Расщепленный мозг

Нейропсихологи изучают пациентов с «расщепленным мозгом», чтобы исследовать уникальные функции левого и правого полушарий мозга — другими словами, изучить латерализацию — а также исследовать природу связи между этими областями.

В первую очередь, информация с одной стороны тела обрабатывается в противоположной половине мозга. Кроме того, каждое полушарие контралатерально направляет движения тела.

Эти области также имеют различную когнитивную силу: левая сторона обычно связана с контролем языка и речи, в то время как правая играет большую роль в обработке визуально-пространственной информации, например, в оценке пространственного расположения циферблатов на машине.

В норме, скопления нейронов? Аксоны, называемые пучками нервных волокон, передают информацию между этими полушариями. Одним из самых крупных таких участков является мозолистое тело.

Тем не менее, эта межполушарная связь прерывается у пациентов с расщепленным мозгом, чьи мозолистые тела были отделены хирургическим путем – лечение, иногда используемое для снижения неконтролируемой нервной активности, характерной для эпилепсии, от распространения по всему мозгу.

Используя усовершенствованные методы психолога Майкла Газзаниги, это видео демонстрирует, как тестировать пациентов с расщепленным мозгом и оценивать их когнитивные способности, в частности, производство речи, а также иллюстрирует методы сбора и анализа данных.

В этом эксперименте пациентам показывают изображения предметов повседневного обихода и просят произнести название каждого предмета.

Чтобы добиться латерализации, пациентам предлагается сосредоточиться на символе креста в центре экрана компьютера и оставаться зацикленными на этой форме в течение всего эксперимента. Здесь крест служит точкой отсчета, рядом с которой справа или слева могут быть показаны визуальные стимулы.

Если изображение представлено в правой части экрана, оно попадает в правое поле зрения, которое, как это ни парадоксально, обрабатывается левыми частями обоих глаз. Эти области затем проецируют наблюдаемое изображение в левое полушарие мозга, где оно идентифицируется.

Таким образом, функции левого полушария мозга можно оценить, показывая изображения в правом поле зрения.

Аналогичным образом, стимул, представленный слева от креста на экране — в левом поле зрения — может быть использован для оценки роли правого полушария.

Во время задания по именованию объектов в общей сложности пятьдесят рисунков, таких как рисунок курицы, появляются по одному на случайной стороне монитора — справа или слева.

Картинки получаются в течение менее 150 мс. Поскольку этого времени недостаточно для того, чтобы пациент мог двигать глазами для изменения положения изображения, это гарантирует, что только исследуемое полушарие мозга «видит» стимул.

После того, как изображение исчезает, пациент должен опознать его вслух, что служит мерой латерализации вербальных лингвистических способностей.

В данном случае зависимая переменная — это процент изображений, отображаемых в левом и правом полях зрения, которые пациент может назвать, другими словами, точность вербальной идентификации.

Основываясь на предыдущей работе Газзаниги и других, ожидается, что пациенты смогут с высокой точностью называть изображения, представленные в правом поле зрения, так как эту информацию видит левое полушарие – область, способная управлять речью.

Тем не менее, пациенты не смогут вербально идентифицировать изображения, отображаемые в левом поле зрения, поскольку эта информация обрабатывается правым полушарием мозга, которое не способно генерировать речь и «у пациентов с расщепленным мозгом» не может общаться с левым полушарием, способным к речи.

Если изображение не может быть названо, это называется аномией, выполняется задание на рисование, которое служит нелингвистической мерой стимульного знания.

В этом случае пациенты должны создать изображение изображения, которое им было показано, используя руку на ипсилатеральной поверхности или на той же стороне, что и исследуемое поле зрения. Таким образом, если пациент не может вербально идентифицировать объект, представленный в левой части экрана, он должен нарисовать его левой рукой.

В данном случае зависимая переменная — это процент изображений, отображаемых в левом и правом визуальных полях, которые точно отрисованы.

Ожидается, что пациенты, которые не могут назвать изображения, показанные слева на мониторе, все равно смогут нарисовать их левой рукой с высокой точностью.

Это связано с тем, что правое полушарие, которое контролирует левую руку и кисть, также обрабатывает информацию из левого поля зрения. Таким образом, для выполнения этой задачи не требуется никакой связи между полушариями.

Перед началом эксперимента провести обзор пациентов? Данные МРТ для определения того, каких пучков нервных волокон им не хватает. Для целей данной демонстрации тестируется пациент, у которого было отделено все мозолистое тело, и его данные сравниваются с данными, собранными у участников контрольной группы.

Поприветствуйте пациента по прибытии и сообщите ему о процедурах исследования. Кроме того, убедитесь, что они подписали все соответствующие формы согласия.

Затем удобно расположите подбородок в подбородке так, чтобы глаза располагались примерно на 22 дюйма. с экрана.

С помощью маленького крестика, отображаемого в центре экрана, подчеркните пациенту, что он должен оставаться фиксированным на этом символе, даже когда изображения мелькают слева или справа от него.

Покажите им 50 изображений, каждое из которых представлено в течение 150 мс, в случайном порядке и поровну разделено между сторонами. После каждой презентации попросите пациента назвать объект вслух: «Яблоко». Запишите все их ответы.

Если пациент не может назвать визуальный стимул, попросите его нарисовать его рукой с той же стороны зрительного поля, в котором было показано изображение. Это и есть задача создания объектов чертежа.

Следите за тем, чтобы пациент не смотрел на свою руку во время рисования, чтобы сохранить первоначальную изоляцию раздражителя к одному полушарию мозга.

Чтобы убедиться, что пациент знает название стимула, когда он одновременно представлен обоим полям зрения, попросите его посмотреть вниз на свой законченный рисунок и вербально идентифицировать объект, который он представляет: «Метла». Опять же, запишите все ответы пациента.

Чтобы проанализировать данные, сначала рассчитайте процент правильных вербальных реакций пациентов на стимулы, представленные в левом и правом полях зрения.

Затем отдельно подсчитайте процент правильных оценок вербальных ответов для левого и правого расположения каждого участника контрольной группы.

Чтобы выявить любые недостатки в поведении пациента, сравните данные контроля и пациента с помощью анализа повторных измерений теста на дисперсию. Повторите анализ для всех данных, собранных в ходе проверки чертежа.

Обратите внимание, что в то время как пациенты обычно не могут назвать стимулы, представленные в левом поле зрения, они могут нарисовать их левой рукой с высокой степенью точности. Это демонстрирует диссоциацию между способностью пациента узнавать и вербально называть объект.

Теперь, когда вы знаете, как проверить функции левого и правого полушарий у пациентов с расщепленным мозгом с помощью визуальных стимулов, давайте посмотрим, как исследователи исследуют и применяют латерализацию в других контекстах.

Вы уже узнали, что хирургическое разделение двух полушарий часто используется для лечения пациентов с эпилепсией, которая характеризуется судорогами.

В результате, многие нейробиологи изучают, влияет ли время этого разрыва (разрывается ли мозолистое тело в детстве или во взрослом возрасте) на когнитивные функции пациента.

Важно отметить, что такая работа показала, что по сравнению со взрослыми, дети испытывают меньше или менее серьезные когнитивные эффекты после разъединения полушарий мозга, что позволяет предположить, что молодой мозг демонстрирует большую степень пластичности.

До сих пор мы фокусировались на мозолистом теле как на главном связующем звене между левым и правым полушариями.

Тем не менее, другие пучки нервных волокон обеспечивают связь между сторонами мозга. Среди них есть передняя спайка, которая участвует в передаче сенсорной информации, например, той, которая относится к зрению или обонянию.

Таким образом, некоторые исследователи изучают, как разъединение одного или нескольких из этих пучков — с разрывом мозолистого тела или без него — влияет на поведение пациента.

Вы только что посмотрели видео JoVE о тестировании пациентов с расщепленным мозгом с использованием визуальных стимулов. К настоящему времени вы должны понять, как представлять изображения в двух полях зрения, а также собирать и интерпретировать данные, относящиеся к способностям левого и правого полушарий мозга. Вы также должны знать, как данные пациентов с расщепленным мозгом используются для разработки лучших методов лечения эпилепсии, и понимать роль различных пучков нервных волокон в мозге.

Спасибо за просмотр!