裂脑

Neuropsychology

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Overview

资料来源: 乔纳斯 · 卡普兰和莎拉一、 贝尔实验室 — — 南加利福尼亚大学

如何对大脑的损害影响认知功能的研究历来认知神经科学的最重要工具之一。虽然大脑是身体最受保护的部分之一,有很多事件,可以影响大脑的功能。血管问题、 钝力外伤、 肿瘤、 感染、 退行性疾病神经外科都只是一些脑损伤,所有的一切都可能产生不同的形态组织损伤,影响大脑运作方式不同的根本原因。

神经心理学的历史,留下了几个知名的情况下,导致大脑的理解的研究进展。例如,在 1861年保罗 · 布洛卡区如何观察损伤左侧额叶叶导致失语,后天的语言障碍。作为另一个例子,很多关于内存已吸取了失忆症,如亨利 Molaison,多年来在神经心理学文献中称为"陛下,"其颞叶手术导致深刻的赤字在形成新的记忆某些种类的著名一例患者。

同时观察和测试的局灶性脑损伤患者神经科学运作的大脑,非常小心的洞察必须采取在设计测试揭示财政赤字的具体性质提供了。而且,因为大脑是一个复杂的相互关联的神经元网络,一个大脑区域损坏可以会影响在很远的地方从损害地区运作。为了演示如何脑损伤可影响脑区之间的连接,这个视频检查所谓裂脑的一例。

胼胝体是大脑的一大束纤维连接左、 右半球。它是一种在大脑中最大的白质束,可以很容易地确认的大脑正中矢状面视图。在 20 世纪 60 年代,神经外科医生发现切割胼胝体可以成功治疗某些类型的癫痫,涉及传播通过大脑无法控制神经活动。裂手术的人有手术把他们分开,他们两个半球,以致左、 右半球都不再能够进行沟通。这种情况下允许实验探讨左、 右半球的功能独立,要学习相关的能力,并了解它们之间的通信的性质。

该视频演示如何测试揭示了一些大脑两个半球之间的差异,想看看这样的网络断开一些戏剧性后果裂病人。这些实验的原始版本是由 Michael Gazzaniga 和他的同事,1、 2及以后详细阐述了别人;3版本在这里提出了一种集成了更近现代化的方法。

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JoVE Science Education Database. 神经心理学精要. 裂脑. JoVE, Cambridge, MA, (2019).

Procedure

1.病人和控制招聘

  1. 有的患者断综合征,包括完全和部分外科 callosotomies 和先天性的条件,如发育不全的胼胝体 (ACC),在其中胼胝体不充分开发多种。有很多大片,连接两个半球;最大的是胼胝体,但一些纤维交叉在前连合、 海马合生面和后连合。
    请注意这些不同品种的断开连接可能会导致不同的行为结果,在这种测试。
  2. 本实验的目的,预先选择通过神经影像学病人,以确认没有连接的纤维。
    1. 标准 MRI 弥散成像,可用于图像白质,并特别有用。了解哪些连接的纤维在病人中存在有助于与结果的解释。在这个演示中,完整的 callosotomy 患者被选。
  3. 确保病人已被充分告知研究程序,并签署了相应许可的所有窗体。
  4. 招聘 20 名学员相同年龄和性别作为病人,情报,采用分数上韦氏成人智力量表 (WAIS) 相匹配。

2.数据收集

  1. 为向左或向右半球单独的视觉刺激,刺激必须正确提交一个视野。请注意,这并不等于呈现一眼刺激。每只眼睛项目向这两个半球的大脑;例如,左眼看到左的视野的一部分处理由右半球,但处理右侧视野的左眼的一部分被左半球。因此,呈现与左半球的形象,目前它完全内右侧视野是右侧的病人在哪里看。
    1. 为了实现这一侧,使用腮托保持眼睛从电脑屏幕大约 22 英寸。地方舒舒服服地在脑门贴,面对屏幕内的病人的下巴。
    2. 有一个小十字架,留在屏幕提供病人要注视他们的眼睛的位置的中心。
    3. 即使当图像出现向左或向右部指导病人保持他们在实验中,这个十字架上的固定。
    4. 向病人解释图像出现时,他们应该说大声的对象的名称。
  2. 目前已知对象浅谈左侧或右侧的屏幕,分别投射到大脑中,在右侧或左侧半球的图像。从一组对象,其中包括容易辨认的绘图,如一个苹果、 一个球、 一把扫帚和一只鸡的随机按顺序介绍了 50 幅图像。
    1. 目前小于 150 毫秒,以确保适当的偏侧化的图像。这是足够的时间来看看起刺激作用,但速度不够快,所以病人不能移动他们的眼睛,要看到在中央视觉刺激。
    2. 要求患者名字大声,屏幕上显示的对象和记录他们的反应。这是口头语言能力测试,应该揭示口语能力大脑半球间的差异。
    3. 如果病人是无法的任何对象的名字,叫病人要绘制的对象,不看纸,用手侧 (在同一边的人) 的刺激。这将作为非语言知识的经济刺激措施。
      1. 对刺激同侧手受看到刺激的半球。例如,当在左视野,提出了一种刺激,它是由右半球处理。右半球则主要负责控制的左手。
      2. 确保病人不看他们的手虽然它绘图,使之保持隔离到一个半球的刺激。
      3. 当病人完成图形对象时,让他们看看对象,说它大声的说出是什么。这证实,病人知道对象的名称时它提出的中央视力,即使他们无法命名它,当它提交一个单一的半球。
  3. 每个控制参与者重复该过程。

3.数据分析

  1. 分析研究病人的性能,请从左和右的视觉半场彼此数据进行比较。为了做到这一点,制成表格的正确和不正确响应每个视野中的数量和测试获得和利用卡方检验的独立观察的那么大的差异的可能性。
  2. 从年龄、 性别和智能匹配控制人口增长,以确定患者的行为在赤字数据与从病人数据进行比较。做到这一点,分别,编译每个人左的视野和右视野的平均得分,比较使用重复测量的方差分析的分布测试 (方差分析)。

神经心理学家研究"裂"的患者,探讨左、 右脑半球的独特功能 — — 换句话说,研究偏侧化 — — 和对这些地区之间的通信的性质也开展调查。

主要来说,在对面半脑内处理了信息从一侧的身体。此外,每个半球神经节指示身体动作。

这些地区也有不同的认知优势: 左手的边的是通常与控制语言和言语,而权起着很大的作用,在处理视觉空间信息 — — 像判断在一台机器上的刻度盘的空间安排。

通常情况下,集合的神经元的轴突 — — 称为神经纤维束间 — — 这两个半球之间传输信息。其中一个最大的这种大片是胼胝体。

然而,这个半球间的通信被中断的语料库 callosa 已被手术切断的裂患者 — — 有时被用来减少蔓延至整个大脑整个的无法控制的神经活动特点的癫痫治疗。

使用现代化的心理学家 Michael Gazzaniga 的技术,该视频演示了如何测试裂患者并评估他们的认知能力 — — 特别演讲生产 — — 和说明了数据收集和分析方法。

在这个实验中,患者显示日常物体的图象并要求描述每个项目的名称。

实现侧,病人都是指示把重点放在中心的计算机屏幕上,十字符号,要保持固定的实验持续时间此形状上。在这里,十字架作为参考点旁边的视觉刺激可显示在右侧或左侧。

如果图像呈现在屏幕的右边,它分为右侧视野 — — 其中,也许与直觉相反,由处理两只眼睛的左部分。这些区域然后项目与左半球的大脑,在那里它确定观测的图像。

因此,左的脑半球的功能可以通过显示右侧视野中的图像进行评估。

同样,提出跨屏幕左侧的刺激 — — 左视野中 — — 可以用来评价右半球的角色。

在命名的对象任务,共五十图纸,这样的一只鸡,出现一次随机一边的显示器 — — 右侧或左侧。

图片介绍为少于 150 女士,因为这不是一名病人,移动他们的眼睛来调整图像的位置足够的时间,它确保只正在测试其大脑半球"看到"的刺激。

图像消失后,病人必须确定它大声,作为偏侧化口头语言能力的一项措施。

在这里,因变量是中左、 右视野,病人能够名称所显示图像的百分比 — — 换句话说,语言识别的准确性。

基于 Gazzaniga 等前期工作,预计病人将能到名称图像精度高,在右侧视野中提出了一种,视为左半球此信息 — — 该地区能够控制语音。

然而,患者将不能口头上识别图片示左视野,因为这一信息由大脑的右半球,即无法产生语言和 — — 裂患者 — — 不能沟通与演讲能力的左侧。

如果图像不能命名 — — 被称为症候 — — 执行绘图任务,作为刺激知识非语言手段。

在这里,病人必须创建他们被显示使用手上的同侧或同侧作为测试视野的图像的图片。因此,如果患者不能口头上识别提出了一种在屏幕的左边的对象,他们应该用左手画它。

在此情况下,因变量是左、 右准确地绘制的视野中所显示图像的百分比。

它预计患者无法名称图片显示在左侧的显示器仍然能够吸引他们 — — 用他们的左手 — — 高精度。

这是由于事实,右半球 — — 哪些控件的左的胳膊和手 — — 还处理来自左视野的信息。因此,没有通信需要之间半球来完成此任务。

开始实验前, 查看患者的磁共振成像数据,以确定他们缺少哪些神经纤维束。为此演示中,在其中已断开整个胼胝体的病人进行了测试,与他们的数据将那些收集从控制参与者相比。

当他们到达,并告知他们的研究程序,迎接病人。此外,确保他们有签署所有适当的知情同意书。

然后,继续放到他们的下巴舒适腮托,他们的眼睛位于大约 22 英寸的屏幕。

小十字架上显示在屏幕的中心,强调对病人,他们必须保持专注于这个符号,即使作为图像闪烁的左侧或右侧。

通过向他们展示 50 幅图像,其中每个 150 毫秒,以随机的顺序,并均匀地划分双方继续。之后每个演示文稿,指导病人来标识对象大声的说出:"苹果"。记录所有他们的反应。

如果病人不能命名的视觉刺激,让他们依靠视野图片表明,同一边用手摸。这构成绘图对象任务。

确保病人在他们的手不看,因为他们画,以维持一个大脑半球刺激初始隔离。

若要确认病人知道刺激的名字,它同时提交两个字段的视图时,让他们看不起他们完成的绘图和口头上找出它所代表的对象:"扫帚"。再次,记录所有病人的反应。

要分析的数据,首先在患者的刺激中向左、 右视觉领域提出计算正确的口头答复的百分比。

继续通过单独编译每个控制参与者的左、 右位置正确的口头答复分数的百分比。

要识别任何赤字在患者的行为,请使用重复措施方差分析测试的控制和患者数据进行比较。重复从绘图测试收集的所有数据的分析。

虽然患者通常无法提交给左视野的名称刺激,他们可以吸引他们的注意 — — 用自己的左手 — — 与高度的准确性。这表明病人能够承认和口头命名对象脱节。

现在,你知道如何测试视觉刺激裂患者的左、 右半球的功能,让我们看看如何研究人员探索和运用在其他上下文中侧。

您已经了解手术分离的两个半球经常用于治疗癫痫,癫痫发作特点是患者。

其结果是,很多神经学家们正在考虑是否这种脱节的时机 — — 是否胼胝体在儿童期或成年期断绝了 — — 对病人认知功能有任何影响。

重要的是,这种工作已经表明,比起成年人,儿童经验更少 — — 或病情较轻 — — 认知影响后大脑半球,这表明年轻的大脑表现出可塑性很大程度的脱节。

到目前为止,我们一直专注于胼胝体作为左、 右大脑半球间的主要连接。

然而,其他神经纤维束允许大脑双方沟通。在他们之中是前的连合,有牵连的感官信息,转让那样属于视觉或气味。

因此,一些研究人员正在寻找如何断开一个或多个软件包 — — 有或无的胼胝体遣散费 — — 影响到患者的行为。

你刚看了朱庇特的视频测试裂患者使用视觉刺激。现在,你应该懂如何呈现图像到两个视觉领域,并收集和解释数据有关的左、 右脑半球的能力。你也应该知道如何使用从裂患者的数据,开发更好的治疗,癫痫,并理解不同的神经纤维束在大脑中的角色。

谢谢观赏 !

Results

通常情况下,callosotomy 患者表现为对象提出了一种在左视野半症候。症候是无法来命名对象。对象提交正确的视野,然而,是已命名的高精度 (图 1)。

Figure 1
图 1:病人和控制任务绩效的命名对象的刺激中提出在左、 右视觉领域。病人 (黑眼圈) 是不能口头上名称对象呈现在左视野,但能到右侧视野中的名称对象。相比之下,控制人口增长 (蓝色钻石) 可以命名对象提出了一种在左、 右视野。

有些病人可能能够成功地绘制对象向左的视野,提出,即使他们不能口头上指名道姓图 2)。

Figure 2
图 2:在绘图对象任务的刺激中提出在左、 右视觉领域的病人和控制性能。病人 (黑眼圈) 和控制人口增长 (蓝色钻石) 是能够绘制对象提出了一种在左、 右视野。病人的性能并不不同于匹配的控件。

在这种情况下,病人通常会说: 他们从来没有见过。这是因为大脑左的半球,控制语音,没见过的视觉形象。不过,右半球,已经看到该对象,可以识别它,而是无法生成语音。由于右半球则很大程度上在控制左手的病人就可以以绘制对象用左手。此结果表明识别对象的能力和口头上的名字对象的能力之间的分离。

控制人口,与完整的语料库 callosa 都可以命名并绘制对象提出了一种在左或右视觉领域。这是信息的因为信息自由可以通过从一个半球到另一边,允许的大脑区域之间共享。

Applications and Summary

裂病人个案揭示了大脑两半球的相对专业化。很多这些专业还可证明在健康人与完整的接合处,使用类似的技术。例如,人们倾向于更快地识别单词,当他们简单介绍右视野相比,当他们介绍了在左视野中。本实验还表明,即使两个脑半球是健康的损害到不同区域之间的联系可以影响行为。

然而,很重要的是要记住,虽然测试大脑分裂表明大脑两半球,在完整的脑之间的区别,这两个半球是不断彼此间交互和协同工作。以隔离到一个视野刺激需要专门的设备,可以展示刺激非常简略地、 从中央固定。因为由这两个半球,处理中央视力和眼睛通常扫描环境,这不是在日常生活中可能遇到的情况。

References

  1. Gazzaniga, M. S., Bogen, J. E., & Sperry, R. W. (1962). Some functional effects of sectioning the cerebral commissures in man. Proc Natl Acad Sci U S A, 48, 1765-1769.
  2. Gazzaniga, M. S., Bogen, J. E., & Sperry, R. W. (1965). Observations on visual perception after disconnexion of the cerebral hemispheres in man. Brain, 88(2), 221-236.
  3. Zaidel, E., Zaidel, D., & Bogen, J. E. (1990). Testing the commussurotomy patient. In A. Boulton, G. Baker, & M. Hiscock (Eds.), Neuromethods (pp. 147-201). Clifton, NJ: Humana Press.

1.病人和控制招聘

  1. 有的患者断综合征,包括完全和部分外科 callosotomies 和先天性的条件,如发育不全的胼胝体 (ACC),在其中胼胝体不充分开发多种。有很多大片,连接两个半球;最大的是胼胝体,但一些纤维交叉在前连合、 海马合生面和后连合。
    请注意这些不同品种的断开连接可能会导致不同的行为结果,在这种测试。
  2. 本实验的目的,预先选择通过神经影像学病人,以确认没有连接的纤维。
    1. 标准 MRI 弥散成像,可用于图像白质,并特别有用。了解哪些连接的纤维在病人中存在有助于与结果的解释。在这个演示中,完整的 callosotomy 患者被选。
  3. 确保病人已被充分告知研究程序,并签署了相应许可的所有窗体。
  4. 招聘 20 名学员相同年龄和性别作为病人,情报,采用分数上韦氏成人智力量表 (WAIS) 相匹配。

2.数据收集

  1. 为向左或向右半球单独的视觉刺激,刺激必须正确提交一个视野。请注意,这并不等于呈现一眼刺激。每只眼睛项目向这两个半球的大脑;例如,左眼看到左的视野的一部分处理由右半球,但处理右侧视野的左眼的一部分被左半球。因此,呈现与左半球的形象,目前它完全内右侧视野是右侧的病人在哪里看。
    1. 为了实现这一侧,使用腮托保持眼睛从电脑屏幕大约 22 英寸。地方舒舒服服地在脑门贴,面对屏幕内的病人的下巴。
    2. 有一个小十字架,留在屏幕提供病人要注视他们的眼睛的位置的中心。
    3. 即使当图像出现向左或向右部指导病人保持他们在实验中,这个十字架上的固定。
    4. 向病人解释图像出现时,他们应该说大声的对象的名称。
  2. 目前已知对象浅谈左侧或右侧的屏幕,分别投射到大脑中,在右侧或左侧半球的图像。从一组对象,其中包括容易辨认的绘图,如一个苹果、 一个球、 一把扫帚和一只鸡的随机按顺序介绍了 50 幅图像。
    1. 目前小于 150 毫秒,以确保适当的偏侧化的图像。这是足够的时间来看看起刺激作用,但速度不够快,所以病人不能移动他们的眼睛,要看到在中央视觉刺激。
    2. 要求患者名字大声,屏幕上显示的对象和记录他们的反应。这是口头语言能力测试,应该揭示口语能力大脑半球间的差异。
    3. 如果病人是无法的任何对象的名字,叫病人要绘制的对象,不看纸,用手侧 (在同一边的人) 的刺激。这将作为非语言知识的经济刺激措施。
      1. 对刺激同侧手受看到刺激的半球。例如,当在左视野,提出了一种刺激,它是由右半球处理。右半球则主要负责控制的左手。
      2. 确保病人不看他们的手虽然它绘图,使之保持隔离到一个半球的刺激。
      3. 当病人完成图形对象时,让他们看看对象,说它大声的说出是什么。这证实,病人知道对象的名称时它提出的中央视力,即使他们无法命名它,当它提交一个单一的半球。
  3. 每个控制参与者重复该过程。

3.数据分析

  1. 分析研究病人的性能,请从左和右的视觉半场彼此数据进行比较。为了做到这一点,制成表格的正确和不正确响应每个视野中的数量和测试获得和利用卡方检验的独立观察的那么大的差异的可能性。
  2. 从年龄、 性别和智能匹配控制人口增长,以确定患者的行为在赤字数据与从病人数据进行比较。做到这一点,分别,编译每个人左的视野和右视野的平均得分,比较使用重复测量的方差分析的分布测试 (方差分析)。

神经心理学家研究"裂"的患者,探讨左、 右脑半球的独特功能 — — 换句话说,研究偏侧化 — — 和对这些地区之间的通信的性质也开展调查。

主要来说,在对面半脑内处理了信息从一侧的身体。此外,每个半球神经节指示身体动作。

这些地区也有不同的认知优势: 左手的边的是通常与控制语言和言语,而权起着很大的作用,在处理视觉空间信息 — — 像判断在一台机器上的刻度盘的空间安排。

通常情况下,集合的神经元的轴突 — — 称为神经纤维束间 — — 这两个半球之间传输信息。其中一个最大的这种大片是胼胝体。

然而,这个半球间的通信被中断的语料库 callosa 已被手术切断的裂患者 — — 有时被用来减少蔓延至整个大脑整个的无法控制的神经活动特点的癫痫治疗。

使用现代化的心理学家 Michael Gazzaniga 的技术,该视频演示了如何测试裂患者并评估他们的认知能力 — — 特别演讲生产 — — 和说明了数据收集和分析方法。

在这个实验中,患者显示日常物体的图象并要求描述每个项目的名称。

实现侧,病人都是指示把重点放在中心的计算机屏幕上,十字符号,要保持固定的实验持续时间此形状上。在这里,十字架作为参考点旁边的视觉刺激可显示在右侧或左侧。

如果图像呈现在屏幕的右边,它分为右侧视野 — — 其中,也许与直觉相反,由处理两只眼睛的左部分。这些区域然后项目与左半球的大脑,在那里它确定观测的图像。

因此,左的脑半球的功能可以通过显示右侧视野中的图像进行评估。

同样,提出跨屏幕左侧的刺激 — — 左视野中 — — 可以用来评价右半球的角色。

在命名的对象任务,共五十图纸,这样的一只鸡,出现一次随机一边的显示器 — — 右侧或左侧。

图片介绍为少于 150 女士,因为这不是一名病人,移动他们的眼睛来调整图像的位置足够的时间,它确保只正在测试其大脑半球"看到"的刺激。

图像消失后,病人必须确定它大声,作为偏侧化口头语言能力的一项措施。

在这里,因变量是中左、 右视野,病人能够名称所显示图像的百分比 — — 换句话说,语言识别的准确性。

基于 Gazzaniga 等前期工作,预计病人将能到名称图像精度高,在右侧视野中提出了一种,视为左半球此信息 — — 该地区能够控制语音。

然而,患者将不能口头上识别图片示左视野,因为这一信息由大脑的右半球,即无法产生语言和 — — 裂患者 — — 不能沟通与演讲能力的左侧。

如果图像不能命名 — — 被称为症候 — — 执行绘图任务,作为刺激知识非语言手段。

在这里,病人必须创建他们被显示使用手上的同侧或同侧作为测试视野的图像的图片。因此,如果患者不能口头上识别提出了一种在屏幕的左边的对象,他们应该用左手画它。

在此情况下,因变量是左、 右准确地绘制的视野中所显示图像的百分比。

它预计患者无法名称图片显示在左侧的显示器仍然能够吸引他们 — — 用他们的左手 — — 高精度。

这是由于事实,右半球 — — 哪些控件的左的胳膊和手 — — 还处理来自左视野的信息。因此,没有通信需要之间半球来完成此任务。

开始实验前, 查看患者的磁共振成像数据,以确定他们缺少哪些神经纤维束。为此演示中,在其中已断开整个胼胝体的病人进行了测试,与他们的数据将那些收集从控制参与者相比。

当他们到达,并告知他们的研究程序,迎接病人。此外,确保他们有签署所有适当的知情同意书。

然后,继续放到他们的下巴舒适腮托,他们的眼睛位于大约 22 英寸的屏幕。

小十字架上显示在屏幕的中心,强调对病人,他们必须保持专注于这个符号,即使作为图像闪烁的左侧或右侧。

通过向他们展示 50 幅图像,其中每个 150 毫秒,以随机的顺序,并均匀地划分双方继续。之后每个演示文稿,指导病人来标识对象大声的说出:"苹果"。记录所有他们的反应。

如果病人不能命名的视觉刺激,让他们依靠视野图片表明,同一边用手摸。这构成绘图对象任务。

确保病人在他们的手不看,因为他们画,以维持一个大脑半球刺激初始隔离。

若要确认病人知道刺激的名字,它同时提交两个字段的视图时,让他们看不起他们完成的绘图和口头上找出它所代表的对象:"扫帚"。再次,记录所有病人的反应。

要分析的数据,首先在患者的刺激中向左、 右视觉领域提出计算正确的口头答复的百分比。

继续通过单独编译每个控制参与者的左、 右位置正确的口头答复分数的百分比。

要识别任何赤字在患者的行为,请使用重复措施方差分析测试的控制和患者数据进行比较。重复从绘图测试收集的所有数据的分析。

虽然患者通常无法提交给左视野的名称刺激,他们可以吸引他们的注意 — — 用自己的左手 — — 与高度的准确性。这表明病人能够承认和口头命名对象脱节。

现在,你知道如何测试视觉刺激裂患者的左、 右半球的功能,让我们看看如何研究人员探索和运用在其他上下文中侧。

您已经了解手术分离的两个半球经常用于治疗癫痫,癫痫发作特点是患者。

其结果是,很多神经学家们正在考虑是否这种脱节的时机 — — 是否胼胝体在儿童期或成年期断绝了 — — 对病人认知功能有任何影响。

重要的是,这种工作已经表明,比起成年人,儿童经验更少 — — 或病情较轻 — — 认知影响后大脑半球,这表明年轻的大脑表现出可塑性很大程度的脱节。

到目前为止,我们一直专注于胼胝体作为左、 右大脑半球间的主要连接。

然而,其他神经纤维束允许大脑双方沟通。在他们之中是前的连合,有牵连的感官信息,转让那样属于视觉或气味。

因此,一些研究人员正在寻找如何断开一个或多个软件包 — — 有或无的胼胝体遣散费 — — 影响到患者的行为。

你刚看了朱庇特的视频测试裂患者使用视觉刺激。现在,你应该懂如何呈现图像到两个视觉领域,并收集和解释数据有关的左、 右脑半球的能力。你也应该知道如何使用从裂患者的数据,开发更好的治疗,癫痫,并理解不同的神经纤维束在大脑中的角色。

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