Source : Laboratoires de Jonas T. Kaplan et Sarah I. Gimbel — University of Southern California

L’étude de comment les dommages au cerveau affectent le fonctionnement cognitif a toujours été un des outils plus importants pour les neurosciences cognitives. Alors que le cerveau est une des parties mieux protégées du corps, il y a beaucoup d’événements qui peut affecter le fonctionnement du cerveau. Problèmes vasculaires, les tumeurs, maladies dégénératives, infections, traumatismes contondant et neurochirurgie sont quelques-unes des causes de lésions cérébrales, qui peuvent produire différents modèles de lésions tissulaires qui affectent le fonctionnement du cerveau dans différentes manières.

L’histoire de la neuropsychologie est marquée par plusieurs cas bien connus qui ont conduit à des avancées dans la compréhension du cerveau. Par exemple, en 1861 Paul Broca a observé comment des dommages à la gauche lobe frontal a abouti à l’aphasie, un trouble du langage acquis. Comme autre exemple, beaucoup de choses sur la mémoire a été appris de patients souffrant d’amnésie, comme dans le cas célèbre de Henry Molaison, connu depuis de nombreuses années dans la littérature de neuropsychologie comme « H.M., » dont la chirurgie lobe temporal a conduit à un déficit profond dans la formation de certains types de nouveaux souvenirs.

Lors de l’observation et des tests des patients avec des lésions cérébrales focales a fourni des neurosciences avec aperçu sur le fonctionnement du cerveau, grand soin doivent être prises dans la conception de tests pour révéler la spécificité du déficit. Parce que le cerveau est un réseau complexe de neurones interconnectés, dommages causés à la région un cerveau peut également affecter fonctionnement dans les régions loin des dommages. Afin de démontrer comment les lésions cérébrales peuvent affecter les connexions entre les régions du cerveau, cette vidéo examine le cas de la soi-disant demi-cerveau.

Le corps calleux est un gros faisceau de fibres qui relie les hémisphères droit et gauche du cerveau. Il est l’un des plus grands tracts matière blanche dans le cerveau et peut être facilement reconnus sur une vue sagittale de la ligne médiane du cerveau. Dans les années 1960, neurochirurgiens a découvert que le fait de couper le corps calleux pourrait être un traitement efficace pour certains types d’épilepsie, ce qui implique l’activité neurale incontrôlable se répandre dans le cerveau. Les personnes qui ont subi l’opération « split brain » avaient leurs deux hémisphères chirurgicalement séparés, tels que les hémisphères gauche et droite n’étaient plus en mesure de communiquer. Cette condition a permis des expérimentateurs sonder les fonctions de l’hémisphère gauche et droit séparément, pour apprendre sur les capacités relatives et sur la nature de la communication entre eux.

Cette vidéo montre comment tester un patient « split brain » de révéler certaines des différences entre les deux hémisphères du cerveau et de voir certaines conséquences dramatiques d’un tel désaccouplement. Les versions originales de ces expériences ont été mis au point par Michael Gazzaniga et collègues^{1, 2} et plus tard ont été développées par des tiers ; ³ la version présentée ici intègre les plus récentes modernisations de la méthodologie.

1. patient et contrôle de recrutement

1. Il existe une variété de patients atteints de syndromes de déconnexion, y compris les callosotomies chirurgicales complets ou partiels et des affections congénitales, comme une agénésie du corps calleux (ACC), dans lequel le corps calleux ne pleinement atteint. Il existe plusieurs voies qui relient les deux hémisphères ; la plus importante est le corps calleux, mais certaines fibres se croisent à la commissure antérieure, la commissure hippocampique et la commissure postérieure.
   Noter que ces différentes variétés de déconnexion peuvent conduire à des résultats comportements différents dans ce test.
2. Aux fins de cette expérience, présélectionner le patient par le biais de neuro-imagerie pour confirmer l’absence de raccordement de fibres.
   1. Standard IRM et imagerie de diffusion, ce qui peut être utilisé pour des étendues de matière blanche image, sont particulièrement utiles. Savoir quels raccordement fibres sont présents chez le patient aide à l’interprétation des résultats. Dans cette démonstration, un patient présentant une callosotomie complète a été sélectionné.
3. S’assurer que le patient a été pleinement informé des procédures de recherche et a signé tous les formulaires de consentement approprié.
4. Recruter les 20 participants de même âge et du même sexe que le patient, appariés pour l’intelligence, à l’aide des scores sur le Wechsler Adult Intelligence Scale (WAIS).

2. collecte des données

1. Afin de présenter des stimuli visuels à l’hémisphère gauche ou à droite seulement, les stimuli doivent être régulièrement soumis à un champ visuel. Notez que ce n’est pas équivalent à la présentation du stimulus à un œil. Les projets de chaque oeil pour les deux hémisphères du cerveau ; par exemple, la partie de l’oeil gauche qui voit le champ visuel gauche est traitée par l’hémisphère droit, mais la partie de le œil gauche qui traite le champ visuel droit est vu par l’hémisphère gauche. Par conséquent, pour présenter une image à l’hémisphère gauche, présentez-le entièrement dans le champ visuel droit, qui est à droite du où le patient est à la recherche.
   1. Pour atteindre cette latéralisation, utilisez une mentonnière pour maintenir les yeux environ 22 pouces de l’écran de l’ordinateur. Placez le menton du patient confortablement au sein de la mentonnière, face à l’écran.
   2. Avoir une petite Croix demeurent dans le centre de l’écran pour indiquer un emplacement pour le patient de se focaliser leurs yeux.
   3. Demander au patient de maintenir leur fixation sur cette croix tout au long de l’expérience, alors même que les images apparaissent à gauche ou à droite de celui-ci.
   4. Expliquer au patient que lorsqu’une image apparaît, ils devraient dire à haute voix le nom de l’objet.
2. Présenter des images des objets connus brièvement à gauche ou à droite de l’écran pour projeter les hémisphères gauche ou droit du cerveau, respectivement. 50 images sont présentées dans un ordre aléatoire d’un ensemble d’objets qui incluent des dessins facilement reconnaissables, comme une pomme, une balle, un balai et un poulet.
   1. Présenter les images pour moins de 150 ms assurer la bonne latéralisation. Il s’agit d’assez de temps pour voir le stimulus, mais assez rapidement si le patient n’est pas en mesure de déplacer leurs yeux pour voir le stimulus dans la vision centrale.
   2. Demandez au patient de nommer les objets présentés sur l’écran à haute voix et d’enregistrer leurs réponses. Ceci est un test de capacité linguistique verbal et devrait révéler les différences en parlant de capacité entre les hémisphères.
   3. Si le patient est incapable de nommer chacun des objets, demandez au patient de dessiner l’objet, sans regarder le papier, avec la main ipsilatéral à (sur le même côté que) le stimulus. Cela sert comme une mesure non linguistiques de la connaissance du stimulus.
      1. La main homolatérale à la stimulation est contrôlée par l’hémisphère qui a vu le stimulus. Par exemple, lorsque le stimulus est présenté dans le champ visuel gauche, elles sont traitées par l’hémisphère droit. L’hémisphère droit est en grande partie responsable du contrôle de la main gauche.
      2. Veillez à ce que le patient ne ressemble pas à leur portée de main alors qu’il dessine pour maintenir l’isolement du stimulus d’un hémisphère.
      3. Lorsque le patient a terminé un objet de dessin, demandez-leur d’examiner l’objet et dire ce que c’est à haute voix. Cela confirme que le patient connaît le nom de l’objet lorsqu’il est présenté dans la vision centrale, même s’ils sont incapables de le nommer lorsqu’elle est remise à un seul hémisphère.
3. Répétez l’opération pour chaque participant de contrôle.

3. analyse des données

1. Pour analyser les performances du patient, comparer les données du demi-champ gauche et droite visuel avec l’autre. Pour ce faire, totaliser le nombre de réponses correctes et incorrectes dans chaque champ visuel et tester la probabilité d’obtenir une différence aussi grande que celle observée à l’aide d’un test du Khi deux d’indépendance.
2. Comparer les données du patient avec les données de l’âge, le sexe et population de témoins appariés intelligence afin de déterminer les déficits dans le comportement de patients. Pour ce faire, compilez la note moyenne globale de chacun des champ visuel gauche et droite champ visuel séparément et comparer les distributions à l’aide d’une analyse de variance de mesures répétées d’essai (ANOVA).

En général, callosotomie patients présentent une anomie des objets présentés dans la moitié-champ visuel gauche. Anomia est l’incapacité d’objets de nom. Objets présentés pour le champ visuel droit, cependant, sont nommés avec une grande précision (Figure 1).

Figure 1 : Patient et contrôle de performance dans la dénomination des objets tâche de stimuli présentés dans le champ visuel gauche et droite. Le patient (cercles noirs) n’est pas capable de nom verbalement les objets présentés dans le champ visuel gauche, mais il est en mesure d’objets de nom dans le champ visuel droit. En revanche, la population témoin (diamants bleus) peut nommer des objets présentés dans le champ visuel gauche et droite.

Certains patients peuvent être capables de dessiner des objets présentés pour le champ visuel gauche, avec succès même si ils ne peuvent pas verbalement leur nom ()Figure 2).

Figure 2 : Patient et contrôle des performances dans la tâche d’objets dessin de stimuli présentés dans le champ visuel gauche et droite. Le patient (cercles noirs) et la population témoin (diamants bleus) sont capables de dessiner des objets présentés dans le champ visuel gauche et droite. Les performances du patient ne diffèrent pas de témoins appariés.

Dans ce cas, le patient dit généralement qu'ils n’ont pas vu quoi que ce soit. C’est parce que l’hémisphère gauche, qui est réprimer les discours, n’a pas vu l’image visuelle. Toutefois, l’hémisphère droit, qui a vu l’objet, puisse le reconnaître, mais ne parvient pas à générer des discours. L’hémisphère droit étant en grande partie au contrôle de la main gauche, le patient est capable de dessiner l’objet avec la main gauche. Ce résultat montre une dissociation entre la capacité de reconnaître un objet et la capacité de nommer oralement un objet.

La population témoin, avec corpus intact callosa, peuvent nommer ou tirer des objets présentés dans le champ visuel droit ou gauche. C’est parce que les informations peuvent librement passer d’un hémisphère à l’autre, ce qui permet le partage d’informations entre les régions du cerveau.

Le cas du patient « split brain » révèle la spécialisation relative des deux hémisphères cérébraux. Bon nombre de ces spécialisations peuvent également être démontrés chez les personnes saines avec des commissures intacts en utilisant des techniques similaires. Par exemple, les gens ont tendance à reconnaître les mots plus vite lorsqu’ils sont présentés brièvement dans le champ visuel droit par rapport à quand ils sont présentés dans le champ visuel gauche. Cette expérience montre également que même si deux régions du cerveau sont en bonne santées, dommage pour les connexions entre les différentes régions peut affecter le comportement.

Cependant, il est important de rappeler que, tandis que les tests le demi-cerveau illustre les différences entre les deux hémisphères cérébraux, dans le cerveau intact, les deux hémisphères sont continuellement en interaction entre eux et travaillant de concert. Pour isoler un stimulant pour un champ visuel nécessite un équipement spécialisé qui peut présenter des stimuli très brièvement et loin de fixation centrale. Étant donné que la vision centrale est traitée par les deux hémisphères, et les yeux généralement analyser un environnement, ce n’est pas une situation qui est susceptible d’être rencontrées dans la vie quotidienne.