Cel badań
Punktem wyjścia do rozwinięcia badań nad siatkówką oka u pacjentów chorujących na schizofrenię była praca doktorska jednego z doktorantów (dr n. med. Adama Domagały), której promotorem był dr hab. n. med. Paweł Krukow.
– Szybko okazało się, że jest to bardzo ciekawy kierunek badań, dlatego zdecydowaliśmy się go kontynuować. Na początku zakładaliśmy, że badania morfologii siatkówki oka mogą nam pokazać pewne wzorce starzenia się układu nerwowego w schizofrenii. Chcieliśmy nie tylko porównywać i opisywać siatkówkę oka pacjentów ze schizofrenią z siatkówką u osób zdrowych, ale również uwzględnić to w pewnym modelu teoretycznym – mówi dr hab. n. med. Paweł Krukow, Kierownik Zakładu Neuropsychiatrii Klinicznej Katedry Psychiatrii Uniwersytetu Medycznego w Lublinie.
Jak dodaje, zaburzenia systemu wzrokowego u pacjentów ze schizofrenią nie są wpisane w kanon tej choroby, dlatego też badania naukowe w tym zakresie są realizowane stosunkowo od niedawna.
– Od lat obserwujemy natomiast, że u osób, które urodziły się niewidome, nigdy nie wystąpiła schizofrenia. Jeszcze nie do końca wiadomo, dlaczego tak jest, natomiast wskazuje to na pewne nietypowe relacje między układem wzrokowym a tą chorobą – zaznacza dr hab. Paweł Krukow. – Siatkówka oka w ciekawy sposób odzwierciedla to, co dzieje się w centralnym układzie nerwowym. Jest ona częścią mózgu, którą uważa się za najbardziej bezpośrednio dostępną część centralnego układu nerwowego. Ma ona również bardzo istotną klinicznie cechę – jest to organ z najbardziej dynamicznym metabolizmem, więc jego zaburzenia mogą odzwierciedlać się w jej strukturze. Ponadto, już od kilkunastu lat obserwuje się, że np. wraz z postępem choroby Alzheimera następuje ścieńczenie siatkówki, zatem choroby neurodegeneracyjne (a w niektórych przypadkach schizofrenia też ma taki przebieg), pokazują nam, że z jej stanu morfologicznego możemy dużo wywnioskować o tym, co dzieje się w mózgu – podkreśla specjalista.
Jak wiadomo, u pacjentów ze schizofrenią obserwowane jest zjawisko tzw. przyspieszonego starzenia się mózgu. – Współczesne badania, wykorzystujące głównie neuroobrazowanie oparte na rezonansie magnetycznym, z zastosowaniem uczenia maszynowego (Machine Learning) i różnego rodzaju zaawansowanych metod obliczeniowych, pokazują, że proces starzenia się mózgu w schizofrenii jest przyspieszony średnio o 5-7 lat w porównaniu do wieku chronologicznego pacjenta. W naszych badaniach sprawdziliśmy zatem, czy da się modelować przyspieszone starzenie się mózgu, mając do czynienia tylko z samą siatkówką oka – wyjaśnia dr hab. Paweł Krukow.
Międzynarodowa współpraca badaczy i przełomowe wnioski
W trakcie prowadzonych prac zespół naukowców nawiązał współpracę z prof. Stevenem M. Silversteinem – uznanym na świecie specjalistą w dziedzinie psychiatrii i okulistyki, który jest kierownikiem unikalnej jednostki badawczej Center for Retina and Brain na Uniwersytecie w Rochester (USA).
Całość badań międzynarodowego zespołu odbywała się pod kierownictwem dr hab. Pawła Krukowa i trwała łącznie około czterech lat. Prace badawcze były prowadzone z wykorzystaniem dwóch niezależnych baz, a zaangażowanych w nie było 60 polskich pacjentów ze schizofrenią oraz około 60 osób zdrowych, odpowiadających sobie demograficznie (w przedziale 20-75 lat) oraz około 60 pacjentów z bazy prof. Stevena Silversteina, a badania ich siatkówki oka zostały przeprowadzone z wykorzystaniem optycznej tomografii koherencyjnej, działającej na podobnej zasadzie jak badanie USG.
– Indywidualny pomiar całej siatkówki podczas badania oka był bardzo krótki, bo trwał tylko kilka sekund. To znacząca różnica w porównaniu z rezonansem magnetycznym (MRI), którego nie dałoby się wykonać u niektórych pacjentów ze schizofrenią ze względu na ich stan psychiczny – zaznacza dr hab. Paweł Krukow. – Bardzo dużą wartością naszego badania jest to, że było ono wieloośrodkowe. Jak wiadomo, nasi pacjenci są nieco inaczej leczeni niż np. pacjenci z amerykańskich ośrodków akademickich, dlatego tak ważne jest to, że dzięki współpracy z prof. Silversteinem mogliśmy uśrednić wyniki naszych badań – podkreśla.
W prace zespołu badawczego zaangażowany został również dr hab. Adam Kiersztyn, prof. Politechniki Lubelskiej z Katedry Inteligencji Obliczeniowej PL. Dzięki tej współpracy przeprowadzone zostały szczegółowe analizy z wykorzystaniem zaawansowanych metod obliczeniowych, które uwzględniały różne metodologie.
– Jako pierwsi na świecie przeprowadziliśmy tego typu analizę na dwóch niezależnych bazach, wykorzystując jednocześnie kilka metod obliczeniowych, po to, aby sprawdzić, czy wyniki, które uzyskaliśmy nie są efektem tylko danej metodologii. Obliczenia były prowadzone na wiele możliwych sposobów, by zobaczyć, czy dadzą nam zbliżony wynik i tak się właśnie stało – mówi dr hab. Paweł Krukow.
Co dokładnie ustalono?
– Nie tylko wykazaliśmy, że również starzenie się siatkówki oka w schizofrenii następuje szybciej, ale udowodniliśmy także dwie zupełnie nowe tezy. Po pierwsze, że tzw. wiek siatkówkowy pacjentów ze schizofrenią jest tak samo starszy od wieku chronologicznego, jak tzw. wiek mózgowy, czyli o 5-7 lat. To wyraźnie pokazuje, że stan siatkówki oka bardzo dobrze odzwierciedla stan mózgu. Po drugie, analizując populację w szerokim zakresie wieku (20-75 lat), nałożyliśmy dane w wieku siatkówkowym na całą przestrzeń zmian w obrazie klinicznym, następującym w toku życia pacjentów. Wtedy okazało się, że najszybszy okres starzenia paradoksalnie występuje u młodszych pacjentów – tuż po 20 r.ż., a później zwalnia. To bardzo ważne ustalenie, które potwierdza, że na poziomie układu nerwowego najwięcej „złego” w schizofrenii dzieje się w pierwszych latach choroby. Już z klasycznej psychiatrii wiemy, że dynamika przebiegu schorzenia, na przykład w postaci ostrych objawów psychotycznych, maleje wraz ze starzeniem się pacjentów. Oczywiście nie oznacza to, że im są starsi, tym są zdrowsi, tylko, że fluktuacje w ich stanie klinicznym są mniejsze. Nasze analizy pokazały, że siatkówka oka potwierdza wszystkie najnowocześniejsze ustalenia, które do tej pory były realizowane w oparciu o rezonans magnetyczny – wyjaśnia dr hab. Paweł Krukow.
Finalne wnioski z przeprowadzonych badań zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „Schizophrenia Bulletin”. Poniżej podajemy szczegółowe dane bibliograficzne tej publikacji:
Krukow P, Domagała A, Kiersztyn A, Blose BA, Lai A, Silverstein SM. The Retinal Age Gap as a Marker of Accelerated Aging in the Early Course of Schizophrenia. Schizophr Bull. 2026 Jan 16;52(1): sbaf038. doi: 10.1093/schbul/sbaf038. (200 pkt. MNiSW)
