1. توظيف المرضى والمراقبين
2. جمع البيانات
3. تحليل البيانات
المصدر: مختبرات جوناس ت. كابلان وسارة آي جيمبل - جامعة جنوب كاليفورنيا
كانت دراسة كيفية تأثير الضرر الذي يلحق بالدماغ على الأداء المعرفي تاريخيا واحدة من أهم أدوات علم الأعصاب المعرفي. في حين أن الدماغ هو أحد أكثر أجزاء الجسم حماية جيدا ، إلا أن هناك العديد من الأحداث التي يمكن أن تؤثر على عمل الدماغ. مشاكل الأوعية الدموية والأورام والأمراض التنكسية والالتهابات وصدمات القوة الحادة وجراحة الأعصاب ليست سوى بعض الأسباب الكامنة وراء تلف الدماغ ، وكلها قد تنتج أنماطا مختلفة من تلف الأنسجة التي تؤثر على عمل الدماغ بطرق مختلفة.
يتميز تاريخ علم النفس العصبي بالعديد من الحالات المعروفة التي أدت إلى تقدم في فهم الدماغ. على سبيل المثال ، في عام 1861 ، لاحظ بول بروكا كيف أدى تلف الفص الجبهي الأيسر إلى الحبسة ، وهو اضطراب لغوي مكتسب. كمثال آخر ، تم تعلم الكثير عن الذاكرة من المرضى الذين يعانون من فقدان الذاكرة ، مثل الحالة الشهيرة لهنري مولايسون ، المعروف لسنوات عديدة في أدبيات علم النفس العصبي باسم "H.M." ، الذي أدت جراحة الفص الصدغي إلى عجز عميق في تكوين أنواع معينة من الذكريات الجديدة.
في حين أن مراقبة واختبار المرضى الذين يعانون من تلف في الدماغ البؤري قد زود علم الأعصاب بنظرة ثاقبة لعمل الدماغ ، يجب توخي الحذر الشديد في تصميم الاختبارات للكشف عن الطبيعة المحددة للعجز. أيضا ، نظرا لأن الدماغ عبارة عن شبكة معقدة من الخلايا العصبية المترابطة ، فإن تلف منطقة واحدة من الدماغ يمكن أن يؤثر على العمل في مناطق بعيدة عن الضرر. لتوضيح كيف يمكن أن يؤثر تلف الدماغ على الروابط بين مناطق الدماغ ، يفحص هذا الفيديو حالة ما يسمى بتقسيم الدماغ.
الجسم الثفني عبارة عن حزمة كبيرة من الألياف التي تربط نصفي الكرة الأيسر والأيمن من الدماغ. إنها واحدة من أكبر مسارات المادة البيضاء في الدماغ ويمكن التعرف عليها بسهولة من خلال عرض سهمي لخط الوسط من الدماغ. في الستينيات ، اكتشف جراحو الأعصاب أن قطع الجسم الثفني يمكن أن يكون علاجا ناجحا لأنواع معينة من الصرع ، والذي ينطوي على نشاط عصبي لا يمكن السيطرة عليه ينتشر عبر الدماغ. الأشخاص الذين خضعوا لعملية انقسام الدماغ تم فصلهما جراحيا ، بحيث لم يعد نصفي الكرة الأيسر والأيمن قادرين على التواصل. سمحت هذه الحالة للمجربين بفحص وظائف نصف الكرة الأيسر والأيمن بشكل مستقل ، والتعرف على القدرات النسبية ، وطبيعة الاتصال بينهما.
يوضح هذا الفيديو كيفية اختبار مريض انقسام الدماغ للكشف عن بعض الاختلافات بين نصفي الدماغ ورؤية بعض العواقب الدراماتيكية لمثل هذا الانفصال. تم تطوير الإصدارات الأصلية من هذه التجارب من قبل مايكل غازانيجا وزملاؤه 1 ، 2 وتم تفصيلها لاحقا من قبل آخرين. 3 تتضمن النسخة المعروضة هنا تحديثات أحدث للمنهجية.
1. توظيف المرضى والمراقبين
2. جمع البيانات
3. تحليل البيانات
يدرس علماء النفس العصبي مرضى "انقسام الدماغ" لاستكشاف الوظائف الفريدة لنصفي الدماغ الأيسر والأيمن - بمعنى آخر ، لدراسة الأفقية - وكذلك للتحقيق في طبيعة الاتصال بين هذه المناطق.
في المقام الأول ، تتم معالجة المعلومات من جانب واحد من الجسم داخل النصف الآخر من الدماغ. بالإضافة إلى ذلك ، يوجه كل نصف كرة كرة حركية حركات الجسم بشكل معاكس.
تتمتع هذه المناطق أيضا بنقاط قوة معرفية مختلفة: يرتبط الجانب الأيسر عادة بالتحكم في اللغة والكلام ، بينما يلعب الجانب الأيمن دورا كبيرا في معالجة المعلومات البصرية المكانية - مثل الحكم على الترتيبات المكانية للأقراص على الجهاز.
عادة ، مجموعات من الخلايا العصبية؟ المحاور - يشار إليها باسم حزم الألياف العصبية - تنقل المعلومات بين نصفي الكرة الأرضية. واحدة من أكبر هذه المسالك هي الجسم الثفني.
ومع ذلك ، فإن هذا الاتصال بين نصف الكرة الغربي ينقطع في مرضى انقسام الدماغ ، الذين تم قطع الجسم الثفني جراحيا - وهو علاج يستخدم أحيانا لتقليل النشاط العصبي الذي لا يمكن السيطرة عليه المميز للصرع من الانتشار في جميع أنحاء الدماغ.
باستخدام تحديثات تقنيات عالم النفس مايكل غازانيجا ، يوضح هذا الفيديو كيفية اختبار مرضى انقسام الدماغ وتقييم قدراتهم المعرفية - وتحديدا إنتاج الكلام - ويوضح طرق جمع البيانات وتحليلها.
في هذه التجربة ، يتم عرض صور للأشياء اليومية على المرضى ويطلب منهم نطق اسم كل عنصر.
لتحقيق الجوانب الجانبية ، يطلب من المرضى التركيز على رمز متقاطع في وسط شاشة الكمبيوتر ، ويطلب منهم البقاء مركزين على هذا الشكل طوال مدة التجربة. هنا ، يعمل الصليب كنقطة مرجعية يمكن بجانبها إظهار المحفزات المرئية على اليمين أو اليسار.
إذا تم تقديم صورة على يمين الشاشة ، فإنها تقع في المجال البصري الأيمن - والذي ، ربما على عكس حدس ، تتم معالجته بواسطة الأجزاء اليسرى من كلتا العينين. ثم تعرض هذه المناطق الصورة المرصودة على نصف الكرة الأيسر من الدماغ ، حيث يتم تحديدها.
وبالتالي ، يمكن تقييم وظائف نصف الكرة الأيسر من الدماغ من خلال إظهار الصور في المجال البصري الأيمن.
وبالمثل ، يمكن استخدام الحافز المقدم على يسار الصليب على الشاشة - في المجال البصري الأيسر - لتقييم أدوار نصف الكرة الأيمن.
أثناء مهمة تسمية الكائنات ، يظهر ما مجموعه خمسين رسما ، مثل رسم الدجاجة ، واحدا تلو الآخر على جانب عشوائي من الشاشة - إما اليمين أو اليسار.
يتم تقديم الصور لأقل من 150 مللي ثانية. نظرا لأن هذا ليس وقتا كافيا للمريض لتحريك عينيه لإعادة وضع الصورة ، فإنه يضمن أن نصف الكرة المخية الذي يتم اختباره فقط هو الذي "يرى" المنبه.
بعد اختفاء الصورة ، يجب على المريض التعرف عليها بصوت عال ، وهو ما يعمل كمقياس للتحول الجانبي للقدرة اللغوية اللفظية.
هنا ، المتغير التابع هو النسبة المئوية للصور المعروضة في الحقول المرئية اليمنى واليسرى التي يمكن للمريض تسميتها - بمعنى آخر ، دقة التعريف اللفظي.
بناء على العمل السابق لغازانيجا وآخرين ، من المتوقع أن يتمكن المرضى من تسمية الصور المعروضة في المجال البصري الأيمن بدقة عالية ، حيث يتم رؤية هذه المعلومات من قبل نصف الكرة الأيسر - المنطقة القادرة على التحكم في الكلام.
ومع ذلك ، لن يتمكن المرضى من التعرف شفهيا على الصور المعروضة في المجال البصري الأيسر ، حيث يتم التعامل مع هذه المعلومات بواسطة نصف الكرة الأيمن من الدماغ ، وهو غير قادر على توليد اللغة و في مرضى الدماغ المنقسمين لا يمكنه التواصل مع الجانب الأيسر القادر على الكلام.
إذا كان من الممكن تسمية الصورة ، ويشار إليها باسم الشذوذ ، يتم تنفيذ مهمة الرسم ، والتي تعمل كمقياس غير لغوي لمعرفة التحفيز.
هنا ، يجب على المرضى إنشاء صورة للصورة التي تم عرضها عليهم باستخدام اليد على الجانب المماثل أو نفس الجانب مثل المجال البصري الذي تم اختباره. وبالتالي ، إذا لم يتمكن المرضى من التعرف شفهيا على كائن معروض على يسار الشاشة ، فيجب عليهم رسمه بيدهم اليسرى.
في هذه الحالة ، المتغير التابع هو النسبة المئوية للصور المعروضة في الحقول المرئية اليمنى واليسرى التي تم رسمها بدقة.
من المتوقع أن يظل المرضى غير القادرين على تسمية الصور المعروضة على يسار الشاشة قادرين على رسمها باستخدام يدهم اليسرى بدقة عالية.
هذا يرجع إلى حقيقة أن نصف الكرة الأيمن - الذي يتحكم في الذراع واليد اليسرى - يعالج أيضا المعلومات من المجال البصري الأيسر. وبالتالي ، ليست هناك حاجة إلى اتصال بين نصفي الكرة الأرضية لإكمال هذه المهمة.
قبل بدء التجربة ، قم بمراجعة المرضى؟ بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي لتحديد حزم الألياف العصبية التي تفتقر إليها. لغرض هذا العرض التوضيحي ، يتم اختبار المريض الذي تم قطع الجسم الثفني بالكامل فيه ، وسيتم مقارنة بياناته بتلك التي تم جمعها من المشاركين في التحكم.
تحية المريض عند وصوله وإبلاغه بإجراءات البحث. بالإضافة إلى ذلك ، تأكد من توقيعهم على جميع نماذج الموافقة المناسبة.
بعد ذلك ، استمر في وضع ذقنهم بشكل مريح في مسند الذقن بحيث يتم وضع عيونهم حوالي 22 بوصة. من الشاشة.
مع عرض الصليب الصغير في وسط الشاشة ، أكد للمريض أنه يجب أن يظل ثابتا على هذا الرمز ، حتى عندما تومض الصور على يسار أو يمينه.
تابع من خلال عرض 50 صورة لهم ، يتم تقديم كل منها لمدة 150 مللي ثانية ، بترتيب عشوائي ، ومقسمة بالتساوي بين الجوانب. بعد كل عرض تقديمي ، اطلب من المريض تحديد الكائن بصوت عال: "Apple". سجل جميع ردودهم.
إذا لم يتمكن المريض من تسمية الحافز البصري ، فاطلب منه رسمه باليد على نفس جانب المجال البصري الذي تم عرض الصورة فيه. هذا يشكل مهمة رسم الكائنات.
تأكد من أن المريض لا ينظر إلى يده أثناء رسمه ، من أجل الحفاظ على العزلة الأولية للمحفز إلى نصف الكرة المخية الواحد.
للتأكد من أن المريض يعرف اسم المنبه عندما يتم تقديمه في وقت واحد لكلا مجالي الرؤية ، اطلب منهم النظر إلى الأسفل في الرسم المكتمل وتحديد الكائن الذي يمثله شفهيا: "مكنسة". مرة أخرى ، سجل جميع ردود المريض.
لتحليل البيانات ، احسب أولا النسبة المئوية للاستجابات اللفظية الصحيحة عبر المرضى للمنبهات المقدمة إلى المجالين البصري الأيمن والأيسر.
تابع من خلال تجميع النسبة المئوية لدرجات الاستجابة اللفظية الصحيحة بشكل منفصل لكل موقع يسار ويمين لكل مشارك في التحكم.
لتحديد أي عجز في سلوك المريض ، قارن بيانات التحكم والمريض باستخدام تحليل المقاييس المتكررة لاختبار التباين. كرر التحليل لجميع البيانات التي تم جمعها من اختبار الرسم.
لاحظ أنه في حين أن المرضى عادة ما يكونون غير قادرين على تسمية المحفزات المقدمة إلى المجال البصري الأيسر ، إلا أنهم يستطيعون رسمها - بيدهم اليسرى - بدرجة عالية من الدقة. يوضح هذا الانفصال بين قدرة المريض على التعرف على شيء ما وتسميته لفظيا.
الآن بعد أن عرفت كيفية اختبار وظائف نصفي الكرة الأيسر والأيمن لمرضى انقسام الدماغ بمحفزات بصرية ، دعنا نرى كيف يستكشف الباحثون ويطبقون الجانبي في سياقات أخرى.
لقد تعلمت أن الفصل الجراحي لنصفي الكرة الأرضية غالبا ما يستخدم لعلاج مرضى الصرع الذي يتميز بنوبات.
نتيجة لذلك ، يبحث العديد من علماء الأعصاب في ما إذا كان توقيت هذا الانفصال - سواء تم قطع الجسم الثفني أثناء الطفولة أو البلوغ - له أي تأثير على الوظائف المعرفية للمريض.
الأهم من ذلك ، أظهر هذا العمل أنه بالمقارنة مع البالغين ، يعاني الأطفال من تأثيرات معرفية أقل أو أقل حدة بعد انفصال نصفي الكرة المخية ، مما يشير إلى أن أدمغة الشباب تظهر درجة كبيرة من اللدونة.
حتى الآن ، ركزنا على الجسم الثفني باعتباره الرابط الرئيسي بين نصفي الكرة الأيمن والأيسر.
ومع ذلك ، تسمح حزم الألياف العصبية الأخرى بالاتصال بين جانبي الدماغ. من بينها المفوض الأمامي ، الذي تورط في نقل المعلومات الحسية ، مثل تلك المتعلقة بالبصر أو الشم.
وبالتالي ، يبحث بعض الباحثين في كيفية تأثير فصل واحدة أو أكثر من هذه الحزم - مع أو بدون فصل الجسم الثفني - على سلوك المريض.
لقد شاهدت للتو فيديو JoVE حول اختبار مرضى انقسام الدماغ باستخدام المحفزات البصرية. الآن ، يجب أن تفهم كيفية تقديم الصور إلى المجالين المرئيين ، وجمع وتفسير البيانات المتعلقة بقدرات نصفي الدماغ الأيسر والأيمن. يجب أن تعرف أيضا كيف يتم استخدام البيانات من مرضى انقسام الدماغ لتطوير علاجات أفضل للصرع ، وفهم أدوار حزم الألياف العصبية المختلفة في الدماغ.
شكرا للمشاهدة!
عادة ما يظهر مرضى بضع الثفن الشذوذ للأشياء المعروضة في نصف المجال البصري الأيسر. Anomia هو عدم القدرة على تسمية الأشياء. ومع ذلك ، يتم تسمية الكائنات المعروضة في المجال المرئي الأيمن بدقة عالية ( الشكل 1 ).

الشكل 1: أداء المريض والتحكم في مهمة تسمية كائنات المحفزات المعروضة في الحقول المرئية اليمنى واليسرى. المريض (الدوائر السوداء) غير قادر على تسمية الأشياء المعروضة في المجال البصري الأيسر شفهيا ، ولكنه قادر على تسمية الأشياء في المجال البصري الأيمن. في المقابل ، يمكن لمجموعة التحكم (الماس الأزرق) تسمية الأشياء المعروضة في كل من الحقلين المرئيين الأيمن والأيسر.
قد يتمكن بعض المرضى من رسم الأشياء المعروضة على المجال البصري الأيسر بنجاح ، على الرغم من أنهم لا يستطيعون تسميتها شفهيا ( الشكل 2 ).

الشكل 2: أداء المريض والتحكم في مهمة رسم الكائنات للمنبهات المعروضة في الحقول المرئية اليمنى واليسرى. المريض (الدوائر السوداء) والسكان الضابطون (الماس الأزرق) قادرون على رسم الأشياء المعروضة في كل من المجالين البصري الأيمن والأيسر. لا يختلف أداء المريض عن الضوابط المتطابقة.
في هذه الحالة ، يقول المريض عادة إنه لم ير أي شيء. وذلك لأن نصف الكرة الأيسر ، الذي يتحكم في الكلام ، لم ير الصورة المرئية. ومع ذلك ، فإن نصف الكرة الأيمن ، الذي رأى الجسم ، يمكنه التعرف عليه ولكنه غير قادر على توليد الكلام. نظرا لأن نصف الكرة الأيمن يتحكم إلى حد كبير في اليد اليسرى ، فإن المريض قادر على رسم الجسم باليد اليسرى. توضح هذه النتيجة انفصالا بين القدرة على التعرف على كائن والقدرة على تسمية كائن لفظيا.
يمكن لمجموعة التحكم ، مع الجسم الكالوسا السليم ، تسمية ورسم الكائنات المعروضة في الحقول المرئية اليمنى أو اليسرى. وذلك لأن المعلومات يمكن أن تنتقل بحرية من نصف الكرة إلى الآخر ، مما يسمح بمشاركة المعلومات بين مناطق الدماغ.
تكشف حالة مريض انقسام الدماغ عن التخصص النسبي لنصفي الكرة المخية. يمكن أيضا إثبات العديد من هذه التخصصات في الأشخاص الأصحاء الذين يعانون من مفوضيات سليمة باستخدام تقنيات مماثلة. على سبيل المثال ، يميل الأشخاص إلى التعرف على الكلمات بشكل أسرع عندما يتم تقديمها لفترة وجيزة في المجال البصري الأيمن مقارنة بوقت تقديمها في المجال البصري الأيسر. تظهر هذه التجربة أيضا أنه حتى عندما تكون منطقتان في الدماغ صحيتين ، فإن تلف الروابط بين المناطق المختلفة يمكن أن يؤثر على السلوك.
ومع ذلك ، من المهم أن تتذكر أنه بينما يوضح اختبار الدماغ المنقسم الاختلافات بين نصفي الكرة المخية ، في الدماغ السليم ، يتفاعل نصفي الكرة الأرضية باستمرار مع بعضهما البعض ويعملان بشكل متناغم. يتطلب عزل المنبه إلى مجال بصري واحد معدات متخصصة يمكنها تقديم المحفزات لفترة وجيزة جدا وبعيدا عن التثبيت المركزي. نظرا لأن الرؤية المركزية تتم معالجتها بواسطة نصفي الكرة الأرضية ، وعادة ما تقوم العيون بمسح البيئة ، فهذا ليس موقفا من المحتمل أن تواجهه في الحياة اليومية.
Chapters in this video
0:00
Overview
1:55
Experimental Design
5:34
Running the Experiment
7:34
Representative Results
8:32
Applications
10:00
Summary
Videos from this collection: