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神经眼科学的历史

神经眼科学是研究眼睛与大脑关系的一个亚专科。传递视觉的视路由一条复杂通路构成,从视神经开始,经过视交叉、视束、外侧膝状体、视放射,最后到达枕叶的视觉皮层。根据这个系统中病变发生的位置不同,可能出现特征性的视野缺损眼球运动障碍

这个领域的历史始于古代的视觉理论。它是一条跨越约2500年的知识脉络,从文艺复兴时期的解剖学发现,经过19世纪的专业分化,直到20世纪亚专科的确立,一直延续到今天。

Q 神经眼科学是怎样的一个领域?
A

这是眼科学中的一个亚专科,研究眼睛与大脑的关系。它专门研究神经系统与眼睛交叉相关的疾病,如视神经视交叉、视觉皮层等视路疾病,以及眼球运动障碍瞳孔异常等。它是在对古代视觉理论的探索和解剖学发现的不断积累中逐步形成的。

古希腊的哲学家最早系统地讨论了视觉的本质。

下表列出了主要人物及学说的演变。

人物 / 年代出身 / 时代主要主张
苏格拉底(公元前469-399)希腊感知会因滤镜而改变
柏拉图(公元前427-347)希腊提出发射说(眼睛发出光线)
亚里士多德(公元前384-322)希腊对发射说提出质疑
欧几里得(公元前325-265)希腊进行了光线追踪,使发射说具有数学上的可信性

苏格拉底被认为是最早提出知觉会受到心灵过滤而改变的人之一,他引用了洞穴比喻。柏拉图将发射说加以系统化,即认为眼睛会发出像手指一样的突起去接触外界。亚里士多德对这一理论提出质疑,问这些突起如何能够到达远处的山岳。欧几里得进行了最早的光线追踪,使发射说获得了数学上的可信性。

亚历山大的希罗菲洛斯(公元前344—289年)指出,感觉功能通过连接大脑和眼睛的结构来传递,并留下了关于视神经视交叉的最早描述。

佩加蒙的盖伦(129—216年)通过对角斗士的研究,描述了第III、IV和VI对脑神经,即动眼神经、滑车神经和外展神经。动眼神经(CN3)支配内直肌、上直肌、下直肌、下斜肌和上睑提肌;滑车神经(CN4)支配上斜肌;外展神经(CN6)支配外直肌。盖伦认为视神经是中空的,并将共振波传送到大脑的三个脑室,用于感觉、推理和记忆,从而奠定了眼睛与大脑之间存在物理联系的基本概念。

阿尔·金迪(800—870)支持一种结合发射说和内入说的理论。在这种观点中,眼睛向所观察的对象发出光,并且光反射回眼睛。

神经眼科学的开端通常归功于伊本·海赛姆(阿尔哈曾,965—1040)。他绘制了早期关于眼睛和视觉通路的图示,把晶状体描绘为光受体,把视神经描绘为空管。他解释说,图像首先由晶状体形成,然后沿视神经传到视交叉,在那里双眼的图像被整合。他还认为,双眼之所以能识别为同一个图像,是因为每只眼睛在对应点中都有一个相应点。不过,他并未认识到视网膜上的倒立像。

Q 古代人是如何理解视觉的?
A

在古希腊,“发射说”长期受到支持,也就是认为眼睛会发出光线,触及周围世界。欧几里得为这一理论提供了数学依据。后来,阿拉伯学者伊本·海赛姆绘制了视觉通路示意图,并解释了晶状体成像以及在视交叉处的图像整合。从发射说到入射说的转变,是一个历时约1000年的思想过程。

在文艺复兴时期,人们对视觉的理解发生了巨大变化。下面列出主要贡献者的成果。

达·芬奇

列奥纳多·达·芬奇(1452-1519):否定了发射说。提出了一个革命性的观点:眼睛像暗箱一样工作。

脑室示意图:画出了通向侧脑室以及第三、第四脑室的通道,显示出对解剖学更深入的理解。

维萨里乌斯

安德烈亚斯·维萨里乌斯(1514-1565):推翻了盖伦关于视神经为空心的说法,证明它是由实心纤维束组成的。

终止于丘脑:正确指出视神经终止于丘脑,为更准确理解视觉通路铺平了道路。

开普勒与牛顿

约翰内斯·开普勒(1571-1630):发现了光到达视网膜的路径。提出了一个根本问题:我们是用大脑看,还是用眼睛看?

艾萨克·牛顿(1643-1727):在1704年提出,视神经纤维在视交叉处会部分交叉。

Thomas Willis(1621-1675)和 William Briggs(1650-1704)表明,眼睛通过视神经向大脑传递信息。

视交叉处,来自鼻侧视网膜的交叉纤维进入对侧视束,而来自颞侧视网膜的非交叉纤维进入同侧视束。这个部分交叉理论由 Newton 于 1704 年提出,后来在 1880 年由 Bernhard von Gudden(1824-1886)的病理学检查得到证实。

4. 19世纪至20世纪初:专业分化时代

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19世纪,脑解剖学的认识大幅进展,神经学和眼科学作为独立专科开始出现。

Francesco Gennari(1752-1797)在视皮层中发现了一层独特的额外层。如今这被称为 Gennari 线的结构。

Marie-Jean-Pierre Flourens(1794-1867)通过动物实验证明,切除视皮层会导致视力丧失。

Pierre Gratiolet(1815-1865)阐明了视束(Gratiolet 辐射,即视放射)的联系,以及它与外侧膝状体和视前区的连接。外侧膝状体有6层,交叉纤维进入第1、4、6层,非交叉纤维进入第2、3、5层。这些发现将视觉通路定义为一个复杂的多层系统。

检眼镜的发明与临床神经眼科的开端

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1851年,Hermann von Helmholtz(1821-1894)发明了检眼镜。这使临床医生能够直接观察视盘和视网膜,也首次使特定眼部所见与神经疾病之间的对应成为可能。

Albrecht von Gräfe(1828-1894)使用检眼镜,首次在脑肿瘤患者中发现双侧视乳头水肿

Hughlings Jackson(1835-1911)大力主张常规进行检眼镜下的眼底检查的重要性。他甚至表示,没有检眼镜就无法诊断神经疾病,并指出严重头痛需要眼科检查。

里程碑式著作与临床观察的积累

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Hermann Wilbrand(1851-1935)与 Alfred Zenger 合著了九卷本《眼的神经学》,并将临床所见与病理标本作了详细对应。这是一项里程碑式的成就,首次记录到视交叉之后的任何视路病变都可能引起同名偏盲。

Johann Friedrich Horner(1834-1886)和生理学家 Claude Bernard(1813-1878)描述了眼部交感神经去神经化,后来被称为 Horner 综合征。

Santiago Ramón y Cajal(1852-1934)根据视网膜绘制了详细图谱,并证明神经系统由单个神经元组成。凭借这一成就,他于1906年获得诺贝尔生理学或医学奖。

Cyrus Weir Mitchell(1829-1914)在南北战争期间研究了士兵的神经损伤。Gordon Holmes(1876-1965)在第一次世界大战期间研究了枕叶枪伤与特定视力缺损之间的关系,阐明了视觉皮层的功能结构。

此外,Alfred Graefe 和 Franciscus Cornelis Donders(1818-1889)是讨论集合、调节和斜视的先驱,而 William C. Posey(1866-1934)和 William C. Spiller(1863-1940)共同编著了《眼与神经系统》一书,为美国神经眼科学奠定了文学基础。

Q 检眼镜的发明对神经眼科学产生了什么影响?
A

Helmholtz于1851年发明的检眼镜,使临床医生第一次能够直接观察视神经乳头视网膜。这首次确立了眼部所见与神经系统疾病之间的联系,也为神经眼科学的临床实践奠定了基础,例如 von Graefe 能够发现脑肿瘤患者的双侧视神经乳头水肿

现代神经眼科学由 Frank Burton Walsh(1895-1978)从根本上定义。

沃尔什在约翰斯·霍普金斯医院的威尔默眼科研究所详细记录了大量临床病例,并积极与神经科医生和神经外科医生合作。将原本只是松散相关的观察结果加以系统整理的成果,就是《临床神经眼科学》(1947年初版),这部著作也常被称为这个领域的“圣经”。它成为总结并定义这一领域的权威参考书。

此后,沃尔什与加州大学旧金山分校的威廉·F·霍伊特合著,将该书扩展为三卷本修订版《沃尔什和霍伊特临床神经眼科学》(1969年)。霍伊特培养了70多名研究员,其中许多人后来成为神经眼科学的领军人物。

沃尔什

弗兰克·沃尔什(1895-1978):在约翰斯·霍普金斯详细记录临床病例,并推动与神经学和神经外科的合作。

《临床神经眼科学》(1947年):作为该领域的“圣经”,奠定了神经眼科学发展方向的关键参考书。

科根

大卫·G·科根(1908-1993):以研究中枢神经系统病变引起的眼球运动障碍而闻名。

主要著作:《眼肌神经学》(1948年)和《视觉系统神经学》(1966年)。他在美国国家眼科研究所担任领导职务,提高了该领域的科学公信力。

霍伊特及其后继者

威廉·F·霍伊特:培养了70多名研究员。在巴斯科姆·帕尔默,J. Lawton Smith、Glaser、Schatz 和 David 形成了神经眼科学中心。

西蒙斯·莱塞尔(1933-2016):描述了中毒性视神经病变、视觉残留和大脑性全色盲。发表了200多篇论文,并于2003年获得霍伊特奖。

其他霍伊特奖获得者包括:乔纳森·特罗布(密歇根大学,在 Legacy Series 中纪念该领域的先驱)、尼尔·米勒(接替沃尔什在威尔默眼科研究所的讲席)、南希·纽曼(埃默里大学)和阿尔弗雷德·萨顿(研究遗传性视神经病变和线粒体疾病)。

Q 为什么弗兰克·沃尔什被称为神经眼科学的创始人?
A

沃尔什在约翰斯·霍普金斯详细记录了大量临床病例,并积极推动与神经科医生和神经外科医生的多学科合作。他把此前松散关联的观察系统化,他在1947年出版的《临床神经眼科学》成为这一领域的权威参考文献。他之所以被称为“创始人”,是因为他把个人观察整合成了一门学科。

6. 当今的神经眼科学与未来展望

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神经眼科学作为独立亚专科的确立,是许多杰出前辈不懈努力的结果,并经过了一个渐进的过程才实现。

以下是现代大大改变诊断的技术革新。

  • MRI(磁共振成像):T1加权像非常适合评估解剖结构,T2加权像对病灶检出能力较高。可无创显示视路各部分的形态。
  • OCT:有助于评估累及视神经视交叉、视束和外侧膝状体的视路疾病。可定量测量乳头周围视网膜神经纤维层(cpRNFL)厚度和黄斑视网膜内层厚度。
  • 电生理诊断、瞳孔测量和移动应用程序:为临床实践增添了新的精确度层面。

遗传学和分子生物学的进步,从根本上改变了我们对复杂病因机制的理解。曾经以描述和细致观察为特征的学科,如今已转变为以干预、创新和多学科合作为特点的学科。与此同时,对其临床根基的忠实——细致的病史采集、检查和导师指导——并未改变。

现代神经眼科学面临的一个挑战是,对神经眼科医生的需求增长速度快于人力供给。培训、可持续性和医疗可及性是亟待解决的问题。

  1. Cherayil N, Bhimraj A. Neuro-Ophthalmology for Internists. Med Clin North Am. 2021;105(3):511-529. PMID: 33926644
  2. Gottlieb M, Marsico M, Hinkson C, et al. Head impulse, nystagmus, and test of skew examination for diagnosing central causes of acute vestibular syndrome. Cochrane Database Syst Rev. 2023;11(11):CD015089. PMID: 37916744
  3. Landau K. History of the European Neuro-Ophthalmology Society. Neuroophthalmology. 2025;49(1):99-104. PMID: 40919086.

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