1. 환자 및 제어 모집
2. 데이터 수집
3. 데이터 분석
출처: 조나스 T. 카플란과 사라 I. 짐벨의 연구소 - 서던 캘리포니아 대학
뇌손상이 인지 기능에 미치는 영향에 대한 연구는 역사적으로 인지 신경 과학을 위한 가장 중요한 도구 중 하나였습니다. 뇌는 신체의 가장 잘 보호 된 부분 중 하나 이지만, 뇌의 기능에 영향을 미칠 수 있는 많은 이벤트가 있다. 혈관 문제, 종양, 퇴행성 질환, 감염, 무딘 힘 외상 및 신경 외과는 뇌 손상의 근본 원인 중 일부에 불과하며, 모두 다른 방법으로 뇌 기능에 영향을 미치는 조직 손상의 다른 패턴을 생성 할 수 있습니다.
신경 심리학의 역사는 뇌의 이해에 있는 발전을 지도한 몇몇 잘 알려진 케이스에 의해 표시됩니다. 예를 들어, 1861년 폴 브로카는 왼쪽 전두엽에 손상이 어떻게 영향을 주었는지 관찰하여 언어 장애인 실어증을 초래했습니다. 또 다른 예로, 기억 상실증 환자로부터 기억 상실증에 대한 큰 거래가 배웠습니다, 헨리 몰라이슨의 유명한 경우와 같은, 신경 심리학 문학에서 몇 년 동안 알려진 "H.M.," 그의 현세엽 수술은 새로운 기억의 특정 종류를 형성에 깊은 적자를 주도.
초점 뇌 손상을 가진 환자의 관찰 및 테스트는 뇌의 기능에 대한 통찰력을 신경 과학을 제공했지만, 적자의 특정 특성을 밝히기 위해 테스트를 설계하는 데 세심한 주의를 기울여야합니다. 또한 뇌는 상호 연결된 뉴런의 복잡한 네트워크이기 때문에 한 뇌 부위의 손상은 손상으로부터 멀리 떨어진 지역에서 기능에 영향을 미칠 수 있습니다. 뇌 손상이 뇌 영역 간의 연결에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 보여주기 위해이 비디오는 소위 분할 뇌의 경우를 검사합니다.
코퍼스 캘로섬은 뇌의 왼쪽과 오른쪽 반구를 연결하는 섬유의 큰 번들입니다. 그것은 두뇌에 있는 가장 큰 백색 물질 기관 중 하나 이며 쉽게 뇌의 중간선의 처진 보기에 인식 될 수 있습니다. 1960 년대에, 신경 외과 의사는 코퍼스 callosum절단이 뇌를 통해 확산 제어 할 수없는 신경 활동을 포함하는 간질의 특정 종류에 대한 성공적인 치료가 될 수 있음을 발견했다. 분할 뇌 수술을 받은 사람들은 두 반구를 외과적으로 분리하여 왼쪽과 오른쪽 반구가 더 이상 의사 소통을 할 수 없게되었습니다. 이 조건은 실험자가 좌우 반구의 기능을 독립적으로 조사하고, 상대적 능력에 대해 배우고, 그들 사이의 의사 소통의 본질에 대해 배울 수 있게 했습니다.
이 비디오는 두뇌의 두 반구 사이 다름의 몇몇을 드러내고 그 같은 단절의 몇몇 극적인 결과를 보기 위하여 분할 두뇌 환자를 시험하는 방법을 보여줍니다. 이 실험의 원래 버전은 마이클 Gazzaniga와 동료에 의해 개발되었다1, 2 나중에 다른 사람에 의해 정교했다; 3 여기에 제시 된 버전은 방법론의 최신 현대화를 통합합니다.
1. 환자 및 제어 모집
2. 데이터 수집
3. 데이터 분석
신경 심리학자들은 좌뇌와 우뇌 반구의 독특한 기능을 조사하기 위해, 즉 측뇌를 연구하기 위해, 그리고 이 영역들 사이의 의사소통의 본질을 조사하기 위해 "분할뇌" 환자를 연구한다.
주로 신체의 한쪽에서 오는 정보는 뇌의 반대쪽 절반 내에서 처리됩니다. 또한 각 반구는 반대쪽으로 신체 움직임을 지시합니다.
이 영역들은 또한 다른 인지적 강점을 가지고 있습니다: 왼쪽은 일반적으로 언어와 말하기의 제어와 관련이 있는 반면, 오른쪽은 기계에서 다이얼의 공간적 배열을 판단하는 것과 같은 시공간 정보를 처리하는 데 큰 역할을 합니다.
일반적으로 뉴런의 집합? 신경 섬유 다발이라고 하는 축삭돌기는 이 반구 간에 정보를 전달합니다. 그러한 지역 중 가장 큰 것 중 하나는 corpus callosum입니다.
그러나 이러한 반구 간 의사소통은 뇌가 분리되어 수술로 절단된 분뇌 환자에서는 중단되는데, 이 치료법은 간질의 특징인 통제할 수 없는 신경 활동이 뇌 전체로 퍼지는 것을 줄이기 위해 때때로 사용됩니다.
이 비디오는 심리학자 마이클 가자니가(Michael Gazzaniga)의 기법을 현대화하여 분뇌 환자를 검사하고 인지 능력, 특히 언어 능력을 평가하는 방법과 데이터 수집 및 분석 방법을 보여줍니다.
이 실험에서 환자는 일상적인 물건의 이미지를 보여주고 각 물건의 이름을 말로 말하도록 요청받습니다.
측면화를 달성하기 위해 환자는 컴퓨터 화면 중앙에 있는 십자 기호에 초점을 맞추도록 지시받고 실험 기간 동안 이 모양에 고정되어 있으라는 지시를 받습니다. 여기서 십자가는 시각적 자극이 오른쪽 또는 왼쪽에 표시될 수 있는 기준점 역할을 합니다.
이미지가 화면의 오른쪽에 표시되면 오른쪽 시야에 속하게 되는데, 이는 아마도 직관과는 반대로 양쪽 눈의 왼쪽 부분에 의해 처리됩니다. 그런 다음 이 영역은 관찰된 이미지를 뇌의 좌반구에 투사하여 식별됩니다.
따라서 좌뇌 반구의 기능은 오른쪽 시야에 이미지를 표시하여 평가할 수 있습니다.
마찬가지로, 화면의 왼쪽 시야에서 십자가의 왼쪽에 제시된 자극은 오른쪽 반구의 역할을 평가하는 데 사용할 수 있습니다.
개체 이름 지정 작업을 수행하는 동안 닭과 같은 총 50개의 그림이 모니터의 오른쪽 또는 왼쪽에 있는 임의의 면에 한 번에 하나씩 나타납니다.
사진은 150ms 미만으로 표시됩니다. 이 시간은 환자가 이미지의 위치를 변경하기 위해 눈을 움직일 수 있는 충분한 시간이 아니기 때문에 테스트 중인 뇌 반구만 자극을 "볼" 수 있습니다.
이미지가 사라진 후 환자는 그 이미지를 소리 내어 식별해야 하며, 이는 언어 능력의 측면화를 측정하는 척도로 사용됩니다.
여기서 종속 변수는 환자가 이름을 붙일 수 있는 왼쪽 및 오른쪽 시야에 표시된 이미지의 비율, 즉 구두 식별의 정확도입니다.
Gazzaniga와 다른 사람들의 이전 연구를 바탕으로 환자는 언어를 제어할 수 있는 영역인 좌반구에서 이 정보를 볼 수 있기 때문에 오른쪽 시야에 제시된 이미지의 이름을 매우 정확하게 지정할 수 있을 것으로 예상됩니다.
그러나 환자는 좌측 시야에 표시된 사진을 구두로 식별할 수 없는데, 이 정보는 우뇌 반구에 의해 처리되기 때문에 언어를 생성할 수 없고 "분할 뇌 환자의 경우" 언어 능력이 있는 좌측과 의사 소통을 할 수 없습니다.
이미지에 이름을 붙일 수 없는 경우, 아노미아(anomia)라고 부르는 드로잉 작업이 수행되는데, 이는 자극 지식의 비언어적 척도로 작용한다.
여기서 환자는 동측 또는 테스트된 시야와 같은 쪽에 있는 손을 사용하여 보여준 이미지의 사진을 만들어야 합니다. 따라서 환자가 화면 왼쪽에 제시된 물체를 말로 식별할 수 없는 경우 왼손으로 그려야 합니다.
이 경우 종속 변수는 왼쪽 및 오른쪽 시야에 표시되는 이미지 중 정확하게 그려진 이미지의 백분율입니다.
모니터의 왼쪽에 표시된 그림의 이름을 말할 수 없는 환자는 여전히 왼손을 사용하여 높은 정확도로 그림을 그릴 수 있을 것으로 예상됩니다.
이것은 왼쪽 팔과 손을 제어하는 오른쪽 반구가 왼쪽 시야의 정보도 처리한다는 사실 때문입니다. 따라서 이 작업을 완료하기 위해 반구 간에 통신이 필요하지 않습니다.
실험을 시작하기 전에 환자를 검토하시겠습니까? 어떤 신경 섬유 다발이 부족한지 확인하기 위한 MRI 데이터. 이 시연의 목적을 위해, 전체 말뭉치가 절단된 환자를 테스트하고, 이들의 데이터를 대조군 참가자로부터 수집한 데이터와 비교합니다.
환자가 도착하면 인사하고 연구 절차를 알려줍니다. 또한 모든 적절한 동의서에 서명했는지 확인하십시오.
그런 다음 눈이 약 22인치 위치에 있도록 턱받이에 편안하게 턱을 놓습니다. 화면에서.
화면 중앙에 작은 십자가를 표시하고, 이미지가 왼쪽이나 오른쪽으로 번쩍이더라도 이 기호에 계속 고정해야 한다는 것을 환자에게 강조합니다.
각각 150ms 동안 임의의 순서로 표시되고 양쪽에 균등하게 나누어진 50개의 이미지를 보여주어 진행합니다. 모든 프레젠테이션이 끝나면 환자에게 "Apple"이라는 물체를 큰 소리로 식별하도록 지시합니다. 그들의 대답을 모두 기록한다.
환자가 시각적 자극의 이름을 말할 수 없는 경우, 그림이 표시된 시야와 같은 쪽에 손을 대고 그리도록 요청하십시오. 이것이 드로잉 개체 작업을 구성합니다.
자극이 한쪽 뇌 반구로 초기에 격리된 상태를 유지하기 위해 환자가 그림을 그릴 때 손을 보지 않도록 합니다.
자극이 두 시야에 동시에 제시될 때 환자가 자극의 이름을 알고 있는지 확인하기 위해, 완성된 그림을 내려다보고 그것이 나타내는 물체인 "빗자루"를 구두로 식별하도록 합니다. 다시 말하지만, 환자의 모든 반응을 기록합니다.
데이터를 분석하려면 먼저 왼쪽 및 오른쪽 시야에 제시된 자극에 대한 환자 전체의 올바른 언어 반응 비율을 계산합니다.
각 통제 참가자의 왼쪽 및 오른쪽 위치에 대한 올바른 언어 응답 점수의 백분율을 별도로 컴파일하여 진행합니다.
환자 행동의 결함을 식별하려면 분산 반복 측정 분석 검정을 사용하여 대조군 데이터와 환자 데이터를 비교합니다. 도면 테스트에서 수집된 모든 데이터에 대해 해석을 반복합니다.
위치환자는 일반적으로 왼쪽 시야에 제시된 자극의 이름을 말할 수 없지만 왼손으로 높은 정확도로 그릴 수 있습니다. 이것은 환자가 물체를 인식하고 구두로 이름을 지정하는 능력 사이의 분리를 보여줍니다.
이제 시각적 자극으로 분할 뇌 환자의 좌반구와 우반구의 기능을 테스트하는 방법을 알았으니, 연구자들이 다른 맥락에서 측방화를 어떻게 탐색하고 적용하는지 알아보겠습니다.
당신은 두 반구의 외과적 분리가 발작을 특징으로 하는 간질 환자를 치료하는 데 자주 사용된다는 것을 배웠습니다.
그 결과, 많은 신경과학자들은 이러한 단절의 시기, 즉 말뭉치가 어린 시절이나 성인기에 절단되었는지 여부가 환자의 인지 기능에 영향을 미치는지 여부를 조사하고 있습니다.
중요한 것은, 이러한 연구는 성인에 비해 어린이가 뇌 반구의 단절 후 인지 효과를 덜 경험하거나 덜 심각하다는 것을 보여주었으며, 이는 어린 뇌가 상당한 가소성을 보인다는 것을 시사합니다.
지금까지 우리는 좌반구와 우반구 사이의 주요 연결로 말뭉치(corpus callosum)에 초점을 맞추었습니다.
그러나 다른 신경 섬유 다발은 뇌의 양쪽 사이의 통신을 가능하게 합니다. 그 중에는 전방 커미셔(anterior commissure)가 있는데, 이는 시각이나 후각과 관련된 것과 같은 감각 정보의 전달과 관련이 있습니다.
따라서 일부 연구자들은 말뭉치의 단절이 있든 없든 이러한 다발 중 하나 이상의 단절이 환자의 행동에 어떤 영향을 미치는지 조사하고 있습니다.
당신은 방금 시각적 자극을 사용하여 분할 뇌 환자를 테스트하는 JoVE의 비디오를 보았습니다. 지금쯤이면 두 개의 시야에 이미지를 표시하는 방법과 좌뇌 및 우뇌 반구의 능력과 관련된 데이터를 수집하고 해석하는 방법을 이해해야 합니다. 또한 뇌 분열 환자의 데이터가 더 나은 간질 치료법을 개발하는 데 어떻게 사용되는지 알고 뇌에서 다양한 신경 섬유 다발의 역할을 이해해야 합니다.
시청해 주셔서 감사합니다!
전형적으로, callosotomy 환자는 좌측 시각 반필드에 제시된 객체를 위한 아노미아를 전시합니다. Anomia는 개체의 이름을 지정할 수 없습니다. 그러나 오른쪽 시야에 제시된 개체의 이름은 정확도가높습니다(그림 1).

그림 1: 왼쪽 및 오른쪽 시각적 필드에 제시된 자극에 대한 명명 개체 작업의 환자 및 제어 성능입니다. 환자(검정원)는 왼쪽 시야에 제시된 개체의 이름을 구두로 지정할 수 없지만 오른쪽 시야에서 개체의 이름을 지정할 수 있습니다. 반면, 컨트롤 모집단(블루 다이아몬드)은 왼쪽 및 오른쪽 시각적 필드에 제시된 객체의 이름을 지정할 수 있습니다.
일부 환자는 구두로 이름을 지정할 수 없더라도 왼쪽 시야에 제시된 물체를 성공적으로 그릴 수 있습니다(그림2).

그림 2: 왼쪽 및 오른쪽 시각적 필드에 제시된 자극에 대한 도면 객체 작업의 환자 및 제어 성능. 환자(블랙 서클) 및 제어 인구(블루 다이아몬드)는 왼쪽 및 오른쪽 시야에 제시된 물체를 그릴 수 있습니다. 환자의 성능은 일치하는 컨트롤과 다르지 않습니다.
이 경우에, 환자는 일반적으로 아무 것도 본 적이 없다고 말합니다. 음성을 제어하는 왼쪽 반구가 시각적 이미지를 볼 수 없기 때문입니다. 그러나 개체를 본 오른쪽 반구는 이를 인식할 수 있지만 음성을 생성할 수는 없습니다. 오른쪽 반구는 주로 왼손을 제어하기 때문에 환자는 왼손으로 물체를 그릴 수 있습니다. 이 결과는 개체를 인식하는 능력과 개체의 구두 이름을 구두로 지정하는 기능 사이의 해리를 보여 줍니다.
그대로 코포라 캘로사를 가진 제어 모집단은 왼쪽 또는 오른쪽 시각적 필드에 제시된 개체의 이름과 그림을 그릴 수 있습니다. 이것은 정보가 한 반구에서 다른 반구로 자유롭게 전달되어 뇌 영역 간의 정보 공유를 허용하기 때문입니다.
분할 뇌 환자의 경우 두 대뇌 반구의 상대적 전문화를 밝혀. 이러한 전문화의 대부분은 또한 유사한 기술을 사용하여 온전한 쉼표를 가진 건강한 사람들에서 입증될 수 있습니다. 예를 들어, 사람들은 왼쪽 시야에 제시될 때와 비교하여 오른쪽 시야에서 짧게 제시될 때 단어를 더 빨리 인식하는 경향이 있습니다. 이 실험은 또한 두 개의 두뇌 지구가 건강한 경우에, 다른 지구 사이 연결에 손상이 행동에 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여줍니다.
그러나, 분할 된 뇌를 테스트하는 동안 두 대뇌 반구 사이의 차이를 보여줍니다 기억하는 것이 중요합니다, 그대로 뇌에서, 두 반구는 지속적으로 서로 상호 작용하고 콘서트에서 작동. 자극을 한 시야로 분리하려면 중앙 고정에서 매우 간단하고 멀리 자극을 제시 할 수있는 특수 장비가 필요합니다. 중앙 시력은 두 반구에 의해 처리되고 눈이 일반적으로 환경을 스캔하기 때문에 일상 생활에서 발생할 가능성이있는 상황이 아닙니다.
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Applications
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