Rozdwojony mózg

Neuropsycholodzy badają pacjentów z "rozdwojonym mózgiem", aby zbadać unikalne funkcje lewej i prawej półkuli mózgu – innymi słowy, aby zbadać lateralizację – a także zbadać naturę komunikacji między tymi regionami.

Mówiąc przede wszystkim, informacje z jednej strony ciała są przetwarzane w drugiej połowie mózgu. Ponadto każda półkula kontralateralnie kieruje ruchami ciała.

Obszary te mają również różne mocne strony poznawcze: lewa strona jest zwykle związana z kontrolą języka i mowy, podczas gdy prawa odgrywa dużą rolę w przetwarzaniu informacji wzrokowo-przestrzennych – takich jak ocena przestrzennego rozmieszczenia tarcz w maszynie.

Normalnie zbiory neuronów? Aksony - określane jako wiązki włókien nerwowych - przenoszą informacje między tymi półkulami. Jednym z największych takich traktów jest ciało modzelowate.

Jednak ta komunikacja między półkulami jest przerywana u pacjentów z rozszczepionym mózgiem, których ciała modzelowate zostały chirurgicznie odcięte - leczenie czasami stosowane w celu zmniejszenia niekontrolowanej aktywności neuronalnej charakterystycznej dla padaczki przed rozprzestrzenianiem się po całym mózgu.

Wykorzystując unowocześnienie technik psychologa Michaela Gazzanigi, film ten pokazuje, jak testować pacjentów z rozdwojonym mózgiem i oceniać ich zdolności poznawcze – w szczególności produkcję mowy – oraz ilustruje metody zbierania i analizy danych.

W tym eksperymencie pacjentom pokazuje się obrazy przedmiotów codziennego użytku i prosi się o zwerbalizowanie nazwy każdego przedmiotu.

Aby osiągnąć lateralizację, pacjenci są instruowani, aby skupić się na symbolu krzyża na środku ekranu komputera i proszeni są o pozostanie skupionym na tym kształcie przez cały czas trwania eksperymentu. W tym przypadku krzyż służy jako punkt odniesienia, obok którego bodźce wzrokowe mogą być pokazywane zarówno po prawej, jak i po lewej stronie.

Jeśli obraz jest prezentowany po prawej stronie ekranu, wpada w prawe pole widzenia, które, być może wbrew intuicji, jest przetwarzane przez lewe części obu oczu. Obszary te następnie rzutują obserwowany obraz na lewą półkulę mózgu, gdzie jest identyfikowany.

W ten sposób funkcje lewej półkuli mózgu można ocenić, pokazując obrazy w prawym polu widzenia.

Podobnie, bodziec prezentowany po lewej stronie krzyża na ekranie – w lewym polu widzenia – może być wykorzystany do oceny ról prawej półkuli.

Podczas zadania nazywania obiektów w sumie pięćdziesiąt rysunków, takich jak rysunek kurczaka, pojawia się pojedynczo po losowej stronie monitora – po prawej lub lewej stronie.

Obrazy są prezentowane przez mniej niż 150 ms. Ponieważ nie jest to wystarczająco dużo czasu, aby pacjent mógł poruszyć oczami w celu zmiany położenia obrazu, zapewnia to, że tylko badana półkula mózgu "widzi" bodziec.

Po zniknięciu obrazu pacjent musi go zidentyfikować na głos, co służy jako miara lateralizacji werbalnych zdolności językowych.

W tym przypadku zmienną zależną jest procent obrazów wyświetlanych w lewym i prawym polu widzenia, które pacjent jest w stanie nazwać – innymi słowy, dokładność identyfikacji werbalnej.

Opierając się na wcześniejszych pracach Gazzanigi i innych, oczekuje się, że pacjenci będą w stanie nazwać obrazy prezentowane w prawym polu widzenia z dużą dokładnością, ponieważ informacje te są widziane przez lewą półkulę - region zdolny do kontrolowania mowy.

Jednak pacjenci nie będą w stanie werbalnie zidentyfikować obrazów wyświetlanych w lewym polu widzenia, ponieważ informacje te są przetwarzane przez prawą półkulę mózgu, która nie jest zdolna do generowania języka, a u pacjentów z rozdwojonym mózgiem nie może komunikować się z lewą stroną zdolną do mówienia.

Jeśli obrazu nie można nazwać – co określa się mianem anomii – wykonywane jest zadanie rysunkowe, które służy jako niejęzykowa miara wiedzy o bodźcach.

W tym przypadku pacjenci muszą stworzyć obraz obrazu, który został im pokazany, używając ręki po stronie ipsilateralnej lub po tej samej stronie, co badane pole widzenia. Tak więc, jeśli pacjenci nie mogą werbalnie zidentyfikować obiektu przedstawionego po lewej stronie ekranu, powinni narysować go lewą ręką.

W tym przypadku zmienną zależną jest procent obrazów wyświetlanych w lewym i prawym polu widzenia, które są dokładnie narysowane.

Oczekuje się, że pacjenci, którzy nie są w stanie nazwać obrazków wyświetlanych po lewej stronie monitora, nadal będą w stanie je narysować - lewą ręką - z dużą dokładnością.

Wynika to z faktu, że prawa półkula – która kontroluje lewe ramię i dłoń – również przetwarza informacje z lewego pola widzenia. W związku z tym do wykonania tego zadania nie jest potrzebna komunikacja między półkulami.

Przed rozpoczęciem eksperymentu należy przejrzeć pacjentów? Dane MRI w celu określenia, których wiązek włókien nerwowych im brakuje. Na potrzeby tej demonstracji badany jest pacjent, u którego przecięto całe ciało modzelowate, a jego dane zostaną porównane z danymi zebranymi od uczestników kontrolnych.

Przywitaj się z pacjentem po przyjeździe i poinformuj go o procedurach badawczych. Ponadto upewnij się, że podpisali wszystkie odpowiednie formularze zgody.

Następnie umieść podbródek wygodnie w podbródku, tak aby jego oczy znajdowały się około 22 cali. z ekranu.

Z małym krzyżykiem wyświetlanym na środku ekranu, podkreśl pacjentowi, że musi pozostać skupiony na tym symbolu, nawet gdy obrazy migają po lewej lub prawej stronie niego.

Kontynuuj, pokazując im 50 obrazów, z których każdy jest prezentowany przez 150 ms, w losowej kolejności i równo podzielony między stronami. Po każdej prezentacji poinstruuj pacjenta, aby zidentyfikował na głos obiekt: "Jabłko". Nagraj wszystkie ich odpowiedzi.

Jeśli pacjent nie potrafi nazwać bodźca wzrokowego, poproś go, aby narysował go ręką po tej samej stronie, co pole widzenia, w którym pokazano obrazek. Jest to zadanie dla obiektów rysunkowych.

Upewnij się, że pacjent nie patrzy na swoją rękę podczas rysowania, aby zachować początkową izolację bodźca do jednej półkuli mózgu.

Aby potwierdzić, że pacjent zna nazwę bodźca, gdy jest on jednocześnie prezentowany w obu polach widzenia, poproś go, aby spojrzał na ukończony rysunek i werbalnie zidentyfikował obiekt, który reprezentuje: "Miotła". Ponownie zapisz wszystkie odpowiedzi pacjenta.

Aby przeanalizować dane, najpierw oblicz procent prawidłowych odpowiedzi werbalnych u pacjentów na bodźce prezentowane w lewym i prawym polu widzenia.

Kontynuuj, oddzielnie kompilując procent poprawnych wyników odpowiedzi werbalnych dla lewej i prawej lokalizacji każdego uczestnika kontrolnego.

Aby zidentyfikować wszelkie deficyty w zachowaniu pacjenta, porównaj dane kontrolne i dane pacjenta za pomocą analizy powtarzających się pomiarów testu wariancji. Powtórz analizę dla wszystkich danych zebranych z testu rysunkowego.

Zauważ, że chociaż pacjenci zazwyczaj nie są w stanie nazwać bodźców prezentowanych w lewym polu widzenia, mogą je narysować - lewą ręką - z dużą dokładnością. Pokazuje to dysocjację między zdolnością pacjenta do rozpoznawania i werbalnego nazywania obiektu.

Teraz, gdy wiesz już, jak testować funkcje lewej i prawej półkuli pacjentów z rozdwojonym mózgiem za pomocą bodźców wzrokowych, zobaczmy, jak naukowcy badają i stosują lateralizację w innych kontekstach.

Dowiedziałeś się, że chirurgiczne oddzielenie dwóch półkul jest często stosowane w leczeniu pacjentów z padaczką, która charakteryzuje się napadami padaczkowymi.

W rezultacie, wielu neurobiologów zastanawia się, czy czas tego odłączenia – czy ciało modzelowate jest przecięte w dzieciństwie czy w wieku dorosłym – ma jakikolwiek wpływ na funkcje poznawcze pacjenta.

Co ważne, takie prace wykazały, że w porównaniu z dorosłymi, dzieci doświadczają mniej lub mniej poważnych efektów poznawczych po odłączeniu półkul mózgowych, co sugeruje, że młode mózgi wykazują duży stopień plastyczności.

Do tej pory skupialiśmy się na ciele modzelowatym jako głównym połączeniu między lewą i prawą półkulą.

Jednak inne wiązki włókien nerwowych pozwalają na komunikację między stronami mózgu. Wśród nich jest spoidło przednie, które jest związane z przekazywaniem informacji sensorycznych, takich jak te odnoszące się do wzroku lub zapachu.

Dlatego niektórzy badacze przyglądają się, w jaki sposób odłączenie jednej lub więcej z tych wiązek - z odcięciem ciała modzelowatego lub bez - wpływa na zachowanie pacjenta.

Właśnie obejrzałeś film JoVE na temat testowania pacjentów z rozdwojonym mózgiem za pomocą bodźców wizualnych. Do tej pory powinieneś zrozumieć, jak prezentować obrazy w dwóch polach widzenia oraz zbierać i interpretować dane dotyczące zdolności lewej i prawej półkuli mózgu. Powinieneś również wiedzieć, w jaki sposób dane od pacjentów z rozdwojonym mózgiem są wykorzystywane do opracowywania lepszych metod leczenia padaczki i rozumieć rolę różnych wiązek włókien nerwowych w mózgu.

Dzięki za oglądanie!