Zusammenfassung: Forscher haben räumliche und zeitliche Anomalien in spontanen Fixierungssakkaden als potenziellen Biomarker für kognitive und positive Symptome bei Schizophrenie identifiziert. Die Forscher kombinierten Patientendaten von fixierenden Augenbewegungen, die über 60 Sekunden aufgezeichnet wurden, mit maschineller Lerntechnologie, die Schizophrenie mit einer Genauigkeit von 85 % bestimmen konnte. Diese Entdeckung legt nahe, dass Fixierungssakkaden als leicht erhältliches komplementäres diagnostisches Instrument für die Erkrankung dienen könnten.
Quelle: Chinesische Akademie der Wissenschaften
In einer online veröffentlichten Studie in der Schizophrenie-BulletinForscher aus dem Labor von Dr. Wang Wei am Center for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und dem Team von Dr. Wang Jijun am Shanghai Mental Health Center, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, demonstrierten räumliche und zeitliche Anomalien spontaner Fixierungssakkaden und ihre Korrelate mit positiven und kognitiven Symptomen bei Schizophrenie, was darauf hindeutet, dass Fixierungssakkaden ein vielversprechender und leicht erhältlicher Biomarker für kognitive und positive Symptome und für die komplementäre Diagnose bei Schizophrenie sind.
Schizophrenie ist eine verheerende heterogene psychotische Störung, die durch schwächende Positivsymptome, Negativsymptome und kognitive Defizite gekennzeichnet ist. Positive Symptome sind Halluzinationen, Wahnvorstellungen, desorganisierte Sprache und bizarre Verhaltensweisen.
Negative Symptome stellen ein Fehlen einer normalen Funktion dar. Kognitive Defizite werden bei der Mehrheit der Menschen mit Schizophrenie beobachtet, die viele kognitive Bereiche betreffen. Diese Manifestationen der Schizophrenie sind mit veränderten Neurotransmittersystemen verbunden, die zu strukturellen und funktionellen Anomalien des kortikal-subkortikal-zerebellären Kreislaufs führen.
Angesichts der zentralen Bedeutung des Sehens für den Menschen ist die visuelle Fixierung ein grundlegendes Verhaltensmuster, das es Menschen ermöglicht, Informationen zu sammeln und Entscheidungen zu treffen. Während der visuellen Fixierung treten spontan und häufig Mikrosakkaden und große Sakkaden (Makrosakkaden) auf.
Diese Fixierungssakkaden reagieren empfindlich auf die strukturellen und funktionellen Veränderungen des kortikal-subkortikal-zerebellären Kreislaufs und sind eng mit kognitiven Prozessen verbunden. Die Leistungen von Fixierungssakkaden bei Patienten mit Schizophrenie bleiben jedoch weitgehend unerforscht.
In dieser Studie analysierten die Forscher Fixierungssakkaden, die von 140 arzneimittelnaiven Patienten mit Schizophrenie der ersten Episode und 160 gleichaltrigen gesunden Probanden während zehn separater sechssekündiger versuchter Fixierungen aufgezeichnet wurden.
Sie fanden heraus, dass Patienten mit Schizophrenie signifikant mehr vertikale Sakkaden und eine größere vertikale Abweichung von horizontalen Sakkaden aufwiesen. Sie fanden auch heraus, dass die Fixierungssakkaden, insbesondere horizontale Sakkaden, bei Patienten eine längere Dauer, schnellere Spitzengeschwindigkeiten und größere Amplituden aufwiesen als bei Kontrollen.
Durch sorgfältige Messungen der kognitiven Fähigkeiten des Schizophrenie-Patienten fanden die Forscher heraus, dass die längere Dauer der horizontalen Sakkaden mit einer geringeren kognitiven Leistung verbunden war, insbesondere mit Defiziten in Aufmerksamkeit/Wachsamkeit und Verarbeitungsgeschwindigkeit, und dass die größere vertikale Abweichung der horizontalen Sakkaden mit mehr verbunden war schwere Positivsymptome.
Ein einfaches maschinelles Lernmodell basierte ausschließlich auf den fixierten Augenbewegungen, die während eines Zeitraums von einer Minute aufgezeichnet wurden, und klassifizierte Patienten und Kontrollen mit einer Genauigkeit von 85 %.
Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass Fixierungssakkaden ein vielversprechender und leicht erhältlicher Biomarker für kognitive und positive Symptome und für die komplementäre Diagnose bei Schizophrenie sind.
Über diese Neuigkeiten aus der Schizophrenie-Forschung
Autor: Pressebüro
Quelle: Chinesische Akademie der Wissenschaften
Kontakt: Pressestelle – Chinesische Akademie der Wissenschaften
Bild: Das Bild wird Neuroscience News zugeschrieben
Ursprüngliche Forschung: Geschlossener Zugang.
„Räumliche und zeitliche Anomalien spontaner Fixierungssakkaden und ihre Korrelationen mit positiven und kognitiven Symptomen bei Schizophrenie“ von Xu Liu et al. Schizophrenie-Bulletin
Abstrakt
Räumliche und zeitliche Anomalien spontaner Fixierungssakkaden und ihre Korrelationen mit positiven und kognitiven Symptomen bei Schizophrenie
Hintergrund und Hypothese
Die visuelle Fixierung ist ein dynamischer Prozess mit dem spontanen Auftreten von Mikro- und Makrosakkaden. Diese Fixierungssakkaden reagieren empfindlich auf die strukturellen und funktionellen Veränderungen des kortikal-subkortikal-zerebellären Kreislaufs. Angesichts der Tatsache, dass ein dysfunktionaler kortikaler-subkortikaler-zerebellärer Kreislauf zu kognitiven und Verhaltensstörungen bei Schizophrenie beiträgt, stellten wir die Hypothese auf, dass Patienten mit Schizophrenie abnormale Fixierungssakkaden aufweisen würden und diese Anomalien mit den klinischen Manifestationen assoziiert wären.
Studiendesign
Sakkaden wurden bei 140 arzneimittelnaiven Patienten mit Schizophrenie der ersten Episode und 160 gleichaltrigen gesunden Kontrollpersonen während zehn getrennter Studien mit 6-sekündigen Dauerfixationen aufgezeichnet. Positive und negative Symptome wurden anhand der Positive and Negative Syndrome Scale (PANSS) bewertet. Die Kognition wurde anhand der Messung und Behandlungsforschung zur Verbesserung der Kognition in Schizophrenia Consensus Cognitive Battery (MCCB) bewertet.
Studienergebnisse
Patienten mit Schizophrenie zeigten mehr vertikale Fixationssakkaden als Kontrollen, was sich in mehr vertikalen Sakkaden mit Winkeln um 90° und einer größeren vertikalen Verschiebung horizontaler Sakkaden mit Winkeln um 0° bei Patienten widerspiegelte. Die Fixierungssakkaden, insbesondere horizontale Sakkaden, zeigten längere Dauer, schnellere Spitzengeschwindigkeiten und größere Amplituden bei Patienten. Darüber hinaus war die größere vertikale Verschiebung horizontaler Sakkaden mit höheren PANSS-Gesamtwerten und positiven Symptomwerten bei Patienten verbunden, und die längere Dauer horizontaler Sakkaden war mit einer niedrigeren neurokognitiven Kombination von MCCB, Aufmerksamkeit / Wachsamkeit und Geschwindigkeit der Verarbeitung von Werten verbunden. Schließlich klassifizierte ein K-Nächste-Nachbarn-Modell Patienten ausschließlich auf der Grundlage dieser fixierenden Augenbewegungen mit einer Genauigkeit von 85 %.
Schlussfolgerungen:
Unsere Ergebnisse zeigen räumliche und zeitliche Anomalien von Fixierungssakkaden und legen nahe, dass Fixierungssakkaden ein vielversprechender Biomarker für kognitive und positive Symptome und für die Diagnose von Schizophrenie sind.