非侵入式视觉诱发电位（visual evokedpotential, VEP）是在枕部皮肤记录的视觉皮层信号，广泛用于评估视觉传导通路功能检测，但其在临床诊断和基础研究中的应用尚不能令人满意，主要原因有：（1）由于视网膜-外侧膝状体通路的调控和皮层内的抑制作用，VEP信号十分微弱[1-3]；（2）受颅内其他神经元电活动干扰，VEP信号缺乏可重复性[4]。
有研究尝试通过开颅手术在视神经上记录到具有强信号的视神经电位（optic nerve potential, ONP），但其应用受限于高侵入性和狭小的操作空间[5, 6]。检测手段的匮乏阻碍了视神经疾病研究的进展，我们迫切的需要一种安全、信号强、可重复性高的新型视神经功能检测方法。
2022年4月11日，温州医科大学附属眼视光医院的吴文灿教授联合合作者在在生物医学1区杂志《Theranostics》(2020 IF: 11.556)上发表论文，该团队利用原创外伤性视神经病变（TON）大动物模型，通过微创经鼻内窥镜手术在山羊上记录到了具有高信噪比和高可重复性的视交叉电位（optic chiasmatic potential,OCP）。
由于山羊蝶窦解剖结构与人类相似度高，适合进行经鼻内窥镜手术，因此课题组前期利用山羊建立了TON大动物模型。作者通过经鼻内窥镜手术在山羊上充分暴露视交叉，并在视交叉下方的蝶骨体上植入了一枚自制电极（图1），并通过CT、OCT、p-ERG验证了该操作的长期安全性。
图 1 f-OCP和f-VEP电极放置示意图及波形图
（图源：YikuiZhang, et al., Theranostics, 2022）
作者通过该植入电极记录闪光视交叉电位（flash-OCP）检测并将其与传统flash-VEP进行比较。结果表明，f-OCP较f-VEP具有更大的振幅（10倍左右）（图1），更高的敏感性和可重复性（图2）。
图 2 f-OCP与f-VE波形可重复性比较
（图源：YikuiZhang, et al., Theranostics, 2022）
通过对OCP来源的探索，作者发现，OCP由同侧眼光刺激诱发，其波形与直接在视神经上测得的ONP具有较高的相似性，且OCP的传导依赖于视神经的完整性（视神经切断后OCP消失）（图3）。
图 3 OCP来源探索
（图源：YikuiZhang, et al., Theranostics, 2022）
作者根据OCP高信噪比和高可重复性的特点，实现了区域视网膜对光敏感性检测（图4），该应用可诊断局部视网膜病变，有望发展为客观视野计。
图 4 利用遮光器和手持刺激器实现区域视网膜对光敏感性检测
（图源：YikuiZhang, et al., Theranostics, 2022）
电场刺激可促进轴突向阴极定向再生。植入电极不仅有记录功能，还可以发出电刺激，可发展为视神经电刺激治疗装置。作者通过植入电极，建立了眼球-视交叉方向的电场刺激，实验证明较低的输入电压即可对视神经达到有效强度的电刺激，同时可以规避了对大脑的损伤，具有更高的安全性（图5）。
图 5 视神经电刺激治疗装置
（图源：YikuiZhang, et al., Theranostics, 2022）
最后，作者罗列了OCP更多的潜在应用，如体内分析RGC亚型功能，解析大脑对视觉信息的加工过程等，并探讨了微创植入BMI检测并调控其他前颅底重要组织（如额叶、颈内动脉/海绵窦、垂体、嗅神经、动眼神经等）的广阔研究前景（图6）。
图 6 微创植入BMI调控颅底重要组织
（图源：YikuiZhang, et al., Theranostics, 2022）
该研究通过经鼻内窥镜手术在山羊模型中记录到了具有高信噪比、高可重复性的视交叉电位，并探讨了多种基于视交叉电位和微创植入颅底BMI的潜在应用。审稿人评价：It is a kind of “dream of desire” to objectively evaluate theoptic nerve mainly through an electrophysiological test.
吴文灿教授为第一通讯作者，涂云海主任、美国NEI/NIH李巍研究员、斯坦福大学胡杨教授为共同通讯作者，张逸夔医生为第一作者兼共同通讯作者，卢圣建同学为并列第一作者。
本文作者 从左到右：吴文灿、李巍、胡杨、涂云海、张逸夔、卢圣建
（照片提供自：温州医科大学吴文灿实验室）
吴文灿，现任温州医科大学附属眼视光医院院长，国际眼-鼻微创外科创始人，国家“十三五”、“十四五”重点研发计划首席科学家，入选第九届国家卫生健康突出贡献中青年专家；李巍，NEI/NIH资深研究员；胡杨，斯坦福大学眼科副教授（Tenured）；涂云海，温州医科大学附属眼视光医院眼鼻相关专科副主任，入选浙江省卫生高层次人才培养计划；张逸夔，温州医科大学附属眼视光医院副研究员，曾获美国NEI/NIH年度唯一最佳学术报告奖（博士后组）；卢圣建，温州医科大学附属眼视光医院硕士研究生。相关动物研究在温州医科大学附属眼视光医院/眼视光学和视觉科学国家重点实验室完成。
参考文献
1.Coleman JE, Law K, Bear MF. Anatomical origins of oculardominance in mouse primary visual cortex. Neuroscience. 2009; 161: 561-71.
2.Porciatti V. Electrophysiological assessment of retinal ganglioncell function. Exp Eye Res. 2015; 141: 164-70.
3.Kraut MA, Arezzo JC, Vaughan HG, Jr. Intracortical generatorsof the flash VEP in monkeys. Electroencephalography and clinicalneurophysiology. 1985; 62: 300-12.
4.Cedzich C, Schramm J. Monitoring of flash visual evokedpotentials during neurosurgical operations. International anesthesiologyclinics. 1990; 28: 165-9.
5.Benedičič M, Bošnjak R. Optic nerve potentials and corticalpotentials after stimulation of the anterior visual pathway duringneurosurgery. Documenta ophthalmologica Advances in ophthalmology. 2011; 122:115-25.
6. Kikuchi Y, Sasaki T, Matsumoto M, Oikawa T, Itakura T, KodamaN. Optic nerve evoked potentials elicited by electrical stimulation. Neurologiamedico-chirurgica. 2005; 45: 349-55; discussion 54-5.
原文链接：https://thno.org/v12p3273
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