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23.06.2018 | Original Article Open Access

Visual brain plasticity induced by central and peripheral visual field loss

Zeitschrift:
Brain Structure and Function
Autoren:
Nicolae Sanda, Leonardo Cerliani, Colas N. Authié, Norman Sabbah, José-Alain Sahel, Christophe Habas, Avinoam B. Safran, Michel Thiebaut de Schotten
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (https://​doi.​org/​10.​1007/​s00429-018-1700-7) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

Disorders that specifically affect central and peripheral vision constitute invaluable models to study how the human brain adapts to visual deafferentation. We explored cortical changes after the loss of central or peripheral vision. Cortical thickness (CoTks) and resting-state cortical entropy (rs-CoEn), as a surrogate for neural and synaptic complexity, were extracted in 12 Stargardt macular dystrophy, 12 retinitis pigmentosa (tunnel vision stage), and 14 normally sighted subjects. When compared to controls, both groups with visual loss exhibited decreased CoTks in dorsal area V3d. Peripheral visual field loss also showed a specific CoTks decrease in early visual cortex and ventral area V4, while central visual field loss in dorsal area V3A. Only central visual field loss exhibited increased CoEn in LO-2 area and FG1. Current results revealed biomarkers of brain plasticity within the dorsal and the ventral visual streams following central and peripheral visual field defects.

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Between-group analysis of cortical thickness (PNG 46 KB)
429_2018_1700_MOESM1_ESM.png
Between-group analysis of cortical entropy (PNG 38 KB)
429_2018_1700_MOESM2_ESM.png
Clinical data about vision loss onset and evolution. Note that determining the real onset of retinitis pigmentosa is very challenging. Individuals become aware about the visual field defect relatively late in the disease due to fading and filling-in processes. Therefore, the recorded onset age should be regarded with caution for certain subjects. (PNG 143 KB)
429_2018_1700_MOESM3_ESM.png
Regression analysis showing the significant effects of age and visual defect duration on normalized CoTks (PNG 62 KB)
429_2018_1700_MOESM4_ESM.png
Regression analysis showing the significant effects of age and visual defect duration on normalized CoEn (PNG 59 KB)
429_2018_1700_MOESM5_ESM.png
Regression analysis showing the significant effects of age and visual defect duration on whole brain CoTks and CoEn (PNG 40 KB)
429_2018_1700_MOESM6_ESM.png
Literatur
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