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研究背景:视网膜色素变性（Retinitis pigmentosa,RP）是一种慢性遗传性眼病,主要特征是感光细胞的变性。临床表现为夜盲、管状视野及中心视力下降,视网膜骨细胞样色素沉积。盲一般指远视力低于0.05或视野半径小于10度。目前RP的治疗大多处于临床试验阶段。在这些临床试验中,主要的挑战是如何客观安全的评估病人治疗前后的视功能变化。由于传统的一些检查方法可靠性低,一些新的评估手段因此得以建立,包括多亮度移动测试、全场光敏阈值测试等。然而,上述的视功能检测手段是主观的,客观评价盲人残余视通路功能的方法尚未完全建立。光学相干断层成像（Optical coherence tomography,OCT）能够无创的检测视网膜各层的结构及厚度。视觉电生理检查能够客观反映视网膜、视神经不同部位的功能。瞳孔对光反射（Pupillary light response,PLR）是一种重要的非成像视觉反应,随着外界光照刺激的增加导致瞳孔收缩的改变。功能磁共振成像（Functional magnetic resonance imaging,fMRI）是一种无创的成像技术,由于其优越的时空分辨率而在脑科学和心理学研究中应用广泛。在眼科学领域,fMRI已经被应用于研究青光眼、弱视和早中期RP病人的视皮层功能,可是评价RP盲人残存视皮层功能的一种合适手段。目的:对RP盲人视通路功能进行分析,为评估RP盲人视功能特点提供合适的客观检测手段,更好的对比病人接受治疗前后的视功能变化。方法:将研究分为以下三个部分:1.通过OCT、视觉电生理、PLR研究视网膜色素变性盲人视网膜、视神经及视觉皮层下中枢的功能特征。根据最佳矫正视力（Best corrected visual acuity,BCVA）将26名RP盲人分成了四组,分别为无光觉组（No light perception,NLP）、光觉组（Light perception,LP）、微弱形觉组（Faint form perception,FFP）、形觉组（Form perception,FP）,另外纳入了10名正常对照。使用OCT、视觉电生理、PLR检查对各组的视网膜、视神经及视觉皮层下中枢的功能特征进行了分析。2.通过fMRI定性研究视网膜色素变性盲人在视觉任务诱发下视皮层激活的变化。研究了5名RP盲人与5名正常人在视觉任务刺激下引起视皮层的激活的差异。3.采用fMRI定量研究视网膜色素变性盲人在视觉任务诱发下视皮层激活及视觉相关脑区之间的功能连接网络的变化。根据BCVA将18名RP盲人分成了2组,无形觉组（No form sense,NFS）和有形觉组（Form sense,FS）,另外还纳入了10名正常对照。使用fMRI对各组在视觉任务诱发下的视皮层激活及视觉相关脑区功能连接网络改变的特征进行了分析。结果:1.视网膜色素变性（RP）盲人视网膜结构与功能特征:OCT结果发现,相对于正常对照,RP盲人黄斑区视网膜全层、外核层（Outer nuclear layer,OPL）及外丛状层（Outer nuclear layer,ONL）厚度下降。NLP组的OPL、ONL厚度相比FFP组和FP组下降,LP组的ONL厚度相比FFP组和FP组下降,NLP组OPL、ONL消失。表明RP盲人外层视网膜厚度下降,OCT能够鉴别无形觉RP盲人（NLP组和LP组）和有形觉RP盲人（FFP组和FP组）的ONL层厚度差异,无形觉组厚度下降。RP盲人所有ERG检查均呈“熄灭型”,说明RP盲人视网膜功能极差,无法用ERG来评价RP盲人的视网膜功能。2.视网膜色素变性（RP）盲人视神经功能特征:视觉诱发电位（VEP）结果发现NLP组和LP组的FVEP P2波幅值比FFP组和FP组降低,而PVEP P100波仅能在残存有中心视力的RP盲人中记录到。表明FVEP可以检测出不同RP盲人的视神经功能差异,无形觉组视神经功能更差。3.视网膜色素变性（RP）盲人视觉皮层下中枢的功能特征:PLR结果发现在白光或蓝光刺激下,引起瞳孔收缩的PLR阈值在NLP组和LP组比FFP组和FP组高。表明PLR阈值能够检测出不同RP盲人视皮层下中枢功能的差异,无形觉组视皮层下中枢功能更差。4.视网膜色素变性（RP）盲人在视觉任务诱发下视皮层激活的定性特征。fMRI结果提示,在特定的视觉刺激下,fMRI能够检测到RP盲人和视功能正常者视皮层均存在显著激活,RP盲人仍有残留的视皮层功能。由于病例数目较少,无法比较两者之间的差异,但证实了fMRI是一种能够客观检测RP盲人视皮层功能的工具。5.视网膜色素变性（RP）盲人在视觉任务诱发下视皮层激活的定量特征。结果发现:1)在闪光刺激下,相比正常人RP盲人的视皮层激活减弱,且视力较差的病人激活较低。两两比较的结果显示,NC组在刺激眼同侧及对侧的BA17、BA18、BA19的激活均强于FS组及NFS组;而在刺激眼同侧及对侧BA17、刺激眼对侧的BA18、刺激眼对侧的BA19,FS组的激活强于NFS组。2)在棋盘格翻转刺激下,相比正常人RP盲人的视皮层激活减弱,且视力较差的病人激活更低。两两比较的结果显示,NC组在刺激眼同侧及对侧的BA17、BA18、BA19的激活均强于FS组及NFS组,而在刺激眼同侧及对侧BA17和BA18、刺激眼对侧的BA19,FS组的激活强于NFS组。以上表明视觉刺激下,相比正常对照,RP盲人的视皮层功能下降,且视力较差的病人视功能更差。与单纯的光觉刺激相比,棋盘格翻转刺激下两组RP盲人之间的激活差异脑区范围更大。6.视网膜色素变性（RP）盲人在视觉任务诱发下视觉相关脑区之间的功能连接网络变化特征。结果发现:1)在闪光视觉刺激下,相比正常人,RP盲人刺激眼同侧和对侧初级视皮层之间功能连接减弱,表明初级视皮层功能受损。刺激眼同侧和对侧额叶眼动区（FEF）之间功能连接减弱,表明FEF功能受损。刺激眼同侧的颞下回与其它脑区之间和刺激眼对侧的颞下回与其它脑区之间的功能连接都减弱,表明颞下回功能受损,视觉腹侧通路存在损伤。不同视力的RP盲人之间各个脑区间功能连接无明显差异。2)在棋盘格翻转视觉刺激下,相比正常人,RP盲人刺激眼同侧和对侧初级视皮层之间功能连接减弱,表明初级视皮层功能受损。未发现正常人与RP盲人其它视觉脑区间功能连接通路的改变。不同视力的RP盲人之间各个脑区之间功能连接也没有无明显差异。以上结果表明fMRI可以客观评价RP盲人视觉相关脑区功能连接通路的变化。结论:本研究全面的评估了RP盲人视网膜到视皮层的视通路功能,得到了以下结论:1.通过OCT、ERG、VEP以及PLR等手段研究了RP盲人视网膜、视神经及视觉皮层下中枢的结构和功能特点。证实了OCT、VEP及PLR能够评价RP盲人的视网膜结构和视功能,ERG无法评价RP盲人之间的视网膜功能。本研究报道了,以上检测能够客观鉴别不同RP盲人视功能的差异。2.采用闪光（光觉）和棋盘格翻转（光觉加形觉）两种不同视觉刺激来诱发视皮层的激活。证明了RP盲人的视皮层激活相比视功能正常者减弱,且无形觉的RP盲人较有形觉的RP盲人视功能更差。本研究率先观察到与单纯的光觉刺激相比,光觉和形觉共同刺激下RP盲人两组之间的激活差异脑区范围更大,表明棋盘格翻转刺激,可以更好的反映RP盲人的视皮层功能差异。这也为利用fMRI评估RP盲人的视皮层功能提供了客观指标。3.本研究首次揭示了RP盲人视觉相关脑区功能连接通路的损伤。RP盲人初级视皮层功能受损,额叶眼动区（FEF）功能受损,颞下回功能受损,腹侧通路存在损伤。这加深了对RP视觉相关脑区功能损伤的认识,对RP视功能损伤治疗指明了方向。