Зрачковый рефлекс на свет

Введение

Рефлекс глаза, изменяющий размер зрачка в ответ на интенсивность света.

Зрачковый световой рефлекс (PLR) или фотопупиллярный рефлекс – это рефлекс, контролирующий диаметр зрачка в ответ на интенсивность (светимость) света, падающего на ганглиозные клетки сетчатки глаза, тем самым способствуя адаптации зрения к различным уровням освещенности. Более высокая интенсивность света вызывает сужение зрачка (миоз; уменьшая количество проникающего света), а более низкая интенсивность – расширение зрачка (мидриаз; увеличивая количество проникающего света). Таким образом, зрачковый световой рефлекс регулирует количество света, попадающего в глаз. Свет, направленный в один глаз, вызывает сужение обоих зрачков.

Терминология

Зрачок – это темное круглое отверстие в центре радужной оболочки, через которое свет проникает в глаз. По аналогии с камерой, зрачок эквивалентен диафрагме, а радужная оболочка – апертуре. Может быть полезно рассматривать зрачковый рефлекс как рефлекс радужной оболочки, поскольку именно мышцы сфинктера и дилататора радужной оболочки реагируют на окружающий свет. В то время как зрачок – это пассивное отверстие, формируемое активной радужной оболочкой. Зрачковый рефлекс является синонимом зрачковой реакции, которая может проявляться в виде сужения или расширения зрачка. Зрачковый рефлекс концептуально связан со стороной (левой или правой) реагирующего зрачка, а не со стороной, с которой исходит световая стимуляция. Левый зрачковый рефлекс относится к реакции левого зрачка на свет, независимо от того, в какой глаз направлен источник света. Правый зрачковый рефлекс означает реакцию правого зрачка, независимо от того, освещается левый глаз, правый глаз или оба глаза. Когда свет направлен только в один глаз, а не в другой, оба зрачка обычно сужаются одновременно. Термины «прямой» и «консенсуальный» относятся к стороне, с которой исходит источник света, относительно стороны реагирующего зрачка. Прямой зрачковый рефлекс – это зрачковая реакция на свет, попадающий в ипсилатеральный (односторонний) глаз. Консенсуальный зрачковый рефлекс – это реакция зрачка на свет, попадающий в контралатеральный (противоположный) глаз. Таким образом, существует четыре типа зрачковых световых рефлексов, основанных на этой терминологии абсолютной латеральности (левая против правой) и относительной латеральности (одна и та же сторона против противоположной, ипсилатеральная против контралатеральной, прямой против консенсуальной):
Левый прямой зрачковый рефлекс – это реакция левого зрачка на свет, попадающий в левый глаз, ипсилатеральный глаз. Левый консенсуальный зрачковый рефлекс – это косвенная реакция левого зрачка на свет, попадающий в правый глаз, контралатеральный глаз. Правый прямой зрачковый рефлекс – это реакция правого зрачка на свет, попадающий в правый глаз, ипсилатеральный глаз. Правый консенсуальный зрачковый рефлекс – это косвенная реакция правого зрачка на свет, попадающий в левый глаз, контралатеральный глаз.

The pupil is the dark circular opening in the center of the iris and is where light enters the eye. By analogy with a camera, the pupil is equivalent to aperture, whereas the iris is equivalent to the diaphragm. It may be helpful to consider the Pupillary reflex as an 'Iris' reflex, as the iris sphincter and dilator muscles are what can be seen responding to ambient light. Whereas, the pupil is the passive opening formed by the active iris. Pupillary reflex is synonymous with pupillary response, which may be pupillary constriction or dilation. Pupillary reflex is conceptually linked to the side (left or right) of the reacting pupil, and not to the side from which light stimulation originates. Left pupillary reflex refers to the response of the left pupil to light, regardless of which eye is exposed to a light source. Right pupillary reflex means reaction of the right pupil, whether light is shone into the left eye, right eye, or both eyes. When light is shone into only one eye and not the other, it is normal for both pupils to constrict simultaneously. The terms direct and consensual refers to the side where the light source comes from, relative to the side of the reacting pupil. A direct pupillary reflex is pupillary response to light that enters the ipsilateral (same) eye. A consensual pupillary reflex is response of a pupil to light that enters the contralateral (opposite) eye. Thus there are four types of pupillary light reflexes, based on this terminology of absolute laterality (left versus right) and relative laterality (same side versus opposite side, ipsilateral versus contralateral, direct versus consensual):
Left direct pupillary reflex is the left pupil's response to light entering the left eye, the ipsilateral eye. Left consensual pupillary reflex is the left pupil's indirect response to light entering the right eye, the contralateral eye. Right direct pupillary reflex is the right pupil's response to light entering the right eye, the ipsilateral eye. Right consensual pupillary reflex is the right pupil's indirect response to light entering the left eye, the contralateral eye.

Анатомия нервных путей

Нейронный путь зрачкового светового рефлекса с каждой стороны имеет афферентное звено и два эфферентных звена. Афферентное звено содержит нервные волокна, проходящие в составе зрительного нерва (CN II). Каждое эфферентное звено содержит нервные волокна, идущие вдоль глазодвигательного нерва (CN III). Афферентное звено передает сенсорную информацию. Анатомически афферентное звено состоит из сетчатки, зрительного нерва и претектального ядра среднего мозга, на уровне верхнего бугорка. Ганглиозные клетки сетчатки проецируют волокна через зрительный нерв к ипсилатеральному претектальному ядру. Эфферентное звено представляет собой моторный выход зрачка от претектального ядра к мышце-сфинктеру радужной оболочки. Претектальное ядро проецирует перекрещенные и неперекрещенные волокна в ипсилатеральное и контралатеральное ядра Эдингера-Вестфаля, которые также расположены в среднем мозге. Каждое ядро Эдингера-Вестфаля дает начало преганглионарным парасимпатическим волокнам, которые выходят вместе с CN III и синаптируют с постганглионарными парасимпатическими нейронами в цилиарном ганглии. Постганглионарные нервные волокна покидают цилиарный ганглий для иннервации мышцы-сфинктера радужной оболочки. Каждое афферентное звено имеет два эфферентных звена – одно ипсилатеральное и одно контралатеральное. Ипсилатеральное эфферентное звено передает нервные импульсы для прямого светового рефлекса ипсилатерального зрачка. Контралатеральное эфферентное звено вызывает консенсуальный световой рефлекс контралатерального зрачка.

Типы нейронов

Зрительный нерв, или точнее, фоточувствительные ганглиозные клетки через сетчато-гипоталамусный тракт, отвечает за афферентную ветвь зрачкового рефлекса; он воспринимает поступающий свет. Глазодвигательный нерв отвечает за эфферентную ветвь зрачкового рефлекса; он активирует мышцы радужной оболочки, сужающие зрачок. Примеры приведены ниже:

Повреждение зрительного нерва слева (например, перерезка левого зрительного нерва, CN II, в любом месте между сетчаткой и зрительным перекрестом, что повреждает левую афферентную ветвь, при этом остальная часть нервного пути зрачкового светового рефлекса с обеих сторон остается неповрежденной) приведет к следующим клиническим проявлениям:
Левый прямой рефлекс отсутствует. При стимуляции левого глаза ни один зрачок не сужается. Афферентные сигналы от левого глаза не могут пройти через перерезанный левый зрительный нерв и достичь неповрежденной эфферентной ветви слева. Правый консенсуальный рефлекс отсутствует. При стимуляции левого глаза афферентные сигналы от левого глаза не могут пройти через перерезанный левый зрительный нерв и достичь неповрежденной эфферентной ветви справа. Правый прямой рефлекс сохранен. Прямой световой рефлекс правого зрачка включает в себя правый зрительный нерв и правый глазодвигательный нерв, которые оба не повреждены. Левый консенсуальный рефлекс сохранен. Консенсуальный световой рефлекс левого зрачка включает в себя правый зрительный нерв и левый глазодвигательный нерв, которые оба не повреждены. Повреждение глазодвигательного нерва слева (например, перерезка левого глазодвигательного нерва, CN III, что повреждает левую эфферентную ветвь) приведет к следующим клиническим проявлениям:
Левый прямой рефлекс отсутствует. При стимуляции левого глаза левый зрачок не сужается, поскольку эфферентные сигналы не могут пройти от среднего мозга через левый CN III к левому сфинктеру зрачка. Правый консенсуальный рефлекс сохранен. При стимуляции левого глаза правый зрачок сужается, поскольку афферентная ветвь слева и эфферентная ветвь справа обе не повреждены. Правый прямой рефлекс сохранен. При направлении света в правый глаз правый зрачок сужается. Прямой рефлекс правого зрачка не затронут, правая афферентная ветвь, правая CN II, и правая эфферентная ветвь, правая CN III, обе не повреждены. Левый консенсуальный рефлекс отсутствует. При стимуляции правого глаза левый зрачок не сужается консенсуально. Правая афферентная ветвь не повреждена, но левая эфферентная ветвь, левая CN III, повреждена.

Optic nerve damage on the left (e. g. transection of left optic nerve, CN II, somewhere between retina and optic chiasma, therefore damaging the left afferent limb, leaving the rest of the pupillary light reflex neural pathway on both sides intact) will have the following clinical findings:
The left direct reflex is lost. When the left eye is stimulated by light, neither pupils constrict. Afferent signals from the left eye cannot pass through the transected left optic nerve to reach the intact efferent limb on the left. The right consensual reflex is lost. When left eye is stimulated by light, afferent signals from the left eye cannot pass through the transected left optic nerve to reach the intact efferent limb on the right. The right direct reflex is intact. Direct light reflex of right pupil involves the right optic nerve and right oculomotor nerve, which are both intact. The left consensual reflex is intact. Consensual light reflex of left pupil involves the right optic nerve and left oculomotor nerve, which are both undamaged. Oculomotor nerve damage on the left (e. g. transection of left oculomotor nerve, CN III, therefore damaging the left efferent limb) will have the following clinical findings:
The left direct reflex is lost. When the left eye is stimulated by light, left pupil does not constrict, because the efferent signals cannot pass from midbrain, through left CN III, to the left pupillary sphincter. The right consensual reflex is intact. When the left eye is stimulated by light, the right pupil constricts, because the afferent limb on the left and the efferent limb on the right are both intact. The right direct reflex is intact. When light is shone into right eye, right pupil constricts. Direct reflex of the right pupil is unaffected, The right afferent limb, right CN II, and the right efferent limb, right CN III, are both intact. The left consensual reflex is lost. When the right eye is stimulated by light, left pupil does not constrict consensually. Right afferent limb is intact, but left efferent limb, left CN III, is damaged.

Пример локализации повреждения

Например, у человека с аномальным левым прямым рефлексом и аномальным правым консенсуальным рефлексом (при нормальном левом консенсуальном и нормальном правом прямом рефлексах), который при физикальном осмотре вызовет левый зрачок Маркуса Ганна, или так называемый левый афферентный зрачковый дефект. Локализацию поражения можно определить следующим образом: левый консенсуальный рефлекс нормален, следовательно, сегменты 2, 4 и 7 нормальны. Поражение не локализовано ни в одном из этих сегментов. Правый прямой рефлекс нормален, следовательно, сегменты 2, 6 и 8 нормальны. В сочетании с ранее установленными нормальными показателями, сегменты 2, 4, 6, 7 и 8 все нормальны. Оставшиеся сегменты, где может находиться поражение, – это сегменты 1, 3 и 5. Возможные комбинации и варианты: (a) только сегмент 1, (b) только сегмент 3, (c) только сегмент 5, (d) комбинация сегментов 1 и 3, (e) комбинация сегментов 1 и 5, (f) комбинация сегментов 3 и 5 и (g) комбинация сегментов 1, 3 и 5. Варианты (b) и (c) исключаются, поскольку изолированное поражение только в сегменте 3 или только в сегменте 5 не может вызвать наблюдаемые аномалии светового рефлекса. Одиночное поражение в любом месте сегмента 1, левой афферентной ветви, включающей левую сетчатку, левый зрительный нерв и левое претектальное ядро, может вызвать наблюдаемые аномалии светового рефлекса. Примеры патологий сегмента 1 включают левый зрительный неврит (воспаление или инфекция левого зрительного нерва), отслойку левой сетчатки и изолированный небольшой инсульт, затрагивающий только левое претектальное ядро. Следовательно, возможны варианты (a), (d), (e), (f) и (g). Комбинированное поражение сегментов 3 и 5 как причина дефекта крайне маловероятно. Микроскопически точные инсульты в среднем мозге, затрагивающие левое претектальное ядро, двусторонние ядра Эдингера-Вестфаля и их соединяющие волокна, теоретически могут привести к такому результату. Кроме того, сегмент 4 разделяет одно и то же анатомическое пространство в среднем мозге с сегментом 3, поэтому, если сегмент 3 поврежден, сегмент 4, вероятно, также будет затронут. В этом случае крайне маловероятно, что левый консенсуальный рефлекс, требующий неповрежденного сегмента 4, сохранится. Следовательно, варианты (d), (f) и (g), которые включают сегмент 3, исключаются. Оставшиеся возможные варианты – (a) и (e). Исходя из вышеизложенного, поражение должно затрагивать сегмент 1. Повреждение сегмента 5 может сопутствовать поражению сегмента 1, но не является необходимым для возникновения аномальных результатов светового рефлекса в данном случае. Вариант (e) предполагает комбинированное поражение сегментов 1 и 5. Рассеянный склероз, который часто поражает несколько неврологических участков одновременно, потенциально может вызвать такое комбинированное поражение. Вероятнее всего, правильным ответом является вариант (a). Нейровизуализация, такая как МРТ, будет полезна для подтверждения клинических данных.

For example, in a person with abnormal left direct reflex and abnormal right consensual reflex (with normal left consensual and normal right direct reflexes), which would produce a left Marcus Gunn pupil, or what is called left afferent pupillary defect, by physical examination. Location of the lesion can be deduced as follows:
Left consensual reflex is normal, therefore segments 2, 4, and 7 are normal. Lesion is not located in any of these segments. Right direct reflex is normal, therefore segments 2, 6, and 8 are normal. Combining with earlier normals, segments 2, 4, 6, 7, and 8 are all normal. Remaining segments where lesion may be located are segments 1, 3, and 5. Possible combinations and permutations are: (a) segment 1 only, (b) segment 3 only, (c) segment 5 only, (d) combination of segments 1 and 3, (e) combination of segments 1 and 5, (f) combination of segments 3 and 5, and (g) combination of segments 1, 3, and 5. Options (b) and (c) are eliminated because isolated lesion in segment 3 alone or in segment 5 alone cannot produce the light reflex abnormalities in question. A single lesion anywhere along segment 1, the left afferent limb, which includes the left retina, left optic nerve, and left pretectal nucleus, can produce the light reflex abnormalities observed. Examples of segment 1 pathologies include left optic neuritis (inflammation or infection of the left optic nerve), detachment of left retina, and an isolated small stroke involving only the left pretectal nucleus. Therefore, options (a), (d), (e), (f), and (g) are possible. A combined lesion in segments 3 and 5 as cause of defect is very unlikely. Microscopically precise strokes in the midbrain, involving the left pretectal nucleus, bilateral Edinger Westphal nuclei, and their interconnecting fibers, could theoretically produce this result. Furthermore, segment 4 shares the same anatomical space in the midbrain as segment 3, therefore segment 4 will likely be affected if segment 3 is damaged. In this setting, it is very unlikely that left consensual reflex, which requires an intact segment 4, would be preserved. Therefore, options (d), (f), and (g), which all includes segment 3, are eliminated. Remaining possible options are (a) and (e). Based on the above reasoning, the lesion must involve segment 1. Damage to segment 5 may accompany a segment 1 lesion, but is unnecessary for producing the abnormal light reflex results in this case. Option (e) involves a combined lesion of segments 1 and 5. Multiple sclerosis, which often affects multiple neurologic sites simultaneously, could potentially cause this combination lesion. In all probability, option (a) is the answer. Neuro imaging, such as MRI scan, would be useful for confirmation of clinical findings.

Когнитивные влияния

Реакция зрачка на свет не является чисто рефлекторной, но модулируется когнитивными факторами, такими как внимание, осознанность и способ интерпретации зрительной информации. Например, если яркий стимул предъявляется одному глазу, а темный – другому, восприятие переключается между двумя глазами (т. е. возникает бинокулярное соперничество): иногда воспринимается темный стимул, иногда яркий, но никогда оба одновременно. С использованием этой методики было показано, что зрачок сужается, когда яркий стимул доминирует в осознании, по сравнению с ситуацией, когда доминирует темный стимул. Это демонстрирует, что световой рефлекс зрачка модулируется зрительной осознанностью. Аналогично, было показано, что зрачок сужается, когда вы тайно (т. е. не глядя) обращаете внимание на яркий стимул, по сравнению с темным, даже если зрительная информация идентична. Более того, величина светового рефлекса зрачка, следующего за отвлекающим раздражителем, сильно коррелирует со степенью, в которой раздражитель привлекает зрительное внимание и мешает выполнению задачи. Это показывает, что световой рефлекс зрачка модулируется зрительным вниманием и изменением зрительного внимания от проб к пробе. Наконец, изображение, которое субъективно воспринимается как яркое (например, изображение солнца), вызывает более сильное сужение зрачка, чем изображение, воспринимаемое как менее яркое (например, изображение интерьера), даже если объективная яркость обоих изображений одинакова. Это демонстрирует, что световой рефлекс зрачка модулируется субъективной (в отличие от объективной) яркостью.