Nedávný případ devětadvacetiletého nevidomého Inda zpochybnil objev, za který byla v roce 1981 udělena Nobelova cena.
Léčit slepotu bezmála třicetiletého muže se zdálo lékařům úplně zbytečné. Indický venkovan, který je v lékařské literatuře uváděn jen pod iniciálami SK, měl to štěstí, že v jeho případě byl léčebný zákrok zcela triviální. Pan SK totiž trpěl afakií, velmi vzácnou vrozenou vadou oka, při které se nevyvíjí čočka. Ze světa kolem sebe vnímal jen světlo a tmu. Zaznamenal, když se před ním něco velkého pohybovalo, ale neměl nejmenší šanci zjistit, co to je.
K výrazné korekci afakie přitom stačí maličkost, brýle.V zapadlé indické vísce příčinu slepoty pana SK nikdo neodhalil, natož aby věděl, jak nevidomému pomoci. SK se proto už jako dítě skončil v útulku pro nevidomé s tím, že tu stráví zbytek života pletením košíků.
Když mozek netrénuje…
Život slepce se od základu změnil, když počátkem tohoto století útulek navštívili lékaři z Nového Dilí a odhalili příčinu slepoty pana SK. Zpočátku váhali, jestli mají brýle tak starému pacientovi vůbec dávat.
Lékařská věda má v podobných případech celkem jasno. Šanci mají děti, kterým ještě nebylo osm roků. Pokud dítě žije ve slepotě od narození a překročí věkovou hranici osmi let, odstranění oční vady mu už nepomůže. Jeho uzdravené oko zachytí obraz na světločivné buňky sítnice, převede jejich podráždění do řeči nervového vzruchu a ten pošle do mozku.
Až potud jde všechno jako u zdravého člověka. Mozek vyléčeného slepce ale není s to informaci z oka zpracovat a vyhodnotit. Nevidomému sice „prohlédly“ oči, ale jeho mozek zůstal „slepý“. Specializovaná zraková centra v mozkové kůře totiž neměla celých osm let co dělat, netrénovala, nevyvíjela se a neumí proto obraz z oka zpracovat a vyhodnotit.
Slepý prohlédl!
Pan SK brýle nakonec dostal. Celý první rok potvrzoval teoretické předpoklady lékařů. Jeho zrak se nezlepšil. Jakž takž sice dokázal rozlišovat dvojrozměrné objekty, trojrozměrné objekty ale byly i nadále nad jeho síly. Nepoznal ani obyčejný míč.
Po dalším půl roce však připravil lékařům šok. Začal se ve světě kolem sebe stále více orientovat očima a neustále se v tom zlepšoval. Naučil se správně pojmenovávat vjemy, které lze získat jen zrakem. Odlišoval například jednotlivé barvy nebo jasnější a tmavší objekty.
Zpochybněná teorie
Indický venkovan SK postavil na hlavu teorii, za kterou dostali v roce 1981 harvardští lékaři Torsten Wiesel a David Hubel Nobelovu cenu za lékařství a fyziologii. Dnes patří jejich experimenty ze 70. let k neurologické klasice.
Když nechali na několik týdnů pokusné dospělé kočce zakryté jedno oko a pak jí oko opět odkryli, neutrpěl zrak zvířete ani v nejmenším. Úplně jinak dopadl obdobný pokus s malým kotětem. Pokud mělo v útlém věku zakryté oko, nevyvinula se mu správně mozková kůra v oblasti zrakového centra. Kotě už na oko nevidělo. Stejně dopadly i pokus na opicích.
Wiesel a Hubel v nich dokázali, že v raném období života prochází savci včetně člověka kritickou periodou, kdy se v mozkové kůře rozvíjí schopnost zpracovávat zrakové vjemy. Pokud živočich toto období propásne, už zameškanou příležitost nikdy nedohoní.
Mozek se učí i v dospělosti
V následujících letech prokázala řada vědců, že hranice, kdy končí „kritická fáze“ pro výuku zrakových center, není striktně určená. Mozek se totiž ukázal jako velmi flexibilní orgán. I v dospělosti v něm vznikají nové buňky a vytvářejí se nové spoje mezi neurony.
Někdy podává mozek skutečně úctyhodné výkony. Nedávno například prokázali izraelští vědci, že s trochou tréninku lze zraková centra naučit kompenzovat i oční vady, které se obvykle odstraňují jen brýlemi.
Oko bez čočky dovolovalo panu SK od dětství rozlišovat světlo od tmy a vnímat pohyb. To vystavilo jeho zrakovou kůru „vlažnému tréninku“. Mozek pana SK jakžtakž něco málo „viděl“. Kvalita jeho zraku však byla hluboko pod oficiální hranicí slepoty.
S brýlemi se „oční“ zrak pana SK výrazně zlepšil. Oficiálně dokonce ztratil statut slepce. Přesto neviděl dobře. Nevnímal například jednotlivé objekty v celku. V mozku se mu jejich obraz „rozpadal“ na skvrny různých barev a různé jasnosti. Při pohledu na černostrakatou krávu viděl jeho mozek jen bílé a černé skvrny. To, že patří skvrny k sobě a „dávají dohromady“ krávu si uvědomil jen ve chvíli, kdy se zvíře pohnulo a uvedlo v jeho mozku do pohybu najednou všechny obrazy bílých a černých skvrn.
Šance pro zavržené
Po osmnácti měsících nošení brýlí ale poznal pan SK i stojící krávu. Jeho mozek se naučil „poskládat si“ zvíře z černých a bílých skvrn. Kdyby platila „nobelovská“ teorie Wiesela a Hubela, pak by takové vylepšení funkcí zrakové kůry mozku nebylo možné. Kritickou periodu, kdy se mozek může podle Wiesela a Hubela naučit „nové triky“, devětadvacetiletý muže dávno propásl.
„Devětadvacet let bez normálního vidění? V takovém případě bych se vsadil, že ten člověk bude postižen doživotně,“ přiznal se neurolog Ron Kalil z University of Wisconsin v americkém Madisonu.
Stejnou sázku by uzavírala většina neurologů. Všichni ale v konfrontaci s případem pana SK přiznávají, že se mýlili. Svůj omyl nevnímají jako prohru. Naopak! Jsou upřímně rádi, že i pacienti, nad kterými dříve lámali hůl, mají celkem reálnou šanci na zlepšení zraku.
„Je úžasné, že se i dospělí mohou naučit využívat svůj nově nabytý zrak,“ shrnuje převrat v myšlení neurologů Lynne Kiorpesová z New York University
Indie, země slepců
Pokud vědci očekávají „úrodu“ podobných zázraků, jaký předvedl pan SK, pak se jejich nedočkavé zraky obracejí především k Indii. Mají pro to opravdu dobrý důvod. Na světě totiž žije asi 45 milionů lidí se zrakem poškozeným natolik, že jsou podle kritérií Světové zdravotnické organizace řazeni mezi nevidomé. Z nich plných 15 milionů žije v Indii. Je mezi nimi mnoho dětí. Zdravotníci odhadují, že plnou polovinu indických případů dětské slepoty lze při včasném podchycení léčit. Tyto šance zůstávají bohužel nevyužity.
Důvodů je celá řada. Mnozí rodiče vidí ve slepotě svého dítěte trest za hříchy, které spáchalo v předchozích životech. Hodně z nich nemůže svým dětem dopřát ani nejzákladnější lékařskou péči. Není proto divu, že se plných 60% nevidomých indických dětí nedožije dospělosti. Většina těch, co přežijí, skončí podobně jako pan SK v nejrůznějších útulcích, kde stráví zbytek života výrobou svíček či pletením košíků.
Opravená teorie
V poslední době do těchto útulků stále častěji přicházejí lékaři. Někteří jsou z indických státních nemocnic, jiní přijíždějí ze zahraničních universit a další vyslaly mezinárodní humanitární organizace. Všichni zjišťují, že v životní roli „beznadějných případů“ se často ocitají lidé, kterým navrátí zrak celkem jednoduchý zákrok, např. operace očního zákalu.
Náprava skutečně tristního stavu v péči o indické nevidomé nabízí neurologům možnost proniknout hlouběji do procesů, které připravují lidský mozek ke zpracování obrazu.
Wieselova a Hubelova teorie stále ještě žije, ale vědci si ji poněkud modifikovali. Pro „výuku“ mozku neexistuje jedna jediná kritická perioda. Zraková mozková kůra se učí různým fíglům a pro každý má kritickou periodu v jiném období života.
Nejdříve se učí mozek vnímat pohyb obrazu. Tato schopnost je zřejmě z valné části „naprogramována“ v mozku už při narození a „výuka“ mozkové kůry ji poznamená jen částečně. V pozdějším období zvládá mozková kůry rozlišování barev a prostorové vnímání. Kritické období, v kterém se člověk ještě může naučit „spojovat“ jednotlivé viděné prvky do obrazů (např. si uvědomit, že bílé a černé skvrny tvoří obraz krávy) je završeno ještě později.
Léčit co nejdříve
Opětovné získání „mozkového“ zraku usnadňuje mnohým nevidomým fakt, že i před navrácením zraku vnímali světlo. Docházelo u nich alespoň k minimální stimulaci zrakové mozkové kůry a ta je díky tomu schopna naučit se dalším kouskům. Naprostá ztráta zraku, tedy „tma“ v oku, jakou navozovali u koťat Wiesel a Hubel, je u nevidomých lidí poměrně vzácná.
Výsledky indických studií udělaly velký dojem i na jednoho z otců „teorie kritické periody“ Švéda Torstena Wiesela. „Kritická perioda, v které se mozek může naučit zpracovávat obraz, existuje. Proto bychom se měli snažit léčit dětem zrak v co nejútlejším věku. Pokud to ale z jakéhokoli důvodu není možné a malý pacient si přitom uchová zbytky zraku, pak je zřejmé, že může dojít alespoň k částečnému návratu zrakových schopností,“ říká laureát Nobelovy ceny.
Lidské oko není dokonalé
Oko samo o sobě není z hlediska optiky nijak dokonalý „výrobek“. Spíše by se dalo označit za zmetek. Dalekohled nebo fotoaparát s optickými kvalitami lidského oka by byl neprodejný. Naštěstí nezpracovává mozek vjemy z oka pasivně, ale provádí i korekce a retuše obrazu. Za dokonalé vidění tedy zdaleka nevděčíme jen optice oka, ale i retušérské práci mozku.
Sítnice se skládá ze 130 milionů světločivných buněk.
Od nich sbírá podněty 1,2 milionu nervových buněk označovaných jako gangliové buňky.
Gangliové buňky vytvářejí zrakový nerv.
Zrakový nerv vede vzruch z oka do mozku.
Informaci přicházející z oka zpracovává zrakové centrum v mozkové kůře.
Na zpracování a vyhodnocení obrazové informace se podílejí i další oblasti mozku.
Jak pracuje zrakové centrum mozku?
Obraz zachycený sítnicí oka je převeden do kódu nervových vzruchů a ty putují do zrakového centra v mozkové kůře. Nervové buňky podrobí signál velice důkladné analýze. Hodnotí kontrast, linie a také pohyb obrazu po sítnici.
Analýza má svůj přesný řád a nervové buňky při ní plní zcela specifické úkony. Pokud si představíme informaci o obrazu zakódovanou do nervových vzruchů jako psaný text, pak si můžeme přiblížit dělbu práce mezi neurony zrakové mozkové kůry následujícím způsobem. Některé neurony čtou jednotlivá „písmena“ obrazové informace a skládají z nich „slabiky“. Další buňky přebírají přečtené „slabiky“, čtou si je a skládají z nich „slova“. Ta jsou nakonec čtena dalšími neurony, jež si ze „slov“ skládají celé „věty“. Tyto věty jsou odesílány do nadřízených center mozku. Tam teprve dochází ke vnímání obrazu a zároveň jsou obrazové informace ukládány do paměti.
Buňky zrakové kůry mozku jsou uspořádána do „sloupců“. V každém sloupci plní buňky jediný dílčí úkol. „Sloupce“ jsou uspořádány do „hypersloupců“, které zabírají v mozku plošku dva krát dva milimetry. Tady se zpracovává obraz přicházející z určité malé části oční sítnice.
Schopnost buněk zpracovávat a vyhodnocovat kódovanou informaci přicházející z oka se vyvíjí po narození. Oko je vystavené obrazovým stimulům. Ty „prošlapávají cestu“ do zrakové kůry mozku a cvičí „sloupce“ a „hypersloupce“ v jejich úlohách. K tomuto výcviku musí oko dostávat skutečný obraz. Samotné světlo nestačí. Pro „výcvik“ zrakové kůry musí oko dostávat obraz s jeho základními složkami, tj. kontrastními plochami, liniemi a pohybem.
Tabulka u očního lékaře
Každý z nás byl už zřejmě v ordinaci očního lékaře postaven před úkol číst na osvětleném panelu stále menší a menší písmenka. Jako první vypracoval tento systém prověřování zraku nizozemský oftalmolog Hermann Snellen v roce 1862. Tabulka s řádky stále menších písmen proto nese jeho jméno.
Dnešní verze Snellenovy tabulky má jedenáct řádků. Největší písmeno v prvním řádku měří na výšku 88 milimetrů. V každém dalším řádku jsou písmena menší. Vyšetřovaná osoba zkouší přečíst písmena ze vzdálenosti šesti metrů. Člověk se zdravým (průměrným) zrakem přečte z této vzdálenosti písmena velká 8,8 milimetru. Pro koho jsou tahle písmena na vzdálenost šest metrů příliš malá, ten má zrak narušen.
Postižení zraku se vyjadřuje tzv. Snellenovým zlomkem, který udává v čitateli v metrech vzdálenost, z jaké zkoušená osoba četla písmena Snellenovy tabulky. Za obvyklých podmínek je to číslo 6. Ve jmenovateli se skrývá informace o řádku, který zkoušená osoba ještě dokázala přečíst. Číslo udává, z jaké vzdálenosti přečte stejný řádek člověk se zdravým (průměrným zrakem). Tak například zlomek 6/12 znamená, že zkoušená osoba přečetla jako poslední řádek, který by člověk se zdravým zrakem přečetl nikoli ze šest ale z dvanácti metrů.
Za oficiální hranici slepoty je podle Světové zdravotnické organizace považována kvalita zraku vyjádřená Snellenovým zlomkem 6/60.
Pokud si chcete sami odzkoušet zrak a nechce se vám k očnímu lékaři, můžete si Snellenovu tabulku stáhnout z internetových stránek amerického Národního ústavu pro zdraví (National Institute of Health) na adrese
http://www.nei.nih.gov/photo/charts/index.asp
