Retina

Sítnice obratlovců je na světlo citlivá tkáň lemující vnitřní povrch oka. Optika oka vytváří obraz vizuálního světa na sítnici, který plní v podstatě stejnou funkci jako film v kameře. Světlo dopadající na sítnici iniciuje kaskádu chemických a elektrických dějů, které v konečném důsledku spouští nervové impulzy. Ty jsou prostřednictvím vláken optického nervu posílány do různých vizuálních center mozku.

Při embryonálním vývoji obratlovců vznikají sítnice a optický nerv jako výrůstky vyvíjejícího se mozku, takže sítnice je považována za součást centrálního nervového systému (CNS). Je to jediná část CNS, kterou lze vizualizovat neinvazivně.

Nervové signály z tyčinek a čípků procházejí složitým zpracováním jinými neurony sítnice. Výstup má podobu akčních potenciálů v buňkách retinálního ganglionu, jejichž axony tvoří optický nerv. Několik důležitých rysů zrakového vnímání lze vysledovat až k sítnicovému kódování a zpracování světla.

Anatomie sítnice obratlovců

Z nich čtyři hlavní vrstvy deseti, z vnějšku: pigmentový epitel, fotoreceptorová vrstva, bipolární buňky a nakonec gangliová buněčná vrstva.

Proto je optický nerv méně nervem než centrálním traktem, spojujícím bipolárky s laterálním genikulovým tělem, vizuální přenosovou stanicí v diencefalonu (zadní část předního mozku).

Další struktury, které nejsou přímo spojeny se zrakem, se nacházejí jako výrůstky sítnice u některých skupin obratlovců. U ptáků je pekten cévní struktura složitého tvaru, která vyčnívá ze sítnice do sklivce; dodává oku kyslík a živiny a může také pomoci při vidění. Plazi mají podobnou, ale mnohem jednodušší strukturu, označovanou jako papilární kužel.

Fyzikální struktura lidské sítnice

U dospělých lidí je celá sítnice přibližně 72% koule o průměru asi 22 mm. Celá sítnice obsahuje asi 7 milionů čípků a 75 až 150 milionů tyčinek. Oblastí sítnice je optický disk, někdy známý jako „slepá skvrna“, protože postrádá fotoreceptory. Jeví se jako oválná bílá plocha o velikosti 3 mm². Časová (ve směru spánků) k tomuto disku je makula. V jejím středu je fovea, jáma, která je nejcitlivější na světlo a zodpovídá za naše ostré centrální vidění. Lidské a nelidské primáty mají jednu foveu na rozdíl od určitých druhů ptáků, jako jsou jestřábi, kteří jsou ve skutečnosti bifoviati, a psi a kočky, kteří nemají foveu, ale centrální pás známý jako zrakový pruh. Kolem fovey se rozprostírá centrální sítnice asi o 6 mm a pak periferní sítnice. Okraj sítnice je definován ora serrata. Délka od jedné ora k druhé (nebo makula), nejcitlivější oblast podél horizontálního poledníku je asi 3,2 mm.

Zjednodušená axiální organizace sítnice. Sítnice je zásobník několika neuronálních vrstev. Světlo je koncentrováno z oka a prochází přes tyto vrstvy (zleva doprava), aby zasáhlo fotoreceptory (pravá vrstva). To vyvolává chemickou transformaci zprostředkovávající šíření signálu do bipolárních a horizontálních buněk (střední žlutá vrstva). Signál je pak šířen do amakrinních a gangliových buněk. Tyto neurony mohou v konečném důsledku vytvářet akční potenciály na svých axonech. Tento časoprostorový vzor hrotů určuje surový vstup z očí do mozku. (Modifikováno z kresby Ramóna y Cajala.)

V části sítnice není silnější než 0,5 mm. Má tři vrstvy nervových buněk a dvě synapse, včetně unikátních páskových synapsí. Optický nerv přenáší axony gangliových buněk do mozku a krevních cév, které se otevírají do sítnice. Ganglové buňky leží nejvnitřněji v sítnici, zatímco fotoreceptivní buňky leží nejvzdáleněji. Kvůli tomuto kontraintuitivnímu uspořádání musí světlo nejprve projít buňkami gangliových buněk a jejich okolí a tloušťkou sítnice (včetně jejích kapilárních cév, není zobrazeno), než se dostane k tyčinkám a čípkům. Neprochází však epitelem ani choroidem (obě jsou neprůhledné).

Bílé krvinky v kapilárách před fotoreceptory mohou být při pohledu do modrého světla vnímány jako drobné jasné pohybující se tečky. Tento jev je znám jako entoptický jev modrého pole (nebo Scheererův jev).

Mezi vrstvou gangliových buněk a tyčinkami a čípky jsou dvě vrstvy neuropilů, kde dochází k synaptickým kontaktům. Vrstvy neuropilu jsou vnější plexiformní vrstva a vnitřní plexiformní vrstva. Ve vnější vrstvě se tyčinky a čípky spojují s vertikálně běžícími bipolárními buňkami a horizontálně orientované horizontální buňky se spojují s gangliovými buňkami.

Centrální sítnice má převahu kuželů a periferní sítnice má převahu tyčinek. Celkem je v ní asi sedm milionů kuželů a sto milionů tyčinek. Uprostřed makuly je jáma s hříbky, kde jsou kužely nejmenší a v šestiúhelníkové mozaice jsou nejúčinnější a s nejvyšší hustotou. Pod jámou jsou vytlačeny ostatní vrstvy sítnice, než se vytvoří podél hříbkového svahu až k okraji fovey nebo parafovey, což je nejtlustší část sítnice. Makula má žlutou pigmentaci od screeningových pigmentů a je známá jako macula lutea. Oblast přímo obklopující foveu má nejvyšší hustotu tyčinek sbíhajících se na jednotlivých bipolárkách. Protože kužely mají mnohem menší schopnost slučování signálů, fovea umožňuje nejostřejší vidění, jakého může oko dosáhnout.

Vzhledem k tomu, že existuje asi 150 milionů receptorů a pouze 1 milion optických nervových vláken a horizontální působení horizontálních a amakrinních buněk může umožnit jedné oblasti sítnice ovládat druhou (např. jeden podnět inhibuje druhý), tak jsou zprávy sloučeny a smíchány. U některých nižších obratlovců (např. holub) existuje „odstředivé“ ovládání zpráv, a to, že jedna vrstva by mohla ovládat jinou nebo vyšší oblasti mozku může pohánět sítnicové nervové buňky, ale u primátů neexistují.

Rozdíly v sítnici obratlovců a hlavonožců

Sítnice obratlovců je obrácená v tom smyslu, že buňky snímající světlo sedí na zadní straně sítnice, takže světlo musí procházet vrstvami neuronů a kapilár, než se dostane k tyčinkám a čípkům. Naproti tomu sítnice hlavonožců je v logičtějším uspořádání s fotoreceptory umístěnými na přední straně sítnice, za nimi jsou zpracovávající neurony a kapiláry. Kvůli tomu nemají hlavonožci slepé místo.

Doporučujeme:  Subvokalizace

Sítnice hlavonožce nevzniká jako výrůstek mozku, jako je tomu u obratlovců. Původně se tvrdilo, že tento rozdíl ukazuje, že oči obratlovců a hlavonožců nejsou homologní, ale vyvinuly se odděleně. Evoluční biolog Richard Dawkins uvádí nedokonalou strukturu lidské sítnice jako matoucí tvrzení kreacionistů nebo inteligentních designérských terapeutů, že lidské oko je tak dokonalé, že musí mít designéra.

Nedávno bylo anatomicky prokázáno v Zebrafish, že i když je obrácené uspořádání nepřizpůsobivé při vytváření zbytečného rozptylu světla tkání a tedy ztráty světla a rozmazání obrazu, má prostorově úsporné výhody pro malá zvířata s očima, ve kterých je minimální sklivcové tělo, protože prostor mezi čočkou a světlocitlivými vnějšími segmenty fotoreceptorů je zcela vyplněn sítnicovými buňkami.

Obraz vzniká „vzorovanou excitací“ čípků a tyčinek v sítnici. Vzrušení je zpracováno neuronovým systémem a různými částmi mozku, které pracují paralelně, aby vytvořily reprezentaci vnějšího prostředí v mozku.

Kužely reagují na jasné světlo a zprostředkovávají barevné vidění ve vysokém rozlišení při denním osvětlení (také nazývané „fotopické“ vidění). Tyče jsou nasycené při denním světle a nepřispívají k obrazovému vidění. Tyče však reagují na tlumené světlo a zprostředkovávají monochromatické vidění s nižším rozlišením při velmi nízké úrovni osvětlení (nazývané „skopické“ vidění). Osvětlení ve většině kancelářských nastavení spadá mezi tyto dvě úrovně a nazývá se „mezopické“ vidění. Při těchto úrovních světla tyče i kužely aktivně přispívají obrazovou informací k tomu, že oko vystupuje. Jaký přínos má informace tyče k obrazovému vidění za těchto okolností, není jasné.

Reakce kuželů na různé vlnové délky světla se nazývá jejich „spektrální citlivost“. Při normálním lidském vidění spadá spektrální citlivost kužele do jedné ze tří podskupin. Ty se často nazývají „červené, zelené a modré“ kužely, ale přesněji jsou to krátké, střední a dlouhé vlnové délky citlivé podskupiny kuželů. Je to nedostatek jednoho nebo více podtypů kuželů, který způsobuje u jedinců nedostatky v barevném vidění nebo různé druhy barevné slepoty. Tito jedinci nejsou „slepí“ k objektům určité barvy, ale zažívají neschopnost rozlišit mezi dvěma skupinami barev, které mohou lidé s normálním viděním rozlišit. Lidé mají tři různé typy kuželů (trichromatické vidění), zatímco většina ostatních savců nemá kužely s červeným citlivým pigmentem, a proto mají horší (dichromatické) barevné vidění. Některá zvířata však mají čtyři spektrální podskupiny, např. pstruh přidává ultrafialovou podskupinu ke krátkým, středním a dlouhým podskupinám, které jsou podobné lidem. Některé ryby jsou citlivé i na polarizaci světla.

Když světlo dopadne na receptor, vyšle synapticky proporcionální odpověď bipolárním buňkám, které zase signalizují buňky retinálního ganglionu. Receptory jsou také „křížově propojeny“ horizontálními buňkami a amakrinními buňkami, které modifikují synaptický signál před buňkami ganglionu. Signály tyče a kužele jsou vzájemně smíchány a kombinují se, i když tyčinky jsou většinou aktivní ve velmi špatně osvětlených podmínkách a za denního světla jsou saturované, zatímco kužely fungují v jasnějším osvětlení, protože nejsou dostatečně citlivé, aby pracovaly při velmi nízké úrovni světla.

Navzdory tomu, že všechny jsou nervovými buňkami, pouze retinální gangliové buňky a málo amakrinních buněk vytvářejí akční potenciály. U fotoreceptorů expozice světlu hyperpolarizuje membránu v sérii odstupňovaných posunů. Vnější buněčný segment obsahuje fotopigment. Uvnitř buňky udržují normální hladiny cyklického guanosinmonofosfátu (cGMP) otevřený kanál Na+ a tím je buňka v klidovém stavu depolarizována. Foton způsobuje, že se retinál váže na receptorový protein a izomerizuje se na trans-retinál. To způsobuje, že receptor aktivuje více G-proteinů. To zase způsobuje, že Ga-podjednotka proteinu se váže a degraduje cGMP uvnitř buňky, která se pak nemůže vázat na Na+ cyklickými nukleotidy řízené iontové kanály (CNGs). Tím dochází k hyperpolarizaci buňky. Množství uvolněného neurotransmiteru se snižuje za jasného světla a zvyšuje se s klesající hladinou světla. Vlastní fotopigment se odbarvuje za jasného světla a nahrazuje se pouze jako chemický proces, takže při přechodu z jasného světla do tmy může oku trvat až třicet minut, než dosáhne plné citlivosti (viz Adaptace (oko)).

V retinálních gangliových buňkách existují dva typy odezvy, v závislosti na receptivním poli buňky. Recepční pole retinálních gangliových buněk tvoří centrální přibližně kruhovou oblast, kde světlo má jeden vliv na střelbu buňky, a prstencový obklopující prostor, kde světlo má opačný vliv na střelbu buňky. V ON buňkách způsobuje zvýšení intenzity světla ve středu recepčního pole zvýšení rychlosti střelby. V OFF buňkách způsobuje její snížení. V lineárním modelu je tento profil odezvy dobře popsán Odlišností Gaussových buněk a je základem algoritmů detekce okrajů. Mimo tento jednoduchý rozdíl jsou gangliové buňky také diferencovány chromatickou citlivostí a typem prostorové sumace. Buňky vykazující lineární prostorovou sumaci se nazývají X buňky (také nazývané „parvocelulární“, „P“ nebo „trpasličí“ gangliové buňky) a ty vykazující nelineární sumaci jsou Y buňky (také nazývané „magnocellulární“, „M“ nebo „parasolové“ retinální gangliové buňky), i když korespondence mezi X a Y buňkami (v kočičí sítnici) a P a M buňkami (v primátí sítnici) není tak jednoduchá, jak se kdysi zdálo.

Při přenosu vizuálních signálů do mozku, vizuální dráhy, je sítnice vertikálně rozdělena na dvě části, temporální (blíže ke spánku) polovinu a nosní (blíže k nosu) polovinu. axony z nosní poloviny procházejí mozkem u optického chiasmu, aby se spojily s axony z temporální poloviny druhého oka, než přejdou do laterálního genikulového těla.

Přestože existuje více než 130 milionů retinálních receptorů, v optickém nervu je pouze přibližně 1,2 milionu vláken (axonů), velké množství předzpracování je prováděno v sítnici. Nejpřesnější informace získává fovea. Přestože zaujímá asi 0,01% zorného pole (méně než 2° zorného úhlu), fovee je věnováno asi 10% axonů v optickém nervu. Rozlišovací limit fovey byl stanoven kolem 10 000 bodů. Informační kapacita je odhadována na 500 000 bitů za sekundu (více informací o bitech viz teorie informace) bez barvy nebo kolem 600 000 bitů za sekundu včetně barvy.

Doporučujeme:  Tetrahydrozolin

On-centra a off-centra sítnice

Sítnice, na rozdíl od fotoaparátu, prostě neposílá obraz do mozku. Sítnice prostorově kóduje (komprimuje) obraz tak, aby odpovídal omezené kapacitě optického nervu. Komprese je nezbytná, protože existuje 100krát více Photoreceptorových buněk než gangliových buněk, jak je uvedeno výše. Sítnice tak činí „dekódováním“ přicházejících obrazů způsobem, který je popsán níže. Tyto operace jsou prováděny středovými obklopujícími strukturami, jak jsou prováděny bipolárními a gangliovými buňkami.

V sítnici existují dva typy středových surround struktur – on-center a off-center. On-centra mají pozitivně vážené centrum a negativně vážené surround. Off-centra jsou pravý opak. Pozitivní vážení je více obyčejně známé jako excitační a negativní vážení je více obyčejně známé jako inhibiční.

Tyto středové obklopující struktury nejsou fyzikální v tom smyslu, že je nelze vidět barvením vzorků tkáně a zkoumáním anatomie sítnice. Středové obklopující struktury jsou logické (tj. matematicky abstraktní) v tom smyslu, že závisejí na síle spojení mezi gangliovými a bipolárními buňkami. Předpokládá se, že síla spojení mezi buňkami je způsobena počtem a typy iontových kanálů vložených do synapsí mezi gangliovými a bipolárními buňkami. Stephen Kuffler byl v 50. letech první člověk, který začal rozumět těmto středovým obklopujícím strukturám v sítnici koček. Viz pole Receptive pro obrázky a další informace o středových obklopujících strukturách. Viz kapitola 3 on-line knihy Davida Hubela (uvedené níže) pro vynikající úvod.

Středové okolní struktury jsou matematicky ekvivalentní algoritmům detekce okrajů, které používají počítačoví programátoři k extrakci nebo zvětšení okrajů na digitální fotografii. Sítnice tedy provádí operace na snímku, aby zvětšila okraje objektů ve svém zorném poli. Například na snímku psa, kočky a auta jsou to právě okraje těchto objektů, které obsahují nejvíce informací. Aby vyšší funkce v mozku (nebo v počítači, když na to přijde) mohly extrahovat a klasifikovat objekty, jako je pes a kočka, je sítnice prvním krokem k oddělení různých objektů ve scéně.

Následující matice je například jádrem počítačového algoritmu, který provádí detekci okrajů. Tato matice je počítačový ekvivalent středové prostorové struktury. V tomto příkladu by každý box (prvek) uvnitř této matice byl připojen k jednomu fotoreceptoru. Fotoreceptor ve středu je zpracovávaný aktuální receptor. Středový fotoreceptor je vynásoben hmotnostním faktorem +1. Okolní fotoreceptory jsou „nejbližšími sousedy“ ke středu a jsou vynásobeny hodnotou -1/8. Nakonec se vypočítá součet všech devíti těchto prvků. Tento součet se opakuje pro každý fotoreceptor na obrázku posunutím doleva na konec řádku a pak dolů na další řádek.

Celkový součet této matice je nula, pokud všechny vstupy z devíti fotoreceptorů mají stejnou hodnotu. Výsledek nula znamená, že obraz byl jednotný (neměnný) v rámci této malé skvrny. Záporné nebo kladné součty znamenají, že se něco měnilo (měnilo) v rámci této malé skvrny devíti fotoreceptorů.

Výše uvedená matice je pouze přiblížením k tomu, co se skutečně děje uvnitř sítnice. Za prvé, výše uvedený příklad se nazývá „vyvážený“. Výraz vyvážený znamená, že součet záporných vah se rovná součtu kladných vah tak, aby se dokonale vyrušily. Síťové gangliové buňky nejsou téměř nikdy dokonale vyvážené. Za druhé, tabulka je čtvercová, zatímco středové obklopující struktury v sítnici jsou kruhové. Za třetí, neurony pracují na hrotových vlacích putujících po axonech nervových buněk. Počítače pracují na jednom čísle, které je v podstatě konstantní od každého vstupního pixelu. (Počítačový pixel je v podstatě ekvivalentem biologického fotoreceptoru.) Za čtvrté, sítnice provádí všechny tyto výpočty paralelně, zatímco počítač pracuje na každém pixelu jeden po druhém. Nedochází k opakovaným sumacím a posouvání, jak by tomu bylo v počítači. A konečně, horizontální a amakrinní buňky hrají v tomto procesu významnou roli, ale to zde není zastoupeno.

Zde je příklad vstupního obrazu a toho, jak by jej modifikovala detekce hran.

Soubor:Detekce hran-2.jpg

Jakmile je obraz prostorově zakódován středovými obklopujícími strukturami, signál je vyslán optickým nervem (přes axony gangliových buněk) přes optický chiasmus do LGN (laterální genikulové jádro). Přesná funkce LGN není v tuto chvíli známa. Výstup LGN je pak vyslán do zadní části mozku. Konkrétně výstup LGN „vyzařuje“ do V1 Primární zrakové kůry.

Zjednodušený tok signálu: Fotoreceptory → Bipolární → Ganglion → Chiasmus → LGN → V1 mozková kůra

K dispozici je celá řada různých přístrojů pro diagnostiku onemocnění a poruch postihujících sítnici. K vyšetření sítnice se používá oční čočka. V poslední době se používá adaptivní optika k zobrazení jednotlivých tyčinek a čípků v živé lidské sítnici a společnost se sídlem ve Skotsku vyvinula technologii, která umožňuje lékařům pozorovat kompletní sítnici bez jakýchkoli potíží pro pacienty.

Elektroretinogram se používá k neinvazivnímu měření elektrické aktivity sítnice, která je postižena některými chorobami. Relativně novou technologií, která se nyní stává široce dostupnou, je optická koherentní tomografie (OCT). Tato neinvazivní technika umožňuje získat 3D objemový nebo průřezový tomogram sítnice s vysokým rozlišením s histologickou kvalitou.

OCT sken sítnice při 800nm s axiálním rozlišením 3µm

Léčba závisí na povaze onemocnění nebo poruchy. O transplantaci sítnice se již pokusili, ale bez valného úspěchu. Na MIT, Univerzitě Jižní Kalifornie a Univerzitě Nového Jižního Walesu se vyvíjí „umělá sítnice“: implantát, který pomocí signálů z digitálního fotoaparátu obejde fotoreceptory sítnice a přímo stimuluje připojené nervové buňky.

Doporučujeme:  Domácí mazlíčci

Unikátní struktura krevních cév v sítnici byla využita pro biometrickou identifikaci.

Krevní cévy v normální lidské sítnici. Optický disk je úplně vlevo a makula lutea je blízko středu.

George Wald, Haldan Keffer Hartline a Ragnar Granit získali v roce 1967 Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu za vědecký výzkum sítnice.

Nedávná studie Pensylvánské univerzity vypočítala přibližnou šířku pásma lidských sítnic na 8,75 megabitů za sekundu, zatímco sítnice morčat se přenášejí rychlostí 875 kilobitů.

MacLaren & Pearson a kolegové z University College London a Moorfields Eye Hospital v Londýně ukázali v roce 2006, že fotoreceptorové buňky mohou být úspěšně transplantovány v myší sítnici, pokud jsou dárcovské buňky v kritickém vývojovém stádiu. Nedávno Ader a jeho kolegové v Dublinu ukázali pomocí elektronového mikroskopu, že transplantované fotoreceptory tvoří synaptická spojení.

Genetická terapie je příslibem jako potenciální cesta k vyléčení širokého spektra onemocnění sítnice. To zahrnuje použití neinfekčního viru k přemístění genu do části sítnice. Rekombinantní vektory adeno-asociovaného viru (rAAV) mají řadu vlastností, které je činí ideálně vhodnými pro retinální genovou terapii, včetně nedostatku patogenity, minimální imunogenity a schopnosti stabilní a efektivní transdukce postmitotických buněk. Vektory rAAV jsou stále více využívány pro svou schopnost zprostředkovat efektivní transdukci retinálního pigmentového epitelu (RPE), fotoreceptorových buněk a retinálních gangliových buněk. Každý typ buňky může být specificky zacílen volbou vhodné kombinace sérotypu AAV, promotoru a místa nitrooční injekce.

Tomuto procesu napomáhá unikátní architektura sítnice a její relativně imunitně privilegované prostředí. Těsné spoje, které tvoří bariéru krevní sítnice, oddělují subretinální prostor od krevního zásobení, čímž jej chrání před mikroby a většinou imunitně zprostředkovaným poškozením a zvyšují jeho potenciál reagovat na terapie zprostředkované vektory. Vysoce kompartmentalizovaná anatomie oka usnadňuje přesné podávání terapeutických vektorových suspenzí do specifických tkání pod přímou vizualizací pomocí mikrochirurgických technik. V chráněném prostředí sítnice jsou vektory AAV schopny po jednorázovém ošetření dlouhodobě udržovat vysokou hladinu transgenové exprese v pigmentovaném epitelu sítnice (RPE), fotoreceptorech nebo gangliových buňkách. Kromě toho lze po injekcích pomocí neinvazivní pokročilé technologie rutinně a snadno monitorovat zrakové funkce a změny struktury sítnice, jako je zraková ostrost, citlivost na kontrast, fundus auto-fluorescence (FAF), tmavě přizpůsobené zrakové prahy, průměry cév, pupilometrie, elektroretinografie (ERG), multifokální ERG a optická koherentní tomografie (OCT).

Tato strategie je účinná proti studovaným onemocněním sítnice včetně neovaskulárních onemocnění, která se vyznačují věkem podmíněnou makulární degenerací, diabetickou retinopatií a retinopatií předčasně narozených dětí. Vzhledem k tomu, že regulace vaskularizace v zralé sítnici zahrnuje rovnováhu mezi endogenními pozitivními růstovými faktory, jako je vaskulární endoteliální růstový faktor (VEGF) a inhibitory angiogeneze, jako je faktor odvozený od pigmentového epitelu (PEDF), exprese PEDF zprostředkovaná rAAV, angiostatin a rozpustný VEGF receptor sFlt-1, což jsou všechno antiangiogenní proteiny, prokázaly na zvířecích modelech snížení tvorby aberantních cév. Vzhledem k tomu, že specifické genové terapie nelze snadno použít k léčbě významné části pacientů s retinální dystrofií, existuje velký zájem na vývoji obecněji použitelné terapie faktorem přežití. Neurotrofní faktory mají schopnost modulovat neuronální růst během vývoje tak, aby udržely stávající buňky a umožnily obnovu poraněných neuronálních populací v oku. AAV kódující neurotrofní faktory, jako jsou členové rodiny fibroblastového růstového faktoru (FGF) a GDNF buď chránily fotoreceptory před apoptózou, nebo zpomalovaly buněčnou smrt.

Léčba dědičných degenerativních onemocnění sítnice, jako je retinitis pigmentosa a Leberova kongenitální amauróza (LCA), pomocí genové substituční terapie však představuje nejjednodušší, a proto nejslibnější přístup k léčbě autozomálně recesivního onemocnění sítnice. Leberova kongenitální amauróza (LCA2) je defekt genu RPE65, který je zodpovědný za syntézu 11-cis retinálu, důležité molekuly ve vizuální fototransdukci, a studie genové substituční terapie využívající AAV s kódováním rpe65 přinesly nadějné výsledky na zvířecích modelech. Na základě několika povzbudivých zpráv ze zvířecích modelů probíhají v současné době nejméně tři klinické studie léčby LCA pomocí modifikovaných vektorů AAV nesoucích cDNA RPE65 a byly hlášeny pozitivní předběžné výsledky.

1° (Bipolární buňka sítnice) → 2° (Ganglionická buňka) → 3° (Optický nerv → Optický chiasmus → Optický trakt → LGN Thalamus) → 4° (Optické záření → Cuneus a Lingual gyrus Visual cortex → Blobs → Globs)

PPRF → Abducenovo jádro → MLF → Okulomotorické jádro → Středosval konečníku

Rostrální intersticiální jádro → Okulomotorické jádro, Trochleární jádro → Svaly na oběžné dráze

Polokruhový kanál → Vestibulocochlear nerve → Vestibulární jádra → Abducens nucleus → MLF (Vestibulo-oculomotor fibers) → Oculomotor nucleus → Medial rectus muscle

1° (zadní hypothalamus → Ciliospinální centrum) → 2° (horní cervikální ganglion) → 3° (Sympatický kořen řasnatého ganglionu → Nasocilární nerv → Dlouhé řasnaté nervy → Iris dilator sval)

1° (Retina → Optický nerv → Optický chiasmus → Optický trakt → Pretektální jádro) → 2° (Edingerovo-Westfálovo jádro) → 3° (Okulomotorický nerv → Parasympatický kořen řasnatého ganglionu → Ciliární ganglion) → (4° Krátké řasnaté nervy → Svalovina duhového svěrače)

1° (Retina → Optický nerv → Optický chiasmus → Optický trakt → Vizuální kůra → Brodmannova oblast 19 → Pretektální oblast) → 2° (Edingerovo-Westfálovo jádro) → 3° (Krátké řasnaté nervy → Ciliární ganglion → Ciliární svalstvo)

Retina → Hypothalamus (Suprachiasmatické jádro)