Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

رسم خرائط الدماغ الترجمة في المركز الطبي لجامعة روتشستر: الحفاظ على العقل من خلال رسم خرائط الدماغ الشخصية

Published: August 12, 2019 doi: 10.3791/59592
Automatic Translation
1,2, 3, 2, 5, 4, 5, 2, 1, 5, 5, 5, 5, 1, 1, 1, 1, 7,8, 6, 1, 1, 1, 1, 1
1Department of Neurosurgery, University of Rochester Medical Center, 2Department of Psychology, Carnegie Mellon University, 3Public Relations and Communications, University of Rochester Medical Center, 4MOSS Rehabilitation Research Institute, Cognitive Neuroscience, 5University of Rochester Medical Center, 6Department of Anesthesiology and Perioperative Medicine, University of Rochester Medical Center, 7Department of Imaging Sciences, University of Rochester Medical Center, 8Department of Neuroscience, University of Rochester Medical Center

Summary

تقدم هذه المقالة لمحة عامة عن برنامج رسم خرائط الدماغ متعدد الوسائط المصممة لتحديد مناطق الدماغ التي تدعم الوظائف المعرفية الحرجة في مرضى جراحة الأعصاب الفردية.

Abstract

برنامج رسم خرائط الدماغ الترجمة في جامعة روتشستر هو جهد متعدد التخصصات يدمج العلوم المعرفية، والفيزيولوجيا العصبية، والتخدير العصبي، وجراحة الأعصاب. يتم دراسة المرضى الذين لديهم أورام أو أنسجة الصرع في مناطق الدماغ بليغة قبل الجراحة مع التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي والهيكلية، وداخل الجراحة مع رسم الخرائط التحفيز الكهربائي المباشر. تدابير النتائج العصبية والمعرفية بعد العملية الجراحية تغذي الدراسات العلمية الأساسية حول العوامل التي تتوسط جيدة مقابل نتائج سيئة بعد الجراحة، وكيف يمكن تحسين رسم خرائط الدماغ لضمان أفضل النتائج للمرضى في المستقبل. في هذه المقالة، نقوم بوصف سير العمل متعدد التخصصات الذي يسمح لفريقنا بتحقيق الأهداف التآزرية لتحقيق نتائج المريض المثلى والنهوض بالفهم العلمي للدماغ البشري.

Introduction

يجب أن توازن التدخلات الجراحية العصبية لإزالة أورام الدماغ أو الأنسجة الصرعية المجاورة لمناطق الدماغ التي تدعم الوظائف المعرفية الحرجة الهدف السريري للجراحة (إزالة أكبر قدر ممكن من الورم، أو الأنسجة الصرعية قدر الإمكان) ضد الأضرار التي لحقت الأنسجة السليمة التي يمكن أن تسبب العجز العصبي. في سياق جراحة أورام الدماغ، ويشار إلى هذا التوازن باسم التوازن الوظيفي. على الجانب 'onco' من التوازن، والجراحين يريدون إزالة أكبر قدر ممكن من الورم، كما ترتبط معدلات 'استئصال الورم الكلي الإجمالي' إلى البقاء على قيد الحياة لفترة أطول1،2. على الجانب "الوظيفي"، يمكن إزالة الأورام تلف ركائز القشرية وتحت القشرية من الإدراك. يمكن أن تنطوي صعوبات ما بعد الجراحة على اللغة أو العمل أو الرؤية أو السمع أو اللمس أو الحركة، وفقًا للنظام العصبي (العوامل العصبية) المتأثرة. التوازن بين الوظائف والأنفية أمر بالغ الأهمية لأن زيادة الاعتلال يرتبط بـ '1' انخفاض نوعية الحياة، '2' زيادة المضاعفات اللاحقة للعمليات الجراحية التي يمكن أن تزيد من الوفيات (على سبيل المثال، المرضى الذين لم يعودوا قادرين على التحرك في خطر أعلى من جلطات الدم3،4). التوتر الكامن في التوازن "الوظيفي" في إعداد جراحة أورام الدماغ يترجم كذلك إلى جراحة الصرع - هناك التوازن هو بين الهدف السريري لإزالة جميع الأنسجة التي تولد النوبات، في حين لا إزالة الأنسجة التي تدعم الوظائف الهامة.

على مستوى واسع، يتم تصنيف الأعصاب الوظيفية بشكل كبير من فرد إلى آخر. ومع ذلك، يمكن أن يكون هناك درجة عالية من التباين الفردي في الموقع الدقيق (أي من مم إلى مم) للوظائف القشرية العليا. وبالإضافة إلى ذلك، فمن المسلم به عموما أن وجود أمراض القشرية أو تحت القشرية يمكن أن تحفز إعادة تنظيم القشرية، على الرغم من أن المبادئ التي تدفع إعادة التنظيم هذه غير مفهومة جيدا5. التدخلات الجراحية العصبية المضي قدما ملليمتر بالمليمتر. وبالتالي فمن الأهمية بمكان رسم خريطة لدماغ كل مريض، بالتفصيل وبحساسية ودقة، من أجل فهم المناطق التي في هذا الدعم المريض محددة التي وظائف الحسية والمعرفية والحركية6.

وقد تم تصميم برنامج رسم خرائط الدماغ الترجمة في جامعة روتشستر لتلبية احتياجات رسم خرائط الدماغ شخصية في وضع ممارسة عالية من خلال وضع تمتد العديد من الجراحين الأكاديميين. الأهداف التآزرية لبرنامج رسم خرائط الدماغ هي لi) استخدام أدوات علم الأعصاب المعرفية لتعزيز الطب العصبي شخصية، في شكل خرائط الدماغ وظيفية خاصة بالمريض، و 2) استخدام الإعداد السريري لل التدخلات الجراحية العصبية لاختبار الفرضيات الميكانيكية حول كيفية عمل الدماغ البشري.

Protocol

الأنشطة المعروضة في الفيديو والموصوفة هنا تقع ضمن IRB أكبر من الحد الأدنى من المخاطر في المركز الطبي لجامعة روتشستر.

1 - التوظيف

  1. إنشاء برنامج عالي من خلال وضع للتقييم المعرفي قبل الجراحة والقائم على التصوير بالرنين المغناطيسي للقبض على المرضى من جميع مقدمي الإحالة في الوقت المناسب وبطريقة فعالة. إشراك الموظفين الإداريين والسريريين في الجهد الأوسع.
    ملاحظة: كانت الخطوة الملموسة التي أثبتت فعاليتها هي إنشاء قائمة بريد إلكتروني جماعية يتم إرسالها تلقائيًا من قبل الجراح المعالج (أو شخص ما في موظفي الدعم) عندما يقدم مريض جديد إلى العيادة الذي قد يكون مرشحًا للتوظيف في الدماغ برنامج رسم الخرائط.

2. رسم الخرائط التصوير بالرنين المغناطيسي قبل الجراحة

  1. الحصول على بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي على الماسح الضوئي التصوير بالرنين المغناطيسي 3T مع لفائف الرأس 64 قناة في مركز التصوير الدماغ المتقدم والفيزيولوجيا العصبية (المعروف رسميا باسم 'مركز روتشستر لتصوير الدماغ') في كلية الطب في جامعة روتشستر. استخدام التسلسلات القياسية للتصوير بالرنين المغناطيسي بولد وDTIالسماح التصوير الكامل للدماغ، كما هو موضح في المنشورات السابقة 7،8،9،10،11،12،13 ،14،15،16،17،18،19،20،21،22 ،23،24،25.
  2. مراقبة التثبيت، والتنفس القياسي ومعدل ضربات القلب التي تم جمعها خلال جميع التصوير بالرنين المغناطيسي لتراجع الضوضاء يخلط26،27.
    ملاحظة: على مدى السنوات العشر الماضية، قمنا بتطوير مكتبة من تجارب التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية لرسم خريطة اللغة (المنطوقة، السمعية، كلمات واحدة، الجمل الكاملة)، وظيفة المحرك (من الإصبع العابر، وحركات اللسان والقدم إلى إجراءات عابرة عالية المستوى)، والموسيقى القدرة والرياضيات ومعرفة الأرقام، والوظيفة الحسية الأساسية (على سبيل المثال، رسم الخرائط الشبكية لرسم خريطة للمعالجة البصرية منخفضة المستوى11،14،24). تتوفر جميع التجارب والمواد والبرامج النصية للتحليل في www.openbrainproject.org.

3. الاختبارات النفسية العصبية

  1. العناية خلال جميع الاختبارات المعرفية للتأكد من أن المرضى مريحة،وضمان باستخدام إعداد الأمثل هندسيا (الشكل 1) وعن طريق بناء فواصل متكررة (كل 8 دقائق) في هيكل جميع الاختبارات.
  2. أن يكون جميع مرضى الأورام من الدرجة المنخفضة يكملون الاختبارات التالية قبل 1 شهر من الجراحة، بعد شهر واحد من الجراحة، و6 أشهر بعد الجراحة (يتم إكمال الاختبارات 12 و13 فقط في نقاط ما قبل الجراحة و6 أشهر بعد العملية الجراحية)28،29 ،30،31،32.
    1. خطاب عفوي (كوكي سرقة صورة33، سندريلا قصة34،35،36).
    2. الطلاقة الفئة (الإجراءات، الفئات الدلالية، الكلمات التي تبدأ بـ F، A، S).
    3. كلمة القراءة والتكرار (أسماء، الأفعال، الصفات، غير الكلمات، المتطابقة على الطول والتردد).
    4. تسمية كائن سنودجراس (n = 26037).
    5. التسمية السمعية (n = 6038).
    6. عالية كلوز الانتهاء من الحكم (30 دقيقة).
    7. برمنغهام بطارية التعرف على الكائن (BORB، بما في ذلك الطول | الحجم | التوجيه | مطابقة الفجوة | الأرقام المتداخلة | وجهات النظر المختصرة | كائن واقع القرار39).
    8. السمعي الحد الأدنى من التمييز الزوج (على سبيل المثال، السلطة الفلسطينية مقابل دا، ga مقابل تا31،40).
    9. مطابقة صورة الجملة (بما في ذلك السلبية القابلة للعكس40).
    10. تسمية اللون وفارنسوورث مونسيل هوى الفرز41.
    11. كامبردج اختبار الوجه30,42.
    12. كاليفورنيا اختبار التعلم اللفظي (43)
    13. وشلر IQ (44،45،46). التدابير الرئيسية لتقييم نتائج اللغة هي الاختبارات 4-6؛ تميز القدرات الأوسع يضمن العاهات على اختبارات التسمية ليست بسبب انخفاض الأداء العام47.
      ملاحظة: في الماضي، استخدمنا مجموعة من منصات عرض البرامج للتحكم في عرض التحفيز وتسجيل الاستجابة أثناء الاختبار قبل وبعد العملية الجراحية. نقوم حاليًا بتصميم منصة واحدة للتوصيل والتشغيل لدعم جميع الاختبارات المعرفية (الاختبارات السابقة والداخلية واللاحقة للعمليات) بالإضافة إلى عرض التحفيز وتسجيل الاستجابة أثناء التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (انظر أدناه للاطلاع على وصف StrongViewTM ). StrongView، جنبا إلى جنب مع المدمج في الاختبارات العصبية النفسية، وسوف تكون متاحة للتحميل (رخصة مفتوحة) في www.openbrainproject.org.

4. التخدير العصبي وبيئة العمل لرسم الخرائط اللغوية أثناء الجراحة

  1. استخدام تقنيات التخدير لاستئصال الجمجمة مستيقظا48،49،50؛ في جامعة روتشستر، يتم عادة إجراء عمليات استئصال الجمجمة مستيقظا باستخدام نهج نائما مستيقظا نائما.
  2. تجنب الأدوية المسبقة مثل مضادات الاختلاج ومزيلات القلق لأنها يمكن أن تضعف الوظيفة المعرفية وتسهم في الهذيان الظهور.
  3. تطبيق الشاشات القياسية (تخطيط القلب، NIBP، قياس التأكسج النبضي) والحث على التخدير العام مع الفنتانيل الوريدي (0.5 ملغ / كغ)، ليدوكائين (1-1.5 ملغ / كغ) وبروبيول (1-2 ملغ / كغ).
  4. استخدام مجرى الهواء فوق gglottic للتهوية الميكانيكية.
  5. وضع المريض أفقيا أو شبه أفقيا مع رئيس المضمون في إطار المثبتة. كما هو موضح في الفيديو، وتحديد المواقع المريض يعتمد على موقع الآفة ونافذة استئصال الجمجمة المخطط لها، مع الأخذ في الاعتبار أيضا أن أنواع الاختبارات المعرفية سوف يطلب من المريض لأداء مرة واحدة مستيقظا خلال الجراحة.
  6. تطبيق التسكين في دبوس وموقع شق (30 مل من 0.5٪ ليدوكائين، 30 مل من 0.5٪ الاستشعار عادي، 6 مل من بيكربونات الصوديوم). خلال هذه الفترة، ضع معدات الاختبار (شاشة صغيرة، كاميرات فيديو، ميكروفونات اتجاهية).
  7. تحديد حجم نافذة استئصال الجمجمة بعوامل متعددة، والتي تختلف في ترجيحها وفقا لنتائج رسم الخرائط السريرية قبل الجراحة من دماغ المريض، والدراسات الوظيفية لرسم خرائط الدماغ، وخطة لرسم الخرائط داخل الجراحة. في الحالة الموصوفة في الفيديو، اختار الجراح المعالج (الدكتور بيلشر) استئصال الجمجمة كبيرة من أجل الحصول على الوصول الكامل إلى خريطة اللغة الإيجابية والمواقع الحركية في نصف الكرة الأرضية المهيمن.
  8. في بداية مرحلة الاستيقاظ ، توقف عن التخدير (يتم تطبيق المسكنات المحلية قبل الشق).
  9. إزالة مجرى الهواء فوق gglottic بمجرد أن يستعيد المريض وعيه. لا يوجد أي أو الحد الأدنى من التخدير خلال مرحلة مستيقظا.
  10. استخدام التصوير الكهربائي (ECoG) لرصد الإفرازات بعد التصريفات (الإفرازات النكبية دون السريرية الناجمة عن التحفيز القشري) لضمان أن يتم تعيين مستويات DES في أقل بقليل من عتبة ما بعد التفريغ. يبدأ إجراء رسم الخرائط DES عن طريق العثور على عتبة ما بعد التفريغ، وضبط سعة التحفيز (في خطوات 0.5 مللي أمبير).
  11. ضبط السعة التحفيزية طوال جلسة رسم الخرائط (2 إلى 15 مأ) حسب تقدير الجراح المعالج. المرضى عرض المحفزات على جهاز عرض ويمكن التحدث وتحريك الساعدين واليدين.

5- إجراءات الحصول على بيانات من الدرجة البحثية أثناء عملية رسم خرائط التحفيز الكهربائي المباشر أثناء الجراحة

  1. قم بتشغيل جميع الاختبارات المعرفية أثناء الجراحة على نظام أجهزة/برامج مخصص يسمى "StrongView"، متوفر في www.openbrainproject.org. بصمة الأجهزة مكتفية ذاتيا على عربة صغيرة، ومجهزة مع مصدر طاقة بطارية احتياطية مستقلة، ومكبرات الصوت، لوحة المفاتيح وشاشة تعمل باللمس. يمكن للشخص المكلف بإدارة الاختبار المعرفي بدء العرض التحفيزي وإيقافه وإيقافه مؤقتًا، مع التسجيل المستمر (الصوت والفيديو) أثناء الحالة.
  2. استخدام نظام الصوت على العربة بحيث ميكروفون الاتجاه الذي يتم تدريب على فم المريض، الذي يتغذى من خلال الخائن. قناة واحدة تخرج من الخائن يمر عبر مكبر للصوت ومباشرة إلى مكبر الصوت. وهذا يسمح للجراحين والباحثين بسهولة سماع استجابات المريض ضد الضوضاء الخلفية لغرفة العمليات مع عدم حدوث تأخير ملموس (أي القضاء على آثار "صدى"). القناة الثانية من الخائن يذهب إلى جهاز الكمبيوتر على عربة المحمول، حيث يتم ختمها عبر الزمن، وتسجيلها وتخزينها (يتم استخدام هذه الملفات للتحليل دون اتصال). يحتوي StrongView أيضًا على نظام صوتي منفصل (مستقل) يتكون من ميكروفون اتجاهي ثانًا مدرب أيضًا على المريض، وميكروفون اتجاهي مدرب على الجراحين، وميكروفون "ضوضاء" في زاوية من غرفة العمليات لأخذ عينات من نغمة الغرفة للطرح من الملفات الصوتية الرئيسية. هذه القنوات الصوتية الثلاث تغذية MIDI، وإلى جهاز كمبيوتر الثاني الذي يسجل كل قناة على حدة. يوفر هذا النظام الصوتي الثاني التكرار في حالة فشل النظام الأساسي، وسوف تكون جميع الردود اللفظية للمريض متاحة للتحليل حاليا.
  3. إرفاق شاشة الأثير المتاحة تجاريا L-قوس إلى طاولة غرفة العمليات (OR) باستخدام المشبك الجدول OR. إرفاق ذراعمفصل (على سبيل المثال، Manfrotto 244 متغير الاحتكاك ماجيك الأسلحة) إلى شاشة الأثير L-قوس، وتلك التي تعبر الأسلحة دعم رصد المريض، والميكروفونات الاتجاه، وكاميرا الفيديو المدربة على وجه المريض، وجهاز عرض مساعد ل السماح لعضو فريق البحث أو ممرضة غرفة العمليات لمعرفة بسهولة ما يراه المريض أثناء التفاعل مع المريض.
  4. تشغيل جميع الكابلات اللازمة للشاشات والميكروفونات والكاميرا على طول الذراع وحماية من الأنابيب البلاستيكية المضمونة مع الفيلكرو.
    ملاحظة: لا حاجة إلى تعقيم أي من هذه المعدات كما هو (فقط منأي وقت مضى) على الجانب غير المعقمة من الميدان (الشكل 1). هذه الطريقة لدعم تقديم التحفيز ومعدات تسجيل الاستجابة يوفر المرونة القصوى لتأخذ في الاعتبار بيئة العمل المختلفة من الاختبار المعرفي وفقا لتحديد المواقع المريض الذي يختلف حالة بحالة، ومع ذلك يوفر موثوق بها ومنصة مستقرة التي لإرفاق المعدات. أيضا، والأهم من ذلك، لأن جميع أجهزة العرض والميكروفونات والكاميرات تعلق على الجدول OR عبر جهاز واحد (شاشة الأثير L-قوس)، إذا تم ضبط موضع الجدول أثناء الحالة هذا لا يؤثر على إعداد الاختبار. (لاحظ أن الإعداد المبين في الشكل 1 هو من إعداد جيل سابق يدعم فيه حامل مثبت على الأرض شاشة المريض والميكروفون وكاميرا الفيديو؛ وقد تم استبدال الحامل المثبت على الأرض منذ عام 2018 بشاشة الأثير L-bracket). أيضا، والأهم من ذلك لسلامة المريض، يمكن تقسيم الإعداد الكامل للاختبار المعرفي في أقل من 20 ثانية خلال الحالة إذا كان الوضع الناشئ يقدم نفسه أن ولايات الوصول الكامل ودون عائق للمريض (على سبيل المثال، إلى المريض مجرى الهواء).
  5. قلب StrongView هو نظام برمجيات مرن لi) تقديم المحفزات (البصرية والسمعية) للمرضى وتسجيل ردود المرضى (اللفظية، والاستجابة على زر، والفيديو)، 2) تسجيل الوقت جميع الأحداث ذات الصلة تجريبيا و التدابير (التحفيز على، ECoG، والاتصال مع الدماغ من التحقيق محفز كهربائي مباشر، واستجابات المريض)؛ 3) والاتصال مع أنظمة الملاحة القحفية للحصول على إحداثيات ثلاثية الأبعاد لكل تطبيق من تطبيقات التحفيز الكهربائي المباشر. يسمح StrongView بإعادة معايرة المتغيرات التجريبية عبر الإنترنت مثل مدة التحفيز، والفواصل الزمنية بين المحفزات، والعشوائية، وعدد التكرارات أو كتل المحفزات، والتحكم في قنوات الفيديو والصوت الخاصة بالمريض. StrongView تيارات كاميرا الفيديو المريض، وبيانات ECoG على الانترنت، والتحفيز الذي يراه المريض حاليا / السمع إلى شاشة سطح المكتب، والتي تنعكس أيضا على شاشة كبيرة التي هي في خط البصر من الجراح.
  6. إرفاق صمام ضوئي إلى شاشة المريض وتغذية في قناة مفتوحة على مكبر للصوت ECoG. وهذا يوفر مزامنة زمنية بين عرض كل حافز وECoG للتحليل حاليا.
  7. استخدام أجهزة وبرامج الملاحة القحفية (في جامعة روتشستر، BrainLab Inc.، ميونيخ، ألمانيا) في جميع الحالات من قبل الفريق الجراحي للملاحة داخل الجراحة القحفية على أساس التصوير بالرنين المغناطيسي قبل الجراحة. هذا هو نظام بصري يتكون من مجموعة من الكاميرات التي عرض مجال التشغيل وتسجيل رأس المريض عن طريق نجم ة تسجيل ثابتة مثبتة على طاولة التشغيل (انظر الشكل1).
    1. على وجه التحديد ، بعد تعيين المريض في صاحب الرأس ، ولكن قبل الثنيات ، استخدم الفيزيولوجيا الوجهية للمريض لتسجيل رأس المريض إلى التصوير بالرنين المغناطيسي قبل الجراحة. وهذا يسمح التصوير بالرنين المغناطيسي قبل الجراحة (وظيفية والهيكلية) ليتم جلبها إلى محاذاة مباشرة مع دماغ المريض على طاولة العمليات.
    2. قم بإرفاق نجم تسجيل ثان (أصغر بكثير) بمحفز ثنائي القطب (انظر الشكل1) واستخدامه لتسجيل طول المحفز وموقعه في الحقل. وهذا يمكّن فريق البحث من الحصول على الموقع الدقيق لكل نقطة تحفيز وكذلك هوامش الاستئصال، بالنسبة للتصوير بالرنين المغناطيسي قبل الجراحة. كما ذكر أعلاه، يرتبط StrongView مع نظام الملاحة القحفي (في جامعة روتشستر، BrainLab، اتصال عبر وصلة IGT) للسماح لتدفق في الوقت الحقيقي (وختم الوقت) من إحداثيات رسم الخرائط التحفيز الكهربائي المباشر. ويجري حاليا تطوير StrongView للتواصل مع أنظمة الملاحة القحفية الأخرى (على سبيل المثال، سترايكر).
      ملاحظة: سوف تتوفر جوانب StrongView التي تدعم الإدارة وجمع البيانات أثناء التجارب المعرفية وتجارب التصوير بالرنين المغناطيسي، إلى جانب مكتبة من الاختبارات،(الوصول المفتوح) في OpenBrainProject.org. تتوفر إصدارات بيتا قبل الإصدار الكامل عن طريق الاتصال بالمؤلف المقابل. مجموعة StrongView بأكملها، والتي تشمل أنظمة الأجهزة لدمج مع الكهربائي وبرامج الملاحة القحفية، متاحة للأطباء والعلماء عن طريق الاتصال بالمؤلف المقابل. وستكون أدوات الحصول على البيانات هذه متزامنة مع مجموعة ما بعد التجهيز واتحاد البيانات المفتوحة، الذي سيبدأ في عام 2020 في OpenBrainProject.org.

Representative Results

الشكل 2، الشكل 3، والشكل 4 النتائج التمثيلية الحالية لرسم الخرائط الوظيفية والهيكلية قبل الجراحة لثلاثة مرضى يعانون من الأورام التي كانت مجاورة لمناطق بليغة من الدماغ. ويقصد بالنتائج المبينة في الشكل 2والشكل 3والشكل 4 أن تكون توضيحية (وليس ملخصاً شاملاً) لأنواع الخرائط التي يتم إنشاؤها لكل مريض. ويمكن الاطلاع على تفاصيل الحالات المعروضة في الشكل 2، الشكل 3، والشكل 4 في : الشكل 2 (تشيرنوف ، تيجهيبكو ، غارسيا ، سيمز ، بلخير ، بول ، تيفاروس ، سميث ، هينتز ، بيلشر ، ماهون ، في الصحافة51) ، الشكل 3 (Chernoff, Sims, Smith, Pilcher and Mahon, 201952),and Figure 4 (Garcea et al., 201716). ومن النتائج الهامة للتجنيد المتتالي لمرضى الورم الدبقي في بروتوكول موحد هو أنه يجعل من الممكن إجراء تحليلات على مستوى المجموعة التي تقيم تأثير أورام الدماغ على وظيفة الشبكة وتنظيمها. كمثال على هذا النوع من التحليلات، يعرض الشكل 5 نتائج دراسة حديثة 14 التي وجدت أن الأورام في القشرة الجدارية اليسرى اليسار الاستجابات العصبية التضمين إلى 'أدوات' (الأجسام الصغيرة القابلة للتلاعب) في الفص الزمني، وهو مثال على ظاهرة أكثر عمومية يشار إليها باسم diaschesis دينامية53.

Figure 1
الشكل 1 نظرة عامة على المعدات المستخدمة في الاختبارات المعرفية خارج العملية وداخل العملية. (أ) إعداد مثال للاختبار العصبي النفسي المعرفي العالي من خلال وضع كما هو مطبق من قبل برنامج رسم خرائط الدماغ الترجمة في قسم جراحة الأعصاب في المركز الطبي بجامعة روتشستر. وتشمل العناصر الرئيسية لضمان أن جميع المرضى المعينين قادرة على إكمال جميع الاختبارات المقررة: '1' مكان للمرضى للجلوس والاختبار الكامل الذي يمكن ضبطه تماما لحجم كل مريض، بما في ذلك كرسي مصمم خصيصا للحد من التعب، و2) تحديد موقع الاختبار المعرفي / السلوكي ة المجاورة جسديا للتصوير بالرنين المغناطيسي. تسمح هذه العناصر للمرضى بزيارة المرفق وإكمال التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي والهيكلي خلال نفس الجلسة التي يتم فيها قياس البيانات السلوكية الأساسية. يكمل المشاركون المزيد من التجارب مع أداء أفضل إذا كانوا مرتاحين، وخاصة بالنسبة للسكان المشاركين الأكبر سنا مع الأمراض المشتركة الأخرى التي يمكن أن تجعل الجلوس لفترات طويلة غير مريحة. (ب) المعدات المستخدمة أثناء رسم الخرائط أثناء الجراحة. تظهر الصورة على اليسار المريض قبل أن تكون رايات (الحق هو بعد الثنيات). قبل الثنيات، يقوم فريق العلوم المعرفية بإعداد معداتهم، بما في ذلك مسجلات الصوت والفيديو للمريض، وشاشة موضوعة أمام خط نظر المريض، وشاشة ثانية متمركزة بحيث يمكن للشخص الذي يعمل مع المريض بسهولة انظر التحفيز الذي يبحث المريض حاليا (انظر "الإجراء" للحصول على التفاصيل). (C) محفز ثنائي القطب مع نجم التسجيل تعلق على مواقع قياسية من التحفيز داخل العملية في الفضاء DICOM التصوير بالرنين المغناطيسي قبل الجراحة. عادة عند النقطة في الجراحة التي تم فيها سحب الدورة ويتم استيقظ المريض من التخدير العام ، وهناك بضع دقائق لتسجيل محفز ثنائي القطب إلى الميدان. يجب أن يتم ذلك من قبل عضو الفريق الذي يتم تنظيفه في القضية (أي إما حضور أو جراح مقيم أو تنظيف التكنولوجيا / ممرضة). ويتم ذلك عن طريق ربط نجم تسجيل صغير بمحفز ثنائي القطب واتباع التعليمات الواردة في نظام الملاحة القحفيلتسجيل بأداة جديدة في الميدان. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2 . التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي قبل الجراحة ونشر التصوير Tensor (DTI) في المريض AH مع الورم الدبقي الجداري السفلي الأيسر الذي تسلل إلى اللفافة القوسية. (أ) التصوير بالرنين المغناطيسي T1 قبل العملية الجراحية وإعادة بناء ثلاثية المفعول للسحر ة القوس الأيسر والورمالدبقي. يظهر اللفافة القوسية باللون البرتقالي عند عتبة 5% مع إعادة بناء الورم باللون الأزرق. (ب) التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي قبلالجراحة. أكمل المريض عدة جلسات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي التي تم تصميم كل منها لرسم خريطة وظيفة التي كان من المتوقع أن تكون مجاورة لمنطقة التدخل الجراحي. يتم وضع عتبة على جميع الخرائط في FDR q < .05 أو أفضل. في اللون الأزرق هي voxels التي تظهر الاستجابات العصبية التفاضلية عند أدوات التسمية مقارنة مع الحيوانات. تمشيا مع الدراسات السابقة من مختبرنا باستخدام نفس المحفزات، يتم تحديد شبكة قوية تنطوي على المناطقما قبل المحرك، الجدارية، والجانبية والبطينية 7،8،9،10، 14،15،17،18،19،20،21،22،28. كما طُلب من المريض أن يضطلع بمهمة عددية كان عليه أن يحكم فيها على أي من سحبتين من النقاط له نقاط أكثر؛ يمكن أن يكون السحباثنين من النقاط إما عدد مماثل من النقاط (مقارنة الثابت، نسبة = 0.8) أو أرقام مختلفة جدا من النقاط (مقارنة سهلة، نسبة = 0.25). في الأخضر هي voxels التي تظهر الاستجابات العصبية التفاضلية عند تنفيذ المهمة على المحفزات نسبة الثابت (نسبة = 0.8) مقارنة مع المحفزات سهلة (نسبة = .25 54،55). كما طلب من المريض تحريك يديه وقدميه (إما المرن / التمديد أو تدوير25). باللون الأحمر هي voxels التي أظهرت استجابات عصبية تفاضلية لحركات اليد اليمنى مقارنة بحركات القدم اليمنى. وأخيرا، طُلب من المريض توليد أكبر عدد ممكن من العناصر في 30 ثانية من مختلف الفئات (على سبيل المثال، 'الأشياء التي تقوم بها في المطبخ'، 'الحيوانات'، الكلمات التي تبدأ بـ 'F'، وما إلى ذلك). في الأرجواني هي voxels التي أظهرت النشاط العصبي التفاضلي لإنتاج كلمة السرة بالمقارنة مع التثبيت / بقية. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3 . تصوير المسالك البيضاء قبل العملية من المسالك المائلة الأمامية والألياف المجاورة على شكل حرف U. أثبتت التجربة السابقة في برنامج رسم خرائط الدماغ الترجمة (Chernoff et al., 201756)مع رسم خرائط الدماغ في المرضى الذين يعانون من الأورام الدبقية المجاورة للمسار المائل الأمامي أنه يمكن ربط مقطع (جزئي) من هذا المسار مع dysfluencies في الكلام العفوي، في حين أن تكرار اللغة المنطوقة يمكن أن تبقى سليمة. وقد استخدمت هذه التجربة السابقة لتنوير رسم الخرائط قبل العملية الجراحية للجهاز المائل الأمامي في الذكاء الاصطناعي11. (أ) شرائح إكليلية تظهر المسالك المائلة الأمامية (الأزرق الفاتح الأزرق) والألياف على شكل لك (الأحمر والأصفر). يمر الجهاز الأمامي الأمامي والوسيط إلى الورم الدبقي. (B) 3D تقديم المسالك الأمامية (الأزرق) والورم (الأحمر) من وجهات نظر متعددة. أشارت الدراسات التشريحية قبل الجراحة (الفريقان A و B) إلى أنه في نهاية استئصال الورم، سيكون من الممكن تحديد الهامش الأمامي للورم باستخدام رسم خرائط التحفيز الكهربائي المباشر. وهكذا قمنا بتصميم مهمة لغوية جديدة تستند إلى تجربتنا السابقة، وعلى وجه التحديد لاختبار ما إذا كان تحفيز الجهاز المائل الأمامي قد عطل إنتاج الجملة عند حدود العبارات النحوية. (ج) التحفيز الكهربائي المباشر للسلك المائل الأمامي يعطل إنتاج الجملة بشكل تفاضلي عند حدود العبارات النحوية. لقطة الشاشة (لوحة C، اليسار) من الفيديو يظهر المريض، والتحفيز الذي قدم، يد الجراح عقد محفز ثنائي القطب في اتصال مع الجهاز المائل الأمامي في الهامش الأمامي للورم، والموقع في الإكليل و شرائح sagittal من موقع التحفيز الحالي (نقطة حمراء) فيما يتعلق المسالك المائلة الأمامية (الأزرق). كانت مهمة المريض هي وصف العلاقة المكانية للشكل المستهدف فيما يتعلق بموقع الشكل المرجعي (بالنسبة للتجربة المعروضة، فإن الرد الصحيح سيكون: "المربع الأحمر تحت الماسة الحمراء"). وجدنا أن تحفيز الجهاز المائل الأمامي عطل إنتاج الجملة، وبشكل تفاضلي في بداية العبارات النحوية الجديدة (اللوحة C، الرسم البياني على اليمين؛ للاطلاع على الفيديو الخاص بإجراء رسم الخرائط أثناء الجراحة في هذا المريض، انظر www.openbrainproject.org). هذه الملاحظة تحفز فرضية جديدة حول دور الجهاز الأمامي المائل في إنتاج الجملة: القيود السينتاغماتية على العناصر الموضعية (SCOPE) فرضية11. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. 

Figure 4
الشكل 4. التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي والهيكلي قبل العملية ورسم خرائط التحفيز الكهربائي المباشر أثناء الجراحة في موسيقي محترف مصاب بالورم الدبقي في الفص الزمني الخلفي الأيمن.(ألف) رسم خرائط التصوير بالرنين المغناطيسي قبل الجراحة للمعالجة البصرية عالية المستوى، وإنتاج اللغة، ومعرفة الأدوات. كان الورم، الأصفر المظلل، في الفص الزمني الأيمن، مرئيًا من خلال sulcus الزمني العلوي الأيمن (sulci توسع قليلاً لتسهيل التصور). لأن الورم كان يقع بالقرب من مناطق معالجة الحركة في القشرة الزمنية الجانبية، ونحن مترجمة MT / V5 عن طريق مقارنة النشاط العصبي عندما حضر المريض إلى صفائف من النقاط المتحركة إلى النشاط العصبي التي تثيرها النقاط الثابتة. يتم رسم voxels تظهر الاستجابات العصبية التفاضلية للحركة مقارنة مع النقاط الثابتة على مقياس اللون الأرجواني والأبيض (نحن ممتنون لDuje Tadin للمساعدة في تطوير هذا المحلي وظيفية). أما بالنسبة لجميع الحالات الأخرى التي تمت دراستها في برنامج رسم خرائط الدماغ الترجمة (على سبيل المثال،الشكل 2,الشكل 3)، وvoxels التي تظهر استجابات عصبية تفاضلية لتسمية الصور الشائعة تتم مقارنتها بخط الأساس لعرض الإصدارات المخفوقة على مراحل من نفس الصور؛ يتم رسم هذا على مقياس اللون الأخضر والأبيض. هذا التباين حدد مجمع القذالي الجانبي الثنائي، وسايروس الزمني المتوسط/ العلوي الثنائي، والقشرة الحركية (المرتبطة بنشاط محرك الكلام). كما هو الحال أيضا فيالشكل 2، تم العثور على voxels تظهر الاستجابات العصبية التفاضلية عند تسمية 'أدوات' في الحُصَلة الجدارية السفلية اليسرى، والقشرة القذالية العليا/ الظهرية الثنائية، والجسم الخلفي الخلفي الخلفي/الزاوي الزمني السفلي (مقياس اللون الأزرق والأبيض). أخيرا ، ومرة أخرى كما هو الحال فيالشكل 2، طلب من المريض لإكمال مهمة إنتاج كلمة الطلاقة اللفظية. يتم رسم Voxels المرتبطة جيل الكلمة مقارنة مع خط الأساس يستريح على مقياس اللون الأحمر والأبيض ووجدت في gyrus الأمامية السفلي الأيسر (منطقة بروكا)، متفوقة صدق ة أمامية / سفلية، ونظام محرك الكلام. (ب) أكمل المريض تجارب التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية المتعددة قبل العملية على وجه التحديد لرسم خريطة معالجة الموسيقى. في تجربة واحدة، على غرار العمل السابق من مختبر جريج هيكوك57، سمع المريض ألحان البيانو قصيرة وكان عليه أن همهمة اللحن مرة أخرى، أو سمع جمل قصيرة واضطر إلى تكرار الجمل مرة أخرى. مرسومة على الدماغ على مقياس اللون الأحمر الأرجواني هي voxels التي أظهرت النشاط العصبي التفاضلي للموسيقى من اللغة. أكمل أربعة طلاب من كلية إيستمان للدراسات العليا في الموسيقى نفس تجربة التصوير بالرنين المغناطيسي؛ يتم رسم حدود المنطقة المحددة لنفس التباين الوظيفي في الضوابط الصحية المتطابقة في الخطوط العريضة الخضراء. وبالإضافة إلى ذلك، أكمل 10 مرضى آخرين في جراحة الأعصاب نفس التجربة، وأيضا في مرحلة ما قبل الجراحة من علاجهم. في حين أن الهدف القريب في هؤلاء المرضى العشرة كان تحديد المناطق استجابة للغة (ثورو التباين في اللغة > الموسيقى)، والتباين من الموسيقى > اللغة يحدد منطقة مشابهة جدا من gyrus الزمنية متفوقة الحق (حدود وظيفية المنطقة من 10 السيطرة على مرضى جراحة الأعصاب يتم رسمها باللون الأزرق الفاتح). (ج) تصوير المسالك الاحتمالية قبل العملية على بيانات DTI التي تظهر الإشعاعات الصوتية الصحيحة واللفافة القوسية فيما يتعلق بورم المريض AE (عتبة 5٪، متراكبة على الصورة الأصلية T2 المرجحة). (د) خلال الجراحة، أجرى المريض AE نفس المهمة كما كان خلال التصوير بالرنين المغناطيسي الذي كان عليه أن يستمع إلى ألحان البيانو قصيرة وهمهمة لهم مرة أخرى، أو جملة قصيرة وتكرارذلك مرة أخرى. وقد وجد أن التحفيز الكهربائي المباشر إلى الحق الخلفي متفوقة سايروس الزمنية تعطيل الأداء في مهمة التكرار عند تنفيذها على الألحان (لبعض التجارب)، ولكن لم يؤثر على الأداء (على أي تجارب) لنفس مهمة التكرار يؤديها على الجمل (انظر www.openbrainproject.org لأشرطة الفيديو من رسم الخرائط الموسيقى أثناء العملية).الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 5
الشكل 5 . إظهار ثنائي الدياشيس الخاص بالمجال: تحليل العلاقة بين موقع الآفة والنشاط العصبي المحفز عبر مجموعة من مرضى الورم الدبقي الذين درسوا قبل الجراحة في برنامج الدماغ المترجم. نتيجة هامة لإدارة مجموعة مشتركة من التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي والدراسات السلوكية لجميع المرضى الذين يذهبون من خلال برنامج رسم خرائط الدماغ الترجمة في مركز جامعة روتشستر الطبي هو فرصة لتنفيذ على مستوى المجموعة تحليلات على مجموعات أكبر من المرضى الذين درسوا على التوالي. على سبيل المثال، يظهر الشكل 5 نتائج اختبار فرضية العلوم الأساسية أن الاستجابات العصبية لـ "الأدوات" في الفص الزمني يتم تضمينها عبر الإنترنت بواسطة مدخلات من القشرة الجدارية. إذا كانت هذه الفرضية صحيحة، ثم الآفات (الأورام) في القشرة الجدارية يجب أن تغير الاستجابات العصبية في الفص الزمني إلى 'الأدوات'، والفرق بين المرضى في النشاط العصبي إلى 'أدوات' في الفص الزمني ينبغي أن تكون مرتبطة مع وجود الآفات ( الأورام) في القشرة الجدارية. (أ) يتم التنبؤ بالآفات إلى القشرة الجدارية على مستوى المجموعة (الانحدار اللوجستي) من التباين عبر المرضى في الاستجابات العصبية في الفسطائر fusiform الوسيطة على السطح البطني للفص الزمني. (ب) يتم التنبؤ بالاستجابات العصبية للأدوات في الفسطائر الفسطائر الوسيط على مستوى المجموعة (الانحدار اللوجستي) من التباين في ما إذا كانت الآفة / الورم ينطوي على Sulcus اللابارية الأمامية (aIPS). النتائج الموجزة في الفريقين A و B تمثل حالة من diaschesis ديناميكية53، في هذه الحالة 'مجال محدد' diaschesis الديناميكية ، لأن علاقة موقع الآفة بالنشاط العصبي يتم تعديلها من قبل نوع التحفيز الذي تتم معالجته ( أي أن العلاقة موجودة للأدوات، وليس للأماكن أو الوجه أو الحيوانات)-للاطلاع على التفاصيل الكاملة انظر غارسيا والزملاء14. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. 

Discussion

ويمكن استخلاص المعرفة المكتسبة من الخبرة المكتسبة من إنشاء برنامج رسم خرائط الدماغ الترجمة في جامعة روتشستر إلى عنصرين أساسيين. أولاً، تم إنشاء قنوات اتصال منظمة بين العلماء المعرفيين، وأخصائيي الأورام العصبية، وعلماء النفس العصبيين، وأخصائيي الصرع، وأخصائيي الفيزيولوجيا العصبية، وأخصائيي التخدير العصبي، وجراحي الأعصاب، ودعم كل منهم الفنيين والدعم الإداري. وهذا يسمح للمرضى، بما في ذلك المرضى الأورام عالية الدرجة العاجلة، أن تحال للتقييم قبل الجراحة مع الوقت الكافي لتحويل التحليلات حولها إلى الجراحين قبل الإجراء. وكان العنصر الثاني الحاسم لنجاح برنامج رسم خرائط الدماغ هو أضعاف في فرص التدريب لطلاب المرحلة الجامعية، طلاب الدراسات العليا (MS، دكتوراه) ، طلاب الطب، فضلا عن جراحة الأعصاب، والأعصاب والأشعة العصبية المقيمين و الزملاء. الجمع بين هذين العنصرين تعمل على إشراك جميع مقدمي الخدمات السريرية مع الأهداف العلمية لبرنامج رسم خرائط الدماغ، ويضمن أن تتشابك الأهداف العلمية الأساسية مع الهدف السريري المتمثل في تحقيق الاستفادة المثلى من نتائج كل مريض.

Disclosures

تم إيداع براءة اختراع مؤقتة (رقم براءة اختراع الولايات المتحدة المؤقت 62/917,258) 11/30/18 لـ "StongView: نظام متكامل للأجهزة/البرمجيات لتسهيل الاختبارات المعرفية أثناء جراحة الدماغ اليقظة ودعم التحليلات في الوقت الحقيقي في خدمة التنبؤ بنتائج المريض.

Acknowledgments

وقد تم دعم هذا العمل من قبل منح المعاهد القومية للصحة R21NS076176، R01NS089069، R01EY028535، وNSF منحة BCS-1349042 إلى BZM، وجامعة روتشستر مركز العلوم البصرية زمالة التدريب قبل الدكتوراه (NIH التدريب منحة 5T32EY007125-24) إلى FEG. ونحن ممتنون لكيث بارسينز لعمله في تطوير StrongView، الذي كان مدعوما بمنحة أساسية P30EY00131 لمركز العلوم البصرية في كلية الطب بجامعة روتشستر. تم تأسيس برنامج رسم خرائط الدماغ الترجمة في جامعة روتشستر، جزئيا، بدعم من نورمان وآرلين لينهوت، وبمنحة من معهد ويلموت للسرطان للدكتورين كيفن والتر وبرادفورد ماهون. يمكن الاطلاع على معلومات حول برنامج رسم خرائط الدماغ الترجمة في المركز الطبي لجامعة روتشستر على الموقع: www.tbm.urmc.edu.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
NA NA NA

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Brown, T. J. Association of the extent of resection with survival in glioblastoma: A systematic review and meta-analysis. JAMA Oncology. 2, 1460-1469 (2016).
  2. Bloch, O. Impact of extent of resection for recurrent glioblastoma on overall survival. Journal of Neurosurgery. 117, 1032 (2012).
  3. McGirt, M. J. Association of surgically acquired motor and language deficits on overall survival after resection of glioblastoma multiforme. Neurosurgery. 65, 463-470 (2009).
  4. Rahman, M. The effects of new or worsened postoperative neurological deficits on survival of patients with glioblastoma. Journal of Neurosurgery. 127, 123-131 (2017).
  5. Herbet, G., Moritz-Gasser, S., Lemaitre, A. L., Almairac, F., Duffau, H. Functional compensation of the left inferior longitudinal fasciculus for picture naming. Cognitive Neuropsychology. , 1-18 (2018).
  6. Rofes, A. Language processing from the perspective of electrical stimulation mapping. Cognitive Neuropsychology. , 1-23 (2018).
  7. Almeida, J., Fintzi, A. R., Mahon, B. Z. Tool manipulation knowledge is retrieved by way of the ventral visual object processing pathway. Journal of Cognitive Neuroscience. 49, 2334-2344 (2013).
  8. Chen, Q., Garcea, F. E., Almeida, J., Mahon, B. Z. Connectivity-based constraints on category-specificity in the ventral object processing pathway. Neuropsychologia. 105, 184-196 (2017).
  9. Chen, Q., Garcea, F. E., Jacobs, R. A., Mahon, B. Z. Abstract Representations of Object-Directed Action in the Left Inferior Parietal Lobule. Cerebral Cortex. 28, 2162-2174 (2018).
  10. Chen, Q., Garcea, F. E., Mahon, B. Z. The Representation of Object-Directed Action and Function Knowledge in the Human Brain. Cerebral Cortex. 26, 1609-1618 (2016).
  11. Chernoff, B., Sims, M., Smith, S., Pilcher, W., Mahon, B. Direct electrical stimulation (DES) of the left Frontal Aslant Tract disrupts sentence planning without affecting articulation. Cognitive Neuropsychology. , (In Press).
  12. Erdogan, G., Chen, Q., Garcea, F. E., Mahon, B. Z., Jacobs, R. A. Multisensory Part-based Representations of Objects in Human Lateral Occipital Cortex. Journal of Cognitive Neuroscience. 28, 869-881 (2016).
  13. Fintzi, A. R., Mahon, B. Z. A bimodal tuning curve for spatial frequency across left and right human orbital frontal cortex during object recognition. Cerebral Cortex. 24, 1311-1318 (2014).
  14. Garcea, F. E. Domain-Specific Diaschisis: Lesions to Parietal Action Areas Modulate Neural Responses to Tools in the Ventral Stream. Cerebral Cortex. , (2018).
  15. Garcea, F. E., Chen, Q., Vargas, R., Narayan, D. A., Mahon, B. Z. Task- and domain-specific modulation of functional connectivity in the ventral and dorsal object-processing pathways. Brain Structure and Function. 223, 2589-2607 (2018).
  16. Garcea, F. E. Direct Electrical Stimulation in the Human Brain Disrupts Melody Processing. Current Biology. 27, 2684-2691 (2017).
  17. Garcea, F. E., Kristensen, S., Almeida, J., Mahon, B. Z. Resilience to the contralateral visual field bias as a window into object representations. Journal of Cognitive Neuroscience. 81, 14-23 (2016).
  18. Garcea, F. E., Mahon, B. Z. Parcellation of left parietal tool representations by functional connectivity. Neuropsychologia. 60, 131-143 (2014).
  19. Kersey, A. J., Clark, T. S., Lussier, C. A., Mahon, B. Z., Cantlon, J. F. Development of Tool Representations in the Dorsal and Ventral Visual Object Processing Pathways. Cerebral Cortex. 26, 3135-3145 (2016).
  20. Kristensen, S., Garcea, F. E., Mahon, B. Z., Almeida, J. Temporal Frequency Tuning Reveals Interactions between the Dorsal and Ventral Visual Streams. Journal of Cognitive Neuroscience. 28, 1295-1302 (2016).
  21. Lee, D., Mahon, B. Z., Almeida, J. Action at a distance on object-related ventral temporal representations. Journal of Cognitive Neuroscience. 117, 157-167 (2019).
  22. Mahon, B. Z., Kumar, N., Almeida, J. Spatial frequency tuning reveals interactions between the dorsal and ventral visual systems. Journal of Cognitive Neuroscience. 25, 862-871 (2013).
  23. Paul, D. A. White matter changes linked to visual recovery after nerve decompression. Science Translational Medicine. 6, 1-11 (2014).
  24. Schneider, C. L. Survival of retinal ganglion cells after damage to the occipital lobe in humans is activity dependent. Proceedings. Biological sciences / The Royal Society. 286, 20182733 (2019).
  25. Shay, E. A., Chen, Q., Garcea, F. E., Mahon, B. Z. Decoding intransitive actions in primary motor cortex using fMRI: toward a componential theory of 'action primitives' in motor cortex. Journal of Cognitive Neuroscience. 10, 13-19 (2019).
  26. Gotts, S. J. Two distinct forms of functional lateralization in the human brain. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110, E3435-E3444 (2013).
  27. Saad, Z. S. Correcting brain-wide correlation differences in resting-state FMRI. Brain Connect. 3, 339-352 (2013).
  28. Mahon, B. Z. Action-related properties shape object representations in the ventral stream. Neuron. 55, 507-520 (2007).
  29. Negri, G. A. L. What is the role of motor simulation in action and object recognition? Evidence from apraxia. Cognitive Neuropsychology. 24, 795-816 (2007).
  30. Stasenko, A., Garcea, F. E., Dombovy, M., Mahon, B. Z. When concepts lose their color: a case of selective loss of knowledge of object-color. Journal of Cognitive Neuroscience. 58, 217-238 (2014).
  31. Stasenko, A. A causal test of the motor theory of speech perception: a case of impaired speech production and spared speech perception. Cognitive Neuropsychology. 32, 38-57 (2015).
  32. Garcea, F. E., Dombovy, M., Mahon, B. Z. Preserved tool knowledge in the context of impaired action knowledge: implications for models of semantic memory. Frontiers in Human Neuroscience. 7, 1-18 (2013).
  33. Draper, I. T. The accessment of aphasia and related disorders. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 36, 894-895 (1973).
  34. Catani, M. A novel frontal pathway underlies verbal fluency in primary progressive aphasia. Brain. 136, 2619-2628 (2013).
  35. Mesulam, M. M., Wieneke, C., Thompson, C., Rogalski, E., Weintraub, S. Quantitative classification of primary progressive aphasia at early and mild impairment stages. Brain. 135, 1537-1553 (2012).
  36. Rogalski, E. Progression of language decline and cortical atrophy in subtypes of primary progressive aphasia. Neurology. 76, 1804-1810 (2011).
  37. Snodgrass, J. G., Vanderwart, M. A standardized set of 260 pictures: norms for name agreement, image agreement, familiarity, and visual complexity. Journal of Experimental Psychology: Human Learning and Memory. 6, 174-215 (1980).
  38. Hamberger, M. J., Seidel, W. T. Auditory and visual naming tests: Normative and patient data for accuracy, response time, and tip-of-the-tongue. Journal of the International Neuropsychological Society. 9, 479-489 (2003).
  39. Riddoch, M., Humphreys, J., Glyn, W. Birmingham object recognition battery. , Psychology Press. (1993).
  40. Kay, J., Lesser, R., Coltheart, M. Psycholinguistic assessments of language processing in aphasia (PALPA). , (1992).
  41. Farnsworth, D. The Farnsworth-Munsell 100-hue and dichotomous tests for color vision. Journal of the Optical Society of America. 33, 568-578 (1943).
  42. Duchaine, B., Nakayama, K. The cambridge face memory test: results for neurologically intact individuals and an investigation of its validity using inverted face stimuli and prosopagnosic participants. Neuropsychologia. 44, 576-585 (2006).
  43. Gorno-Tempini, M. L. Cognition and anatomy in three variants of primary progressive aphasia. Annals of Neurology. 55, 335-346 (2004).
  44. Weiss, L., Saklofske, D., Coalson, D., Raiford, S. WAIS-IV clinical use and interpretation: scientist-practitioner perspectives. Practical Resources for the Mental Health Professional. , (2010).
  45. Canizares, S. Reliability and clinical usefulness of the short-forms of the Wechsler memory scale (revised) in patients with epilepsy. Epilepsy Research. 41, 97-106 (2000).
  46. Wechsler, D. The measurement and appraisal of adult intelligence. , 4th, Williams & Wilkins. (1958).
  47. Caramazza, A. The logic of neuropsychological research and the problem of patient classification in aphasia. Brain and Language. 21, 9-20 (1984).
  48. Sanai, N., Mirzadeh, Z., Berger, M. S. Functional outcome after language mapping for glioma resection. New England Journal of Medicine. 358, 18-27 (2008).
  49. Ojemann, G. Individual variability in cortical localization of language. Journal of Neurosurgery. 50, 164-169 (1979).
  50. Rofes, A., de Aguiar, V., Miceli, G. A minimal standardization setting for language mapping tests: an Italian example. Neurological Sciences. 36, 1113-1119 (2015).
  51. Chernoff, B. L., Teghipco, A., Garcea, F. E., Sims, M. H., Belkhir, R., Paul, D. A., Tivarus, M. E., Smith, S. O., Hintz, E., Pilcher, W. H., Mahon, B. Z. Reorganized language network connectivity after left arcuate fasciculus resection: A case study. Cortex. , (in press).
  52. Chernoff, B. L., Sims, M. H., Smith, S. O., Pilcher, W. H., Mahon, B. Z. Direct electrical stimulation of the left frontal aslant tract disrupts sentence planning without affecting articulation. Cognitive Neuropsychology. 36, (2019).
  53. Price, C. J., Warburton, E. A., Moore, C. J., Frackowiak, R. S., Friston, K. J. Dynamic diaschisis: anatomically remote and context-sensitive human brain lesions. Journal of Cognitive Neuroscience. 13, 419-429 (2001).
  54. Kersey, A. J., Cantlon, J. F. Neural Tuning to Numerosity Relates to Perceptual Tuning in 3-6-Year-Old Children. Journal of Neuroscience. 37, 512-522 (2017).
  55. Kersey, A. J., Cantlon, J. F. Primitive Concepts of Number and the Developing Human Brain. Language Learning and Development. 13, 191-214 (2017).
  56. Chernoff, B. L., Teghipco, A., Garcea, F. E., Sims, M. H., Paul, D. A., Tivarus, M. E., Smith, S. O., Pilcher, W. H., Mahon, B. Z. A Role for the Frontal Aslant Tract in Speech Planning: A Neurosurgical Case Study. Journal of Cognitive Neuroscience. 30 (5), 752-769 (2018).
  57. Hickok, G., Buchsbaum, B., Humphries, C., Muftuler, T. Auditory-motor interaction revealed by fMRI: speech, music, and working memory in area Spt. Journal of Cognitive Neuroscience. 15, 673-682 (2003).

Tags

علم الأعصاب العدد 150 ورم الدماغ جراحة الدماغ جراحة الأعصاب رسم خرائط الدماغ رسم خرائط الدماغ الترجمة التصوير بالرنين المغناطيسي DTI التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي التصوير بالرنين المغناطيسي نشر تينسور التصوير جراحة الدماغ مستيقظا استئصال الجمجمة مستيقظا خريطة الدماغ البشرية التحفيز الكهربائي المباشر الصرع الورم الدبقي الورم الأرومي الدبقي الجهاز المائل الأمامي متلازمة SMA القشرة الحركية مراكز اللغة القشرية القشرة البليغة
رسم خرائط الدماغ الترجمة في المركز الطبي لجامعة روتشستر: الحفاظ على العقل من خلال رسم خرائط الدماغ الشخصية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Mahon, B. Z., Mead, J. A., Chernoff, … More

Mahon, B. Z., Mead, J. A., Chernoff, B. L., Sims, M. H., Garcea, F. E., Prentiss, E., Belkhir, R., Haber, S. J., Gannon, S. B., Erickson, S., Wright, K. A., Schmidt, M. Z., Paulzak, A., Milano, V. C., Paul, D. A., Foxx, K., Tivarus, M., Nadler, J. W., Behr, J. M., Smith, S. O., Li, Y. M., Walter, K., Pilcher, W. H. Translational Brain Mapping at the University of Rochester Medical Center: Preserving the Mind Through Personalized Brain Mapping. J. Vis. Exp. (150), e59592, doi:10.3791/59592 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter