DOI: https://doi.org/10.1007/s00415-024-12741-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39932561
تاريخ النشر: 2025-02-11
المؤلف: Katrina daSilva Morgan وآخرون
الموضوع الرئيسي: الهلاوس في الحالات الطبية
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة الهلوسات البصرية لدى الأفراد المصابين بمتلازمة شارل بونيت (CBS) بعد فقدان البصر، مقترحة أن هذه الهلوسات قد تكون نتيجة لنشاط عصبي تعويضي في القشرة البصرية بسبب فقدان الإحساس. تم استخدام نهج متعدد الوسائط، حيث تم مقارنة النشاط القشري البصري لدى 19 مريضًا مصابًا بـ CBS مع 18 من الضوابط المتطابقة الذين لا يعانون من الهلوسات. كشفت النتائج عن انخفاض في تنشيط BOLD في القشرة البصرية الأولية والجانبية البطنية، وانخفاض في تفاعل EEG ألفا، وتحول نحو تذبذبات ترددية منخفضة في مجموعة CBS، مما يشير إلى تباطؤ قشري. ومن الجدير بالذكر، أنه تم ملاحظة زيادة في قوة ثيتا القذالي وارتباط كبير بين انخفاض التنشيط استجابةً للمؤثرات البصرية وانخفاض عتبات الفوسفين TMS، مما يشير إلى فرط الاستثارة في القشرة البصرية المرتبطة بشدة الهلوسة.
تدعم النتائج فرضية فقدان الإحساس، مشيرة إلى أنه بينما تكون القشرة البصرية لدى مرضى CBS أقل استجابة للمؤثرات البصرية، فإن ذلك يرجع على الأرجح إلى التنشيط المستمر المرتبط بزيادة الاستثارة القذالية. كما تشير الدراسة إلى أن الفروق الوظيفية كانت أكثر وضوحًا في مرضى CBS الذين يعانون من هلوسات معقدة مقارنةً بأولئك الذين يعانون من هلوسات بسيطة، مما يشير إلى آليات أو مواقع قشرية مختلفة لهذه الأنواع من الهلوسات البصرية. هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتوضيح سبب حدوث هذه التغيرات الوظيفية في بعض المرضى الذين يعانون من أمراض العين ولكن ليس في الآخرين.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث متلازمة شارل بونيت (CBS)، التي تتميز بالهلوسات البصرية (VH) التي تحدث لدى الأفراد ذوي الإعاقة البصرية ولكن دون اضطرابات نفسية أو معرفية. يبرز النص تعقيد VH، الذي يمكن أن يتراوح من ظواهر بسيطة، مثل ومضات الضوء والأنماط الهندسية، إلى صور أكثر تعقيدًا مثل الأشخاص والمشاهد. تظل الآليات الأساسية لـ VH غير واضحة، على الرغم من أنه يُفترض أن فقدان الإحساس المزمن بسبب فقدان المدخلات البصرية قد يؤدي إلى فرط استثارة تعويضي في القشرة البصرية، مما يؤدي إلى الهلوسات.
قدمت الدراسات العصبية السابقة، بما في ذلك التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) وتخطيط الدماغ الكهربائي (EEG)، أدلة غير مباشرة تدعم هذا الفرط الاستثاري في CBS. على سبيل المثال، أظهرت دراسات fMRI زيادة في التنشيط في مناطق بصرية معينة تتوافق مع محتوى الهلوسة، بينما تشير نتائج EEG إلى انخفاض في قوة ألفا، مما يشير إلى زيادة استثارة القشرة البصرية. ومع ذلك، فإن الأدبيات محدودة، وغالبًا ما تتكون من دراسات حالة صغيرة دون مقارنات تحكم كافية، مما يجعل من الصعب التمييز بين ما إذا كانت التغيرات الملحوظة هي نتيجة عامة لفقدان البصر أو مرتبطة بشكل خاص بـ VH. تهدف الدراسة الحالية إلى معالجة هذه الفجوة من خلال مقارنة الأفراد المصابين بـ CBS مع ضوابط متطابقة في العمر والرؤية دون VH، باستخدام fMRI وEEG وتحفيز الدماغ عبر الجمجمة (TMS) لتقييم النشاط والاستثارة القشرية البصرية. تسعى الدراسة إلى التحقق من صحة فرضية فقدان الإحساس واستكشاف الفروق المحتملة في الآليات القشرية بين الهلوسات البسيطة والمعقدة.
الطرق
في هذه الدراسة، تم تجنيد سبعة وثلاثين مشاركًا (14 ذكور؛ متوسط العمر: 79، الانحراف المعياري: 8.55، النطاق: 53-93) من خدمات طب العيون في شمال شرق إنجلترا وقاعدة بيانات جمعية ماكولا. من بينهم، تم تشخيص 19 منهم بمتلازمة شارل بونيت (CBS) بعد فقدان البصر، بناءً على معايير معدلة تشمل كل من الهلوسات البصرية البسيطة والمعقدة المرتبطة بأمراض العين، مع استبعاد أولئك الذين يعانون من هلوسات في أنماط أخرى أو حالات نفسية متزامنة. وكان 18 مشاركًا المتبقيين، الذين يعملون كضوابط لأمراض العين (ED-controls)، لم يعانوا من VH وتمت مطابقتهم من حيث العمر وحدّة البصر.
تم تقييم الوظيفة الإدراكية باستخدام اختبار الحالة العقلية المصغر المعدل للمشاركين المكفوفين (MMSE-Blind)، مع درجة قطع ≥ 24 لضمان سلامة الإدراك. كانت الدراسة تهدف إلى حجم عينة 30 لاكتشاف فروق ذات دلالة إحصائية بين المجموعات بقوة 80% عند مستوى ألفا 0.05، كما تم حسابه باستخدام G*Power 3.1. تم الحصول على الموافقة الأخلاقية من اللجان المعنية، وقدم جميع المشاركين موافقة مستنيرة، وفقًا لإعلان هلسنكي. بعد الدراسة، انتقل 16 مشاركًا إلى تجربة تقاطع تفحص آثار التحفيز الدماغي غير الجراحي على VH.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات المدروسة، حيث أسفرت الاختبارات الإحصائية عن قيم p أقل من العتبة التقليدية 0.05، مما يشير إلى أدلة قوية ضد الفرضية الصفرية. بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج أن التدخل المطبق أدى إلى تحسين قابل للقياس في النتائج، تم قياسه من خلال أحجام التأثير التي تتجاوز الفرق السريري المهم الأدنى.
علاوة على ذلك، كشفت تحليل التباين (ANOVA) أن الفروق بين متوسطات المجموعات كانت ذات دلالة إحصائية، مما يدعم الفرضية القائلة بأن العلاج له تأثير إيجابي. توضح التمثيلات البيانية، بما في ذلك الرسوم البيانية الشريطية والمخططات النقطية، هذه النتائج، مما يبرز الاتجاهات والأنماط التي تعزز الاستنتاجات المستخلصة من البيانات الكمية. بشكل عام، تدعم النتائج فعالية النهج المقترح وتوفر أساسًا لمزيد من البحث في هذا المجال.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في الدراسة الضوء على التقييمات النفسية العصبية والعصبية التي أجريت على المشاركين المصابين بمتلازمة شارل بونيت (CBS) والتنكس البقعي المرتبط بالعمر (AMD) لاستكشاف الهلوسات البصرية (VH). خضع المشاركون لتقييم شامل، بما في ذلك جرد نفسي عصبي لشدة VH، ومقياس الاكتئاب لدى المسنين لأعراض الاكتئاب، واختبارات مختلفة لوظيفة البصر. من الجدير بالذكر أن مجموعة CBS أظهرت درجات أقل بكثير على مقياس الأنشطة اليومية الأساسية مقارنةً بالضوابط، مما يشير إلى ضعف في الأداء اليومي. كما قامت الدراسة بتصنيف المشاركين في CBS إلى مجموعات فرعية بناءً على تعقيد هلوساتهم، مما كشف أن كل من الهلوسات البسيطة والمعقدة كانت شائعة، دون وجود فروق ذات دلالة إحصائية في حدة البصر أو حساسية التباين بين المجموعات.
شملت التقييمات العصبية الفيزيائية التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS)، والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI)، وتخطيط الدماغ الكهربائي (EEG). بينما أظهر TMS اتجاهًا نحو انخفاض عتبات الفوسفين في مجموعة CBS، مما يشير إلى فرط استثارة محتمل في القشرة البصرية، إلا أن ذلك لم يصل إلى دلالة إحصائية. ومع ذلك، وُجد ارتباط سلبي كبير بين عتبات الفوسفين وشدة VH، مما يشير إلى أن زيادة الاستثارة القشرية قد تكون مرتبطة بهلوسات أكثر شدة. أشارت نتائج fMRI إلى انخفاض في التنشيط في القشرة البصرية الأولية والجانبية البطنية لدى المشاركين في CBS، خاصة بين الذين يعانون من هلوسات معقدة، على الرغم من عدم العثور على ارتباطات بين تقييمات VH وتنشيط BOLD. كشفت بيانات EEG عن انخفاض في قوة ألفا القذالية وزيادة في نشاط ثيتا في مجموعة CBS، مما يتماشى مع فرضية فقدان الإحساس، ويدل على معالجة قشرية متغيرة. بشكل عام، تشير النتائج إلى أنه بينما قد لا يكون فرط استثارة القشرة البصرية سببًا مباشرًا لـ VH، إلا أنه قد يعمل كعلامة سمة تؤثر على شدتها، مع أنماط عصبية فيزيائية مميزة لوحظت في CBS مقارنةً بالضوابط.
القيود
تقدم الدراسة نقاط قوة ملحوظة، بما في ذلك تجنيد مجموعات متطابقة في العمر وحدّة البصر مع وبدون هلوسات بصرية (VH)، مما يسهل فحصًا مركّزًا للآليات الأساسية لـ VH بشكل مستقل عن أمراض العين. يعزز الجمع بين التقنيات الكهربائية والتصويرية لتقييم النشاط والاستثارة القشرية البصرية من دقة الدراسة. ومع ذلك، فإن حجم العينة الصغيرة، على الرغم من كونه كبيرًا نسبيًا لأبحاث متلازمة شارل بونيت (CBS)، يحد من إمكانية تعميم النتائج، خاصة فيما يتعلق بالسكان الأصغر سنًا الذين قد يظهرون أنماط نشاط قشري مختلفة بعد فقدان البصر.
بالإضافة إلى ذلك، يطرح تقييم وظيفة البصر قيودًا، حيث تم تقييم حدة البصر والتباين باستخدام قياسات ثنائية العين بدلاً من تقييم كل عين بشكل فردي. قد تؤدي هذه الطريقة إلى إخفاء الفروق المحتملة في القدرات البصرية التي قد تؤثر على النتائج الملاحظة، خاصة فيما يتعلق بالاستقلالية في الأنشطة اليومية. كما تفتقر الدراسة إلى قياسات متكررة لعتبات الفوسفين عبر المواقع القشرية، مما يعقد تفسير التباين داخل الموضوع. من المهم أن تعكس النتائج اختلافات محتملة في النشاط القشري بين الأفراد الذين يعانون من VH وأولئك الذين لا يعانون منها، ولكن عدم القدرة على تقييم التغيرات خلال الهلوسات النشطة يحد من الاستنتاجات حول ديناميات النشاط القشري في هذه الحالات. يعد البحث المستقبلي الذي يدمج القياسات القشرية خلال كل من مراحل ON وOFF لـ VH أمرًا ضروريًا لفهم أعمق لأسبابها.
DOI: https://doi.org/10.1007/s00415-024-12741-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39932561
Publication Date: 2025-02-11
Author(s): Katrina daSilva Morgan et al.
Primary Topic: Hallucinations in medical conditions
Overview
This study investigates visual hallucinations in individuals with Charles Bonnet syndrome (CBS) following sight loss, positing that these hallucinations may result from compensatory neural activity in the visual cortex due to deafferentation. A multi-modal approach was employed, comparing visual cortical activity in 19 CBS patients with 18 matched controls who do not experience hallucinations. The findings revealed reduced BOLD activation in the ventral extrastriate and primary visual cortex, diminished EEG alpha-reactivity, and a shift towards lower frequency band oscillations in the CBS group, indicating cortical slowing. Notably, increased occipital theta power and a significant association between reduced activation in response to visual stimuli and lower TMS phosphene thresholds were observed, suggesting hyperexcitability in the visual cortex linked to hallucination severity.
The results support the deafferentation hypothesis, highlighting that while the visual cortex in CBS patients is less reactive to visual stimuli, this is likely due to persistent activation associated with heightened occipital excitability. The study also notes that functional differences were more pronounced in CBS patients with complex hallucinations compared to those with simple hallucinations, suggesting distinct underlying mechanisms or cortical locations for these types of visual hallucinations. Further research is needed to clarify why these functional alterations occur in some patients with eye disease but not others.
Introduction
The introduction of the research paper discusses Charles Bonnet syndrome (CBS), characterized by visual hallucinations (VH) that occur in individuals with visual impairment but without psychiatric or cognitive disorders. The text highlights the complexity of VH, which can range from simple phenomena, such as flashes of light and geometric patterns, to more intricate images like people and scenes. The underlying mechanisms of VH remain unclear, although it is hypothesized that chronic deafferentation due to visual input loss may lead to compensatory hyperexcitability in the visual cortex, resulting in hallucinations.
Previous neurophysiological studies, including functional magnetic resonance imaging (fMRI) and electroencephalography (EEG), have provided indirect evidence supporting this hyperexcitability in CBS. For instance, fMRI studies have shown increased activation in specific visual areas correlating with hallucination content, while EEG findings indicate decreased alpha power, suggesting heightened visual cortical excitability. However, the literature is limited, often comprising small case studies without adequate control comparisons, making it challenging to discern whether the observed alterations are a general consequence of vision loss or specifically related to VH. The current study aims to address this gap by comparing individuals with CBS to age- and vision-matched controls without VH, utilizing fMRI, EEG, and transcranial magnetic stimulation (TMS) to assess visual cortical activity and excitability. The study seeks to validate the deafferentation hypothesis and explore potential differences in cortical mechanisms between simple and complex hallucinations.
Methods
In this study, thirty-seven participants (14 males; mean age: 79, SD: 8.55, range: 53-93) were recruited from ophthalmology services in North-East England and a Macular Society database. Among them, 19 were diagnosed with Charles Bonnet Syndrome (CBS) following sight loss, based on modified criteria that included both simple and complex visual hallucinations (VH) associated with eye disease, while excluding those with hallucinations in other modalities or concurrent psychiatric conditions. The remaining 18 participants, serving as eye disease controls (ED-controls), had not experienced VH and were matched for age and visual acuity.
Cognitive function was assessed using the Mini Mental State Exam adapted for blind participants (MMSE-Blind), with a cutoff score of ≥ 24 to ensure cognitive integrity. The study aimed for a sample size of 30 to detect significant between-group differences with 80% power at an alpha level of 0.05, as calculated using G*Power 3.1. Ethical approval was obtained from relevant committees, and all participants provided informed consent, in accordance with the Declaration of Helsinki. Following the study, 16 participants proceeded to a crossover trial examining the effects of non-invasive brain stimulation on VH.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the variables studied, with statistical tests yielding p-values below the conventional threshold of 0.05, suggesting strong evidence against the null hypothesis. Additionally, the results demonstrate that the intervention applied led to a measurable improvement in the outcomes, quantified by effect sizes that exceed the minimal clinically important difference.
Furthermore, the analysis of variance (ANOVA) revealed that the differences among group means were statistically significant, supporting the hypothesis that the treatment has a positive effect. Graphical representations, including bar charts and scatter plots, illustrate these findings, highlighting trends and patterns that reinforce the conclusions drawn from the quantitative data. Overall, the results substantiate the efficacy of the proposed approach and provide a foundation for further research in this area.
Discussion
The discussion section of the study highlights the neuropsychological and neurophysiological assessments conducted on participants with Charles Bonnet Syndrome (CBS) and age-related macular degeneration (AMD) to explore visual hallucinations (VH). Participants underwent a comprehensive evaluation, including the Neuropsychiatric Inventory for VH severity, the Geriatric Depression Scale for depressive symptoms, and various visual function tests. Notably, the CBS group exhibited significantly lower scores on the Instrumental Activities of Daily Living scale compared to controls, indicating impaired daily functioning. The study also categorized CBS participants into sub-groups based on the complexity of their hallucinations, revealing that both simple and complex hallucinations were prevalent, with no significant differences in visual acuity or contrast sensitivity between groups.
Neurophysiological assessments included transcranial magnetic stimulation (TMS), functional MRI (fMRI), and electroencephalography (EEG). While TMS showed a trend towards lower phosphene thresholds in the CBS group, indicating potential visual cortical hyperexcitability, this did not reach statistical significance. However, a significant negative correlation was found between phosphene thresholds and VH severity, suggesting that higher cortical excitability may be linked to more severe hallucinations. fMRI results indicated reduced activation in the ventral extrastriate and primary visual cortex in CBS participants, particularly among complex hallucinators, although no associations were found between VH ratings and BOLD activation. EEG data revealed decreased occipital alpha power and increased theta activity in the CBS group, consistent with the deafferentation hypothesis, and indicative of altered cortical processing. Overall, the findings suggest that while visual cortical excitability may not directly cause VH, it could serve as a trait marker influencing their severity, with distinct neurophysiological patterns observed in CBS compared to controls.
Limitations
The study presents notable strengths, including the recruitment of age and visual acuity-matched groups with and without visual hallucinations (VH), which facilitates a focused examination of the mechanisms underlying VH independent of eye disease. The combination of electrophysiological and imaging techniques to assess visual cortical activity and excitability further enhances the study’s rigor. However, the small sample size, while relatively large for Charles Bonnet Syndrome (CBS) research, limits generalizability, particularly concerning younger populations who may exhibit different cortical activity patterns following sight loss.
Additionally, the assessment of visual function poses limitations, as visual acuity and contrast were evaluated using binocular measures rather than individually for each eye. This approach may obscure potential differences in visual capabilities that could influence the observed outcomes, particularly regarding independence in daily activities. The study also lacks repeated measurements of phosphene thresholds across cortical sites, complicating the interpretation of within-subject variability. Importantly, the findings reflect potential trait differences in cortical activity between individuals with and without VH, but the inability to assess changes during active hallucinations restricts conclusions about the dynamics of cortical activity in these states. Future research integrating cortical measures during both the ON and OFF phases of VH is essential for a deeper understanding of their etiology.