《Documenta Ophthalmologica》：Measuring electroretinograms in tree shrews with a portable electrophysiology device
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本文为解决便携式视网膜电图（ERG）设备在树鼩这一重要近视模型物种中应用的可靠性问题，研究人员通过评估RETeval系统在正常发育期树鼩中记录全视野明视ERG的会话内和会话间可重复性，发现该系统可记录到形态与人类相似的稳健ERG波形，会话内可重复性优异，会话间可重复性中等，验证了该设备在树鼩视网膜功能纵向研究中的可行性，具有重要应用价值。
理解眼球如何精准对焦、避免近视，是视觉科学的核心问题。这个过程被称为正视化(emmetropization)，它就像一个精密的自动对焦系统，依靠视觉反馈来调节眼球生长。当这个系统失调，近视就会发生。为了深入研究其背后的神经机制，科学家们需要可靠的工具来检测视网膜的“电信号”活动，也就是视网膜电图(electroretinograms, ERG)。传统的大型ERG设备虽然可靠，但昂贵、笨重，限制了在小型实验动物中进行便捷、特别是长期的纵向研究。树鼩，这种体型小巧、昼行性、与灵长类亲缘关系较近的哺乳动物，因其视觉系统与人类高度相似，且是研究正视化和近视的经典模型，而备受青睐。那么，能否将临床上用于人类视网膜功能评估的便携式ERG设备，可靠地应用于树鼩呢？这正是本文旨在探索的问题。这篇发表在《Documenta Ophthalmologica》上的研究，首次系统评估了使用RETeval便携式闪光电生理设备在树鼩中记录ERG的可重复性，为利用这一便捷工具在该物种中进行视网膜功能和正视化神经基础研究铺平了道路。
为开展此项研究，作者运用了几个关键技术方法。研究对象为12只来自不同窝次的正常发育期北方树鼩(Tupaia belangeri)，在特定日龄（视觉经验24、30、35天）进行测量。核心研究设备是RETeval便携式闪光电生理系统，配合迷你全视野刺激器(Ganzfeld)。研究方法上，对麻醉后的树鼩单眼记录了一系列全视野明视ERG，包括闪光、闪烁、S-视锥、明视负向反应(photopic negative response, PhNR)和开-关ERG，并分析了各波形成分的振幅和峰时。统计分析是评估可重复性的关键，作者综合使用了变异系数(coefficient of variation, CoV)、组内相关系数(intraclass correlation coefficient, ICC)、平均偏倚(%)、配对t检验/重复测量方差分析以及Bland-Altman分析等多种统计指标，严谨地评估了会话内（同一天内重复两次）和会话间（不同日龄间）测量的可重复性。
结果
会话内可重复性
闪光和闪烁ERG的振幅和峰时均表现出优异的会话内可重复性。具体表现为：所有参数的CoV均小于5%，平均偏倚≤5%，且ICC值≥0.98。除了闪烁ERG振幅在配对t检验中显示出微小但显著的差异（p=0.04）外，其他参数的比较均无统计学差异。平均ERG波形在两次会话中高度重叠，直观地证明了良好的可重复性。
会话间可重复性
与会话内相比，会话间（跨24、30、35天视觉经验）的可重复性相对一般，但依然可以接受。在所有ERG协议中，峰时参数的可重复性指标（CoV<10%，平均偏倚<15%）普遍优于振幅参数（CoV: 13.36–29.35%，平均偏倚: 18.89–41.51%）。振幅参数的ICC值在0.4到0.86之间，表明其会话间可靠性为中等水平。重复测量方差分析显示，从24到35天视觉经验，所有ERG成分的振幅和峰时均无显著差异，表明在此早期发育阶段，树鼩的视网膜功能相对稳定。尽管存在变异性，但不同日龄记录的ERG波形在形态上保持一致。
年龄的影响
统计分析证实，在24至35天视觉经验这段快速发育的幼年时期内，树鼩各种明视ERG成分（包括闪光ERG的a波、b波，闪烁ERG，L/M视锥和S视锥反应，PhNR以及开-Off ERG的a波、b波、d波）的振幅和峰时均未随日龄发生显著变化。这表明尽管此期间眼球结构快速变化，但其明视视网膜电图功能保持相对稳定。
树鼩与人类ERG的比较
研究将树鼩的ERG波形与基于国际临床视觉电生理学会(International Society for Clinical Electrophysiology of Vision, ISCEV)标准提取的人类ERG数据进行了定性比较。结果表明，树鼩的明视ERG波形形态与人类高度相似，但在反应幅度和时间上存在可测量的差异。在明视条件下，树鼩的ERG振幅普遍显著大于人类，某些协议（如S-视锥、开-关和PhNR）的差异可达一个数量级。同时，树鼩ERG的峰时（如a波和b波的潜伏期）普遍短于人类。作为初步探索，研究还记录了一只树鼩的暗视ERG，发现其振幅小于人类，峰时也更短。
讨论与结论
本研究的核心结论是，便携式RETeval系统能够为树鼩提供可靠的全视野明视ERG测量。其记录到的波形清晰、稳健，形态与人类ERG高度相似，凸显了树鼩作为视网膜生理和疾病研究模型的翻译价值。在可重复性方面，该系统表现出优异的会话内可重复性以及中等程度的会话间可重复性，其中峰时参数的一致性优于振幅参数。这种模式与人类和啮齿类动物ERG研究中观察到的趋势一致，振幅通常具有更大的会话间变异性。
研究对可重复性差异进行了深入讨论。与既往在成年小鼠和大鼠中的研究数据相比，本研究中树鼩ERG振幅的会话间变异稍大，ICC值相当或略低。这种差异可能源于研究对象年龄（本研究为幼年树鼩）和方法学因素（如角膜与电极的耦合程度、电极阻抗等）的不同。尽管存在变异性，但跨会话的稳定波形形态表明树鼩在幼年期的视网膜功能完整性是稳定的。值得注意的是，研究发现在此发育阶段，ERG参数未受年龄影响，这为在该关键时期使用便携式设备进行纵向研究提供了便利。
关于种间差异，文章从解剖和生理角度进行了解释。树鼩更小的眼轴长度（约7.5毫米）可能导致相同刺激强度下视网膜照度更高，从而产生更大的ERG振幅和更短的峰时。此外，树鼩视网膜以视锥细胞为主（约95%），且缺乏中央凹，这种光感受器类型和分布与人类（中央凹视锥密集，周边以视杆为主）的显著差异，很好地解释了为何树鼩明视ERG振幅更大，而初步记录的暗视ERG振幅更小。
综上所述，这项研究首次系统评估并证实了便携式RETeval系统在树鼩这一重要动物模型中记录视网膜电图的可行性和可靠性。它为解决传统大型设备不便进行纵向研究的瓶颈提供了实用方案，为未来利用树鼩深入探究正视化的神经机制、视网膜疾病模型以及药物干预效果等奠定了基础，具有重要的方法论意义和科研应用价值。
