Βλεφάρισμα: Τα περίπλοκα πρότυπα της μυϊκής κίνησης

Το βλεφάρισμα ανοιγοκλείσιμο των ματιών μοιάζει φυσικό και στιγμιαίο, όμως είναι πραγματικά τόσο απλό; Χωρίς τη σωστή λειτουργία του βλεφάρου, το μάτι μπορεί να γίνει ξηρό, ερεθισμένο και τελικά να χάσει την ικανότητα να βλέπει καθαρά. Μια ομάδα μηχανικών βιομηχανικής και οφθαλμίατρων από το UCLA αποκάλυψε νέες λεπτομέρειες για τον μυ που ελέγχει το ανοιγοκλείσιμο, ανοίγοντας τον δρόμο για την ανάπτυξη νευροπροσθετικών συσκευών που θα βοηθούν την κίνηση των βλεφάρων.

Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο έγκυρο επιστημονικό περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences, αναφέρει ότι ο μυς orbicularis oculi — υπεύθυνος για την κίνηση των βλεφάρων — δεν λειτουργεί απλώς με μια κίνηση πάνω-κάτω, αλλά συσπάται με σύνθετα μοτίβα που διαφέρουν ανάλογα με την ενέργεια. Οι ερευνητές εξέτασαν πώς ο μυς συμπεριφέρεται διαφορετικά σε ποικίλες κινήσεις, όπως το αυθόρμητο ανοιγοκλείσιμο, την προστατευτική ταχεία σύσπαση και το σφίξιμο των βλεφάρων.

«Η κίνηση των βλεφάρων είναι πιο σύνθετη και ακριβώς ελεγχόμενη από το νευρικό σύστημα απ’ ό,τι πιστεύαμε μέχρι τώρα», ανέφερε ο κύριος ερευνητής Tyler Clites, επίκουρος καθηγητής Μηχανολογίας και Αεροδιαστημικής στο UCLA Samueli School of Engineering. «Διαφορετικά τμήματα του μυός ενεργοποιούνται με προσεκτικά χρονισμένες αλληλουχίες ανάλογα με το τι κάνει το μάτι. Αυτό το επίπεδο ελέγχου δεν έχει καταγραφεί ποτέ πριν στα ανθρώπινα βλέφαρα. Τώρα που έχουμε αυτές τις πληροφορίες αναλυτικά, μπορούμε να προχωρήσουμε στο σχεδιασμό νευροπροσθετικών που βοηθούν στην αποκατάσταση της φυσικής λειτουργίας των βλεφάρων.»

Πέντε τύποι κλεισίματος των βλεφάρων

Οι ερευνητές κατέγραψαν πέντε διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους κλείνουν τα μάτια:

• Αυθόρμητο ανοιγοκλείσιμο: Μη συνειδητή, αυτόματη κίνηση που βοηθά στη λίπανση του ματιού.

• Εκούσιο ανοιγοκλείσιμο: Εσκεμμένο κλείσιμο, όπως όταν κάποιος κλείνει τα μάτια με πρόθεση.

• Αντανακλαστικό ανοιγοκλείσιμο: Γρήγορο και ακούσιο, για προστασία από πιθανή σύγκρουση.

• Ήπιο κλείσιμο: Απαλή, αργή πτώση του βλεφάρου, παρόμοια με το ξεκίνημα του ύπνου.

• Βίαιο κλείσιμο: Σφιχτό σφίξιμο των βλεφάρων με πρόθεση.

Για να μετρήσουν την δραστηριότητα του μυός orbicularis oculi με μεγάλη ακρίβεια, ένας οφθαλμίατρος εισήγαγε μικροσκοπικά ηλεκτρόδια μέσα στο βλέφαρο. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήθηκε ένα σύστημα καταγραφής κίνησης σε αργή κίνηση για να παρακολουθήσουν το κλείσιμο των βλεφάρων. Με αυτόν τον τρόπο, οι επιστήμονες μπόρεσαν να καταγράψουν λεπτές διαφορές στην κίνηση, όπως την ταχύτητα, την κατεύθυνση και ποιο τμήμα του μυός ξεκινά την κίνηση.

Η σημασία για την υγεία των ματιών

«Άτομα που χάνουν την ικανότητα να ανοιγοκλείνουν τα μάτια τους λόγω εγκεφαλικού επεισοδίου, όγκου, μόλυνσης ή τραυματισμού αντιμετωπίζουν πόνο και κινδυνεύουν να χάσουν την όρασή τους», εξηγεί ο Δρ Daniel Rootman, καθηγητής οφθαλμολογίας στο UCLA και διευθυντής του UCLA Orbital Disease Center. «Ξέρουμε ότι ένας μικρός ηλεκτρικός παλμός μπορεί να διεγείρει τον μυ orbicularis oculi ώστε να κινηθεί, όμως ο σχεδιασμός μιας αποτελεσματικής συσκευής ήταν μέχρι τώρα πρόκληση. Τώρα έχουμε έναν σαφή οδηγό για το πού ακριβώς να τοποθετήσουμε τα ηλεκτρόδια, πώς να τα χρονίσουμε και πόσο ισχυρός πρέπει να είναι ο παλμός. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη και κλινική δοκιμή τέτοιων συσκευών, με στόχο να προσφέρουν πραγματική ανακούφιση στους ασθενείς.»

Προς την ανάπτυξη νευροπροσθετικών

Με αυτή τη βασική γνώση της βιομηχανικής των βλεφάρων, η ομάδα του UCLA σχεδιάζει να βελτιώσει ένα πρωτότυπο νευροπροσθετικό που θα βοηθά άτομα με προβλήματα ανοιγοκλεισίματος.

«Η κατανόηση της λειτουργίας των βλεφάρων είναι κρίσιμη για το σχεδιασμό ακριβών μοτίβων διέγερσης σε μια προσθετική συσκευή, αλλά και για διαγνωστικούς σκοπούς», δηλώνει ο Jinyoung Kim, διδάκτορας Μηχανολογίας και μέλος της ομάδας. «Είμαστε ενθουσιασμένοι που γεφυρώνουμε αυτό το κενό και προχωράμε στη συνεργασία με ασθενείς με παράλυση προσώπου για να βελτιώσουμε την ποιότητα της ζωής τους.»

Αυτή η έρευνα αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς την κατανόηση μιας από τις πιο βασικές, αλλά και σύνθετες, λειτουργίες του ανθρώπινου σώματος — την προστασία και υγεία των ματιών μέσω της κίνησης των βλεφάρων.