem dem.

Men forbedringer i teknologien kan snart gøre det muligt at se hidtil ukendte detaljer, der hjælper os med at skille sygdommene ad. Det kan fx ske ved at optimere de algoritmer, der tolker resultaterne, ændre bølgelængden og intensiteten af laseren i OCT eller ved at fintune de spejle, som dirigerer laserens retning.

VIDEO: Forstå nethinden på to minutter

Et mere detaljeret indblik i øjet vil også gøre det muligt at diagnosticere sygdomme, som sidder andre steder end i hjernen. Flere undersøgelser viser blandt andet, at hjertekar-sygdomme skader øjets blodkar, at herpes og klamydia kan give betændelse i øjet, at gigt og bindevævssygdomme kan påvirke øjeæblets såkaldte regnbue- og årehinder, og at forøget kolesterol kan danne en mælkehvid ring i øjets hornhinde.

Læs også:

Medicinsk teknologi

Ny slankepille forvandler sig til ballon i maven

3 minutter
Medicinsk teknologi

Ny chip finder arvelige sygdomme på minutter

3 minutter
Medicinsk teknologi

Lysende implantat styrer tissetrangen

4 minutter

Log ind

Fejl: Ugyldig e-mailadresse
Adgangskode er påkrævet
VisSkjul

Allerede abonnement? Har du allerede et abonnement på magasinet? Klik hér

Ny bruger? Få adgang nu!