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裂脑

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。

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)。
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。

Application 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.
Tags
Split brainNeuropsychologistsLeft Brain HemisphereRight Brain HemisphereLateralizationCommunicationBody ProcessingCognitive StrengthsLanguage And Speech ControlVisuospatial Information ProcessingNerve Fiber BundlesCorpus CallosumInter hemispheric CommunicationSplit brain PatientsSurgical SeveringEpilepsy TreatmentCognitive AbilitiesSpeech ProductionData Collection And Analysis Methods

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Overview

1:55

Experimental Design

5:34

Running the Experiment

7:34

Representative Results

8:32

Applications

10:00

Summary

此集合中的视频:

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