Sindrome da disconnessione interemisferica

I neuropsicologi studiano i pazienti "split-brain" per sondare le funzioni uniche degli emisferi cerebrali sinistro e destro, in altre parole, per studiare la lateralizzazione e per indagare anche la natura della comunicazione tra queste regioni.

In primo luogo, le informazioni provenienti da un lato del corpo vengono elaborate all'interno della metà opposta del cervello. Inoltre, ogni emisfero dirige controlateralmente i movimenti del corpo.

Queste aree hanno anche diversi punti di forza cognitivi: il lato sinistro è tipicamente associato al controllo del linguaggio e della parola, mentre il lato destro svolge un ruolo importante nell'elaborazione delle informazioni visuospaziali, come giudicare la disposizione spaziale dei quadranti su una macchina.

Normalmente, raccolte di neuroni? Gli assoni, indicati come fasci di fibre nervose, trasferiscono informazioni tra questi emisferi. Uno dei più grandi di questi tratti è il corpo calloso.

Tuttavia, questa comunicazione interemisferica è interrotta nei pazienti con cervello diviso, i cui corpi callosi sono stati recisi chirurgicamente, un trattamento a volte utilizzato per ridurre l'attività neurale incontrollabile caratteristica dell'epilessia dalla diffusione in tutto il cervello.

Utilizzando la modernizzazione delle tecniche dello psicologo Michael Gazzaniga, questo video dimostra come testare i pazienti con cervello diviso e valutare le loro capacità cognitive, in particolare la produzione del linguaggio, e illustra i metodi di raccolta e analisi dei dati.

In questo esperimento, ai pazienti vengono mostrate immagini di oggetti di uso quotidiano e viene chiesto di verbalizzare il nome di ciascun oggetto.

Per ottenere la lateralizzazione, i pazienti vengono istruiti a concentrarsi su un simbolo a forma di croce al centro dello schermo di un computer e viene detto di rimanere fissati su questa forma per tutta la durata dell'esperimento. In questo caso, la croce funge da punto di riferimento accanto al quale possono essere visualizzati gli stimoli visivi sia a destra che a sinistra.

Se un'immagine viene presentata sulla destra dello schermo, cade nel campo visivo destro che, forse controintuitivamente, viene elaborato dalle porzioni sinistre di entrambi gli occhi. Queste regioni proiettano quindi l'immagine osservata nell'emisfero sinistro del cervello, dove viene identificata.

Pertanto, le funzioni dell'emisfero cerebrale sinistro possono essere valutate mostrando immagini nel campo visivo destro.

Allo stesso modo, uno stimolo presentato a sinistra della croce sullo schermo – nel campo visivo sinistro – può essere utilizzato per valutare i ruoli dell'emisfero destro.

Durante l'attività di denominazione degli oggetti, un totale di cinquanta disegni, come quello di un pollo, appaiono uno alla volta su un lato casuale del monitor, sia a destra che a sinistra.

Le immagini sono presentate per meno di 150 ms. Poiché questo non è un tempo sufficiente per un paziente per muovere gli occhi per riposizionare l'immagine, garantisce che solo l'emisfero cerebrale sottoposto a test "veda" lo stimolo.

Dopo che l'immagine è scomparsa, il paziente deve identificarla ad alta voce, il che serve come misura della lateralizzazione della capacità linguistica verbale.

Qui, la variabile dipendente è la percentuale di immagini mostrate nei campi visivi sinistro e destro che il paziente è in grado di nominare, in altre parole, l'accuratezza dell'identificazione verbale.

Sulla base del precedente lavoro di Gazzaniga e altri, ci si aspetta che i pazienti siano in grado di nominare le immagini presentate nel campo visivo destro con elevata precisione, poiché queste informazioni sono viste dall'emisfero sinistro, la regione in grado di controllare il linguaggio.

Tuttavia, i pazienti non saranno in grado di identificare verbalmente le immagini mostrate nel campo visivo sinistro, poiché queste informazioni sono gestite dall'emisfero cerebrale destro, che non è in grado di generare il linguaggio e "nei pazienti con cervello diviso" non può comunicare con il lato sinistro in grado di parlare.

Se l'immagine non può essere nominata, indicata come anomia, viene eseguita un'attività di disegno, che funge da misura non linguistica della conoscenza dello stimolo.

Qui, i pazienti devono creare un'immagine dell'immagine che è stata mostrata loro usando la mano sull'omolaterale o sullo stesso lato del campo visivo testato. Pertanto, se i pazienti non riescono a identificare verbalmente un oggetto presentato sulla sinistra dello schermo, dovrebbero disegnarlo con la mano sinistra.

In questo caso, la variabile dipendente è la percentuale di immagini mostrate nei campi visivi sinistro e destro che vengono disegnate con precisione.

Si prevede che i pazienti che non sono in grado di nominare le immagini mostrate a sinistra del monitor saranno comunque in grado di disegnarle usando la mano sinistra con elevata precisione.

Ciò è dovuto al fatto che l'emisfero destro, che controlla il braccio e la mano sinistra, elabora anche le informazioni provenienti dal campo visivo sinistro. Pertanto, non è necessaria alcuna comunicazione tra gli emisferi per completare questo compito.

Prima di iniziare l'esperimento, rivedere i pazienti? Dati di risonanza magnetica per determinare quali fasci di fibre nervose mancano. Ai fini di questa dimostrazione, viene testato un paziente in cui è stato reciso l'intero corpo calloso e i suoi dati saranno confrontati con quelli raccolti dai partecipanti di controllo.

Salutare il paziente al suo arrivo e informarlo delle procedure di ricerca. Inoltre, assicurati di aver firmato tutti i moduli di consenso appropriati.

Quindi, procedi a posizionare comodamente il mento in una mentoniera in modo che i loro occhi siano posizionati a circa 22 pollici. dallo schermo.

Con la piccola croce visualizzata al centro dello schermo, sottolinea al paziente che deve rimanere fissato su questo simbolo, anche se le immagini lampeggiano a sinistra o a destra di esso.

Procedi mostrando loro 50 immagini, ognuna delle quali viene presentata per 150 ms, in ordine casuale, e divisa equamente tra i lati. Dopo ogni presentazione, istruire il paziente a identificare l'oggetto ad alta voce: "Mela". Registra tutte le loro risposte.

Se il paziente non è in grado di nominare lo stimolo visivo, chiedigli di disegnarlo con la mano sullo stesso lato del campo visivo in cui è stata mostrata l'immagine. Questo costituisce l'attività degli oggetti di disegno.

Assicurarsi che il paziente non guardi la propria mano mentre sta disegnando, al fine di mantenere l'isolamento iniziale dello stimolo in un emisfero cerebrale.

Per confermare che il paziente conosca il nome dello stimolo quando viene presentato contemporaneamente a entrambi i campi visivi, chiedigli di guardare il disegno completato e di identificare verbalmente l'oggetto che rappresenta: "Scopa". Ancora una volta, registra tutte le risposte del paziente.

Per analizzare i dati, calcolare innanzitutto la percentuale di risposte verbali corrette tra i pazienti per gli stimoli presentati ai campi visivi sinistro e destro.

Procedi compilando separatamente la percentuale di punteggi di risposta verbale corretti per le posizioni sinistra e destra di ciascun partecipante al controllo.

Per identificare eventuali deficit nel comportamento del paziente, confrontare i dati di controllo e quelli del paziente utilizzando un test di analisi della varianza a misure ripetute. Ripetete l'analisi per tutti i dati raccolti dal test di disegno.

Si noti che mentre i pazienti in genere non sono in grado di nominare gli stimoli presentati al campo visivo sinistro, possono disegnarli con la mano sinistra con un alto grado di precisione. Ciò dimostra una dissociazione tra la capacità di un paziente di riconoscere e nominare verbalmente un oggetto.

Ora che sai come testare le funzioni degli emisferi sinistro e destro di pazienti con split brain con stimoli visivi, vediamo come i ricercatori esplorano e applicano la lateralizzazione in altri contesti.

Hai imparato che la separazione chirurgica dei due emisferi è spesso usata per trattare i pazienti con epilessia, che è caratterizzata da convulsioni.

Di conseguenza, molti neuroscienziati stanno cercando di capire se la tempistica di questa disconnessione, sia che il corpo calloso venga reciso durante l'infanzia o l'età adulta, abbia qualche effetto sulle funzioni cognitive di un paziente.

È importante sottolineare che tale lavoro ha dimostrato che, rispetto agli adulti, i bambini sperimentano meno o meno effetti cognitivi in seguito alla disconnessione degli emisferi cerebrali, suggerendo che i cervelli giovani dimostrano un grande grado di plasticità.

Fino ad ora, ci siamo concentrati sul corpo calloso come principale collegamento tra l'emisfero sinistro e destro.

Tuttavia, altri fasci di fibre nervose consentono la comunicazione tra i lati del cervello. Tra questi c'è la commessura anteriore, che è stata implicata nel trasferimento di informazioni sensoriali, come quelle relative alla vista o all'olfatto.

Pertanto, alcuni ricercatori stanno esaminando come la disconnessione di uno o più di questi fasci – con o senza recisione del corpo calloso – influenzi il comportamento del paziente.

Hai appena visto il video di JoVE sul test dei pazienti con cervello diviso utilizzando stimoli visivi. A questo punto, dovresti capire come presentare le immagini ai due campi visivi e raccogliere e interpretare i dati relativi alle capacità degli emisferi cerebrali sinistro e destro. Dovresti anche sapere come i dati dei pazienti con cervello diviso vengono utilizzati per sviluppare trattamenti migliori per l'epilessia e comprendere i ruoli dei diversi fasci di fibre nervose nel cervello.

Grazie per l'attenzione!