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人間の脳の側脳室を明らかにする脳室周囲構造の解剖学を暴く - 深宇宙の探索

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Neuroscience

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Summary

本稿は、浅白質路を明らかにするためのファイバー郭清法の有効利用および心室の形態の学生の理解を支援するために、三次元の空間に、人間の脳の脳室周囲の構造を示します。

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Colibaba, A. S., Calma, A. D., Webb, A. L., Valter, K. Exploring Deep Space - Uncovering the Anatomy of Periventricular Structures to Reveal the Lateral Ventricles of the Human Brain. J. Vis. Exp. (128), e56246, doi:10.3791/56246 (2017).

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Abstract

解剖学生、二次元 (2 D) 断面を通常提供し、大脳の心室の解剖学と学生を勉強するときの画像がこれを難しい。脳室は、脳の深部にある否定的なスペースなので、解剖を理解する唯一の方法は関連の構造によって形成される境界を鑑賞することです。これらのスペースの 2D 表現を見ると、枢機卿の平面のいずれかに、有効に心室の境界を形成する構造体のすべての可視化。したがって、2 D 断面図だけを使用すると、3 D 室スペースの彼らの自身の精神的なイメージを計算する学生が必要です。本研究の目的は学生を強化する教育リソースを作成する人間の脳を解剖するための再現可能な手法の開発、脳室と脳室周囲構造の複雑な関係の理解します。これを達成するために、密接に関連辺縁系と大脳基底核の構造と横と 3 番目の心室を明らかにするファイバー郭清法を使用してステップバイ ステップ ガイドの特徴ビデオ リソースを作成しました。この方法の利点の 1 つは、他の郭清の方法を区別することは困難は、白質の広大の描写できます。このビデオは脳解剖の再現を支援するプロセスの体系的な説明書に伴われます。このパッケージでは、貴重な解剖学の教育と学生のためのリソースの教育を提供しています。次の手順で教育者が教材を作成でき、学生は実践的な実践活動として自分の脳解剖を生成する導くことができます。このビデオ ガイドを神経解剖学学生を高める指導に組み込まれることをお勧めします形態および脳室の臨床的意義の理解します。

Introduction

多くの学生は、人間の脳1,2の奥深くに位置する、脳室系の負の空間を理解する苦労します。心室を勉強する学生のため利用可能な一般的に使用されるリソースは、これらの脳深部の構造物の複雑な 3 D 関係の比較的粗さの表現を提供します。心室システムへのアクセスが頭蓋内圧を測定し、解凍、心室に最も活用手法の一つは脳神経外科で特に重要です心室システムおよび関連する構造の 3 D 解剖学を理解することシステム、および薬3を管理します。さらに、医用画像工学の急速な進歩では 3 D 解剖学の解釈の技術の開発が必要になりました。

4否定的な室空間の境界を形成する脳深部の構造を視覚化する別の平面における脳の二次元 (2 D) 断面が用いられます。ただし、だけで脳の 2D スライスは心室の 3 D アーキテクチャと皮質と皮質下構造5を接続する線維束など地方の細部の完全な範囲を理解する学生を有効にするのに十分ではありません。その結果、教育者は心室4のわかりやすい 3 D 概念を計算する学生の能力に依存しています。空間認識に苦しむ学生は、この 3 D イメージを作成する非常に困難。プラスチック モデルや心室のキャストは、心室システムの 3 D 表現を提供、しながら彼らは心室の境界を形成する包括的な関係を示すために失敗します。学生はしばしば無思慮心室システムにアクセスし、その配線を理解するプラモデルのパーツを削除します。このプロセスで彼らはよく各構造物の詳細な相対位置を見落とすし、の彼らの関係 (例えば脳梁が側脳室の屋根の形成) の理解を失います。

新しいコンピュータ ・教育ツールの開発は、これらの制限のいくつかに対処しています。しかし、これらのモデルの多くは静的テキストとイメージに制限されます、これら新しい技術7,8によって提供する双方向性の利点を取らない。インタラクティブ ・ テクノロジーは、複数の視点を勉強する 3 D コンピューター モデルを回転するユーザーを有効にしながら、特に初心者構造6のオリエンテーションへの挑戦は、一部のユーザーを混乱させることがこれ。さらに、インタラクティブなコンピューター リソースより複雑な解剖学的構造の6を教える上でより効果的であること示されています。したがって、神経解剖学教育における課題の 1 つは十分に心室を視覚化し、3 D 構造となど、繊細な解剖学的関係に感謝を可能にするリソースを持つ学生を提供するためには, 投影, 連想脳室周囲構造2との複雑な関係を形成する交連線維の束。

解剖は、解剖学78を学習するための優れた教育方法を示されています。最近の研究では、神経解剖学の学習に学生を郭清術の利点の証拠を提供します。2016 年、レイは解剖9に参加する学生の神経解剖学知識の短期的および長期的な定着を発見しました。技術の進歩は、精度と 3 D コンピューター モデルの双方向性を改善し続ける、しながら実践的な解剖を通して得られる知識は現在時間10時デジタル レプリケートできません。

本研究では人間の脳の再現可能な郭清を生成を目指しました。繊細な線維束の保存を許可しより脳室周囲灰白質構造心室の負の領域を定義するため、ファイバー郭清法を選びました。

脳室の prosection モデルを作成する包括的なステップバイ ステップ ガイドを紹介、教育と学習の神経解剖学でのトレーニング ビデオと脳室周囲構造を使用します。これらのリソースは、脳の神経解剖学教育の教育者と学生の両方で使用できます。

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Protocol

ここで説明したすべてのメソッドは、オーストラリア国立大学の人間研究倫理委員会によって承認されています。心室モデルを作成するには、クリングラー繊維郭清法 12 , 14 を使用しました。クリングラー手法は皮質の灰白質の小さな部分を取り外し、このように表面から深層構造に組織層を介してステップバイ ステップ ガイドを提供する神経線維の束を剥離、触覚郭清方法脳の

注: 添付のビデオと画像でこのプロトコルを示すために使用脳標本に医科大学、オーストラリアの体ドナー プログラムから得られたホルマリン ミイラ人間の死体から摘出国立大学。ドナーは、神経病理学的疾患の既知の歴史をなかった。3 年間の室温で 10% エタノール溶液に格納されていた脳硬膜を除去した後

1 準備

  1. 防腐処理のひと死体から脳全体を取得削除硬膜と脳を解剖する前に室温で 10% エタノール保存します。
    。 注意: はローカル ガイドラインに基づきに部屋の換気を処理するとき個人的な保護装置を使用します。すべての参加者が安全な取扱いや解剖のプロトコルを開始する前にメスと鋭いオブジェクトの廃棄のため制度の手順に精通していることを確認します
  2. 次の楽器の準備: ハサミ、鉗子、メス刃 (第 15 及び第 22)、金属プローブ、金属メス ハンドル ( 図 1) の鈍端。繊細な神経線維の損傷を最小限に抑えるため、主要な白質繊維 ( 図 2) の広大 13 を節約するメス ハンドルの鈍端を使用します
  3. 腹側表面上を向いているように脳を配置します

2。術

注: 解剖を完了する約 2、3 時間がかかる

  1. くも膜と関連付けられた血管非外科的 (ブラント) ピンセットのペアを使用して両方の大脳半球から削除します
  2. は、小脳を注意深く持ち上げ、下丘を探します。メスの刃 (第 15) 下の丘にちょうど尾長いメス ハンドルに付いている、脳幹を介して軸カットを配置します。小脳が損傷しないようにできるだけ水平に近い刃を保ちます。中脳の視蓋を維持するために注意してください
  3. は、左または右横ずれの割れ目を表示するのには脳を配置します。縁上回から、メス ハンドルの鈍端を使って皮質表層を慎重に取り外します。ゆっくり前進最初、上記し、外側溝の下頭頂葉、前頭葉、側頭葉、それぞれ中水平連合線維束を明らかにする
  4. 弓状束を明らかにする優れたおよび下縦束を接続する皮質の後部のボーダーのまわりアーチ形の繊維の方向に従います
  5. 前方、中側は、一時的な接続する鉤状束繊維を明らかにする前頭葉脳回下と前頭葉の残りの表面的な皮質層を取り除きます
  6. は、皮質における短い下前を識別し、島を削除します。次に極端なカプセルと基になる外部カプセルを明らかにする claustrum を削除します。カプセルに深いレンズ核によって形成されたバルジを注意してください。コロナ ラジアタ ( 図 4) の繊維を明らかに皮質の背側表面に向かって移動します
  7. は、残りの皮質、帯状回に到達する脳の背側表面の基になる白質を削除します。帯状皮質、帯状回、海馬傍回と前有孔質を接続する白質路を明らかにするために削除するメス ハンドルの鈍終りを使用し続ける
  8. では、同じテクニックを使用して、2 つの大脳半球を接続する交連線維から成る脳梁明らかに前方に後方から、帯状回を削除します。脳梁の体 (トランク) の背が表示されます ( 図 6) になります
  9. 対側の大脳半球に 2.8 2.3 の手順を繰り返します
  10. 触診しなさいと半球の 1 つの側脳室の範囲を識別します。プローブを使用すると、担保の三角のサイトで心室の外側の壁を穴をあけます。穿刺部位と側脳室の下角の全体の長さを開くために下方にカット (第 4 メス ハンドルに添付) サイズ 24 ブレードを使用して入力します
  11. ( 図 5 の点線) 脳梁膨大に向かって上方にカットを拡張する心室担保三角に戻ります
  12. 2.10、2.11 他の半球の上の手順を繰り返します
  13. 吻方に両方の半球 ( 図 6 の点線) でカット約 3 cm の脳梁に平行使用して三角から切開を続けることで側脳室のボディを開きます
  14. 吻方、膝のレベルおよび尾側脳梁膨大のレベルで各半球の 2 つの平行切開に参加します。非利き手で開催、鉗子を使用して、梁で、梁がフワリします。はさみ、支配的な手で開催された小さな鋭いペアから基になる中隔, 梁を分離します。体の吻側端に達したら、脳梁を切断し、それを削除
  15. は、脳の腹側表面を後頭部と時空間領域 (後部) を安定させるために非支配的な手のひらで縦に寄り添います。同時にしっかり、でも優しく、反対の指を置くことによって脳の前方の端を保持し、脳の両側のレンズ核にサムに利き手を使用します
  16. 使用して優しく引っ張るし、ねじれ、そのまま脈絡叢を維持する特別な世話をして脳の前部と後部の部品を物理的に分離しました。同僚が分離を導き、優しく残りのメスを使用して、プロセス中に組織を接続するセクションに存在することをお勧めします

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Representative Results

郭清のこのメソッドは、前方および後部の部分に脳を分離することで心室のシステムを公開 (図 7 図 8)。後部を後部と下の角が認められる側頭葉、後頭にそれぞれ担保の三角の内部を見るを提供しています (図 8)。線毛と脳弓の crura、下/一時的なホーンの内側の壁を形成して、海馬ははっきりと見える。

Prosected 脳 (図 7) の前方の部分には、体の境界と側脳室の吻方投影の前部角を形成する構造の観察が可能。 にします。吻方、尾状核の大型ヘッドは、前角の外側縁を形成する明確に表示されます。内側の壁と側脳室の屋根はほとんど削除されたが、吻側でされているで終了この標本中隔, の残りの部分内側に, および脳梁は上方に爪痕が残っていた。尾状核のナローボディの視床、脳室の床の小さい部分を横方向に形成する背外側実行中、心室、体の床の大半を形作り移動、背側視床の大きい固まりはそれとして見えるようになります。脈絡叢は、それは視床の周り曲線として表示されます。視床が区切られてゆっくりと第三脳室を横方向に視床の内側の壁と上方に脳弓の本体で有界に見ることができます。Interthalamic 接着は正中線 (図 7) に顕著に見られます。前方第三脳室に隣接する脳弓の列が表示されますも。また、松果体、視床へ habenula 後上の epithalamic 構造を視覚化できます。腹側、蓋、中脳水道の優れたと劣る丘など中脳の構造を容易に特定できます。

このビデオで使用される標本の光解離にあたって、いくつかの日焼け着色された白を中心とした病変はコロナ ラジアタ (図 5) など深い白質路で発見されました。病変のサンプルの組織学的検討では、非小細胞肺癌からの転移の結果だったことを提案しました。解剖前に標本における神経病理学的病の知られていた歴史はありませんでした、このようなこれらの病変としては、偶発的を見つけます。

Figure 1
図 1:楽器脳解剖を行うために使用します。(A) ブレード 15;(B) 長いメス ハンドル;(C) ブレード 11;(D) 短いメスのハンドル;(E) ブレード 24;(F) はさみ。(G) 非外科的鉗子。(H) 歯の鉗子この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 2
図 2: 金属メス ハンドルを保持し、基になる白質線維束を明らかにする表在性の皮質層を削除するその鈍い端を使用する方法ですこの図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 3
図 3: 脳の左側側面します。前頭葉、頭頂葉、後頭、側頭葉の一部の表面的な灰色および白い問題の除去では、優れたおよび下縦束、葉と島皮質の白い繊維関係を明らかにしました。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 4
図 4: 脳の左側側面します。前頭葉、頭頂葉、後頭葉、および側頭葉の一部が明らかにコロナ ラジアタ外部カプセルと鉤状束の垂直方向の繊維の灰色および白い問題の深い解剖.外部のカプセルの繊維にカット ウィンドウはレンズ核の灰白質を明らかにします。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 5
図 5: 帯状回皮質と脳の左側の横方向ビューを削除します。点線は、側脳室を開くカットの位置を示します。小さな矢印が偶然発見された小さな病変の場所を示す解剖中。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 6
図 6: 両方の帯状回と脳の優れたビューが削除されると、正中線で脳梁を公開します。点線は、側脳室の屋根を開くへの梁に沿って実行される平行カットの位置を示します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 7
図 7:前角、側脳室、第三脳室とそれらを取り巻く構造体を示す脳の前方の半分の尾のビューこの図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 8
図 8: 後部の角と側脳室と同様、海馬と脳弓にその投影の下の角を示す脳の後部半分の吻側ビューこの図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

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Discussion

本稿の目的は、教師と生徒指導と深い心室と人間の脳の脳室周囲構造の学習を強化する使用できる普及のため解剖ガイドを考案するだった。我々 は一緒に脳室とその関連構造形態の理解を支援するために使用できるビデオ リソースの画像を伴うステップ バイ ステップ ガイドを考案しました。郭清手技自体は新しくないです。繊維の郭清は、以前14小脳の解剖学の研究のために使用されています。しかし、我々 の研究の新規性は現代の注釈付きビデオ生産と共に伝統的な郭清法の組み合わせでした。これは特に人間の解剖にアクセスまたは電子リソースを使用して彼らの学習を好む可能性がありますいない生のための学習を支援するために解剖解剖学教育での減らされた使用にもかかわらずを慎重に使用することができる方法を示します。光解離手法は、大脳の脳室の 3 D 解剖学を学習するためプラスチックおよび計算機モデルに相補的なリソースを提供します。プラスチック モデル、脳断面および心室のキャストに比べると、解離手法は大脳の脳室の境界を形成する構造物による心室とその関係の 3 D 構造を示した。

解剖学教育のための課題の 1 つは、人間の脳の深い構造学習の効果的なリソースを提供します。通常使用されているリソースには、いくつかの制限があります。郭清は解剖学教育の礎をされている伝統的ドナー7の数が減少、安全性の懸念は、他の分野からの競争の時間圧力のためその利用は大幅に減少します。しかし、郭清ので有益ですないだけ脳の 3次元組織の感謝をことができますが、触運動知覚 (触覚 gnosis)15の利点も提供します。すべての機関が解剖のための人間の脳にアクセスの解剖体験を提供する代替方法を必要があります。したがって、この教育ビデオ、3 D 解剖学や人間の脳の関係を示すためスタンドアロン教育リソースとして使用することができますを開発しました。さらに、それ、人間や動物の脳に自分の郭清を実行する学生のためのガイドとして使用または学生の研究のため使用することができます prosected 脳モデルを考案するスタッフによってまた使用できます。したがって、我々 はこの地域の複雑な解剖学を視覚化の郭清の使用を再訪しました。

クリングラー解剖技術は、脳室と脳室周囲構造の 3 D 解剖学の学生の理解を容易にするために選ばれました。技術の追加の利点は、投影、連合、交連繊維システムの概念を理解できるだった。過去には、クリングラー メソッドを示す小脳白質路核14,16の使用されています。本研究で我々 は探査と大脳の脳室および関連構造の可視化への適用方法を示します。脳の多くのセクショニング技術は、繊細な構造とその接続を破壊するシャープなカットを使用します。節約のより深い構造と脳での接続方法を選択する、複雑な解剖学や関係を示す視覚的なガイドを作成できました。

改善される可能性がプロセスのいくつかの側面があります。解剖のための人間の脳標本を選択する際、防腐技術を見なす必要があります。私たちの死体は大腿動脈経由で酔っぱらったした、防腐固定液の硬膜外浸潤、頚動脈を経由してさらに高い品質の脳組織を取得することが可能。脳組織自体は繊細な学生による処理や簡単に切離プロセス中に損傷を受ける可能性があります。による脆弱性 prosection の結果脳とその使用を最大にするため、いくつかの追加の手順を組み込むことができます。プラスティネーションは、耐久性と prosected 試料をこの技術17を使用しての寿命を改善するために使用可能性があります。標本長寿を強化し、解剖の量産を容易にする別の方法としては、3 D 印刷18を使用して複製を作成することです。凍結融解のプロセスにより、容易に解離19,20のための繊維を分離するホルマリンで繊維の浸透と郭清の前に脳の凍結技術を強化できます。しかし、一方、この凍結法は、解剖を補助金、Chowdhury および同僚は分った16一貫した結果は得られなかった、従って私たちは私たちの郭清に凍結融解法を使用しないことに選んだ。

ファイバー解剖技術は、脳の脳室系の構造を示すための優れた方法です。非公式意見やこのリソースの学生利用の私達の個人的な観察は独自の機関で学生発見、大脳の脳室および関連構造の解剖学の学習に役に立つを示しています。このリソースの教育上の利点がまだ評価とその完全な値と限界を探索するフィードバックを通じて客観的に評価します。心室および周囲の構造の複雑な 3 D 組織を鑑賞する最適な機会を学生に提供する補足資源の範囲でビデオのリソースや郭清の方法を組み合わせることをお勧めします。

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Disclosures

著者は、利害の対立があるないことを宣言します。

Acknowledgments

著者は、ドナーやその家族への寛大な贈り物に感謝したいと思います。ビデオに録画してビデオ編集を手伝って、氏暁 Xuan li 氏に感謝します。ハンナ Lewis さんと氏ルイ ・ サボーを提供するための技術サポートします。教授 1 月 Provis ビデオをレビューしてビデオ コンテンツへの入力を提供しています。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Scalpel Blade No 15 Swann-Morton 0205 Scalpel blade
Scalpel Blade No 11 Swann-Morton 0203 Scalpel blade
Scalpel Blade No 24 Swann-Morton 0211 Scalpel blade
Long Scalpel handle No3L Swann-Morton 0913 Scalpel handle
Short Scalpel handle No4G Swann-Morton 0934 Scalpel handle
Scissors Scissors
Atraumatic Forceps Atraumatic forceps
Toothed Forceps Toothed forceps
Genelyn Arterial Enhanced GMS Inovations AE-475 Arterial embalming media

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References

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