המוח המפוצל

Overview

מקור: מעבדות של ג'ונאס ט. קפלן ושרה גימבל – אוניברסיטת דרום קליפורניה

המחקר של איך נזק למוח משפיע על תפקוד קוגניטיבי היה היסטורית אחד הכלים החשובים ביותר עבור מדעי המוח הקוגניטיביים. בעוד המוח הוא אחד החלקים המוגנים ביותר של הגוף, ישנם אירועים רבים שיכולים להשפיע על תפקוד המוח. בעיות כלי דם, גידולים, מחלות ניווניות, זיהומים, טראומות כוח קהה, נוירוכירורגיה הם רק חלק מהגורמים הבסיסיים של נזק מוחי, כל אלה עשויים לייצר דפוסים שונים של נזק לרקמות המשפיעים על תפקוד המוח בדרכים שונות.

ההיסטוריה של הנוירופסיכולוגיה מסומנת על ידי מספר מקרים ידועים שהובילו להתקדמות בהבנת המוח. לדוגמה, בשנת 1861 הבחין פאולוס ברוקה כיצד נזק לאנה הקדמית השמאלית גרם לאפאזיה, הפרעת שפה נרכשת. כדוגמה נוספת, הרבה על זיכרון נלמד מחולים עם אמנזיה, כגון המקרה המפורסם של הנרי מוליסון, הידוע במשך שנים רבות בספרות הנוירופסיכולוגית בשם "H.M.", שניתוח האונה הרקתית שלו הוביל לגירעון עמוק בהיווצרות סוגים מסוימים של זיכרונות חדשים.

בעוד שתצפית ובדיקה של חולים עם נזק מוחי ממוקד סיפקו למדעי המוח תובנה על תפקוד המוח, יש לנקוט זהירות רבה בעיצוב בדיקות כדי לחשוף את אופיו הספציפי של הגירעון. כמו כן, מכיוון שהמוח הוא רשת מורכבת של נוירונים מחוברים, נזק לאזור מוח אחד יכול להשפיע על תפקוד באזורים רחוקים מהנזק. כדי להדגים כיצד נזק מוחי יכול להשפיע על קשרים בין אזורי המוח, וידאו זה בוחן את המקרה של מה שנקרא המוח המפוצל.

קורפוס קאלוסום הוא חבילה גדולה של סיבים המחברת את האונה השמאלית והיקנית של המוח. זהו אחד מדרכי החומר הלבן הגדולים ביותר במוח וניתן לזהות אותו בקלות על מבט קשתי של קו האמצע של המוח. בשנות השישים, נוירוכירורגים גילו כי חיתוך קורפוס קאלוסום יכול להיות טיפול מוצלח לסוגים מסוימים של אפילפסיה, אשר כרוך בפעילות עצבית בלתי נשלטת מתפשטת במוח. אנשים עברו את ניתוח המוח המפוצל הפרידו בניתוח בין שתי ההמיספרות שלהם, כך שהאונה השמאלית והיומית כבר לא היו מסוגלות לתקשר. מצב זה איפשר לנסיינים לחקור את תפקודי האונה השמאלית והימינית באופן עצמאי, ללמוד על היכולות היחסיות ועל אופי התקשורת ביניהן.

וידאו זה מדגים כיצד לבדוק חולה מוח מפוצל כדי לחשוף חלק מההבדלים בין שתי ההמיספרות של המוח ולראות כמה השלכות דרמטיות של ניתוק כזה. הגרסאות המקוריות של ניסויים אלה פותחו על ידי מיכאל גזניגה ועמיתיו1, 2 ומאוחר יותר הורחבו על ידי אחרים; 3 הגרסה המוצגת כאן משלבת מודרניזציה עדכנית יותר של המתודולוגיה.

Procedure

1. גיוס מטופלים ושליטה

  1. ישנם מגוון רחב של חולים עם תסמונות ניתוק, כולל callosotomies כירורגי מלא וחלקי ותנאים מולדים, כגון agenesis של קורפוס קאלוסום (ACC), שבו קלוזום קורפוס אינו מתפתח במלואו. ישנם עלונים מרובים המחברים בין שתי ההמיספרות; הגדול ביותר הוא קורפוס קאלוסום, אך חלק מהסיבים חוצים במתחם הקדמי, בהיפוקמפוס ובקוריור האחורי.
    שים לב כי זנים שונים אלה של ניתוק עלול להוביל לתוצאות התנהגותיות שונות בבדיקה זו.
  2. לצורך ניסוי זה, יש בחירה מוקדמת של המטופל באמצעות דימות מוחי כדי לאשר את היעדר הסיבים המחברים.
    1. הדמיית MRI ודיפוזיה סטנדרטית, אשר ניתן להשתמש בה כדי לדמיין עלוני חומר לבן, הם שימושיים במיוחד. לדעת אילו סיבים מחברים נמצאים בחולה מסייעת בפרשנות התוצאות. בהדגמה זו, נבחר חולה עם קלאוזטומיה מלאה.
  3. ודא כי המטופל כבר מעודכן באופן מלא של הליכי המחקר וחתם על כל טפסי ההסכמה המתאימים.
  4. לגייס 20 משתתפים באותו גיל ומין כמו המטופל, מותאם לאינטליגנציה, באמצעות ציונים בסולם המודיעין למבוגרים וכןלר (WAIS).

2. איסוף נתונים

  1. על מנת להציג גירויים חזותיים לחצי הכדור השמאלי או הימני בלבד, הגירויים חייבים להיות מוצגים כראוי לשדה ראייה אחד. שים לב כי זה לא שווה ערך להצגת הגירויים לעין אחת. כל עין מקרינה לשתי ההמיספרות של המוח; לדוגמה, החלק של העין השמאלית שרואה את שדה הראייה השמאלי מעובד על ידי האונה הימנית, אך החלק בעין השמאלית המעבד את שדה הראייה הימני נראה על ידי האונה השמאלית. לכן, כדי להציג תמונה לחצי הכדור השמאלי, להציג אותה לחלוטין בתוך שדה הראייה הימני, שנמצא מימין למקום שבו המטופל מסתכל.
    1. כדי להשיג לרוחב זה, השתמש במטען chinrest כדי לשמור על העיניים כ 22 ב. ממסך המחשב. הנח את סנטר המטופל בנוחות בתוך המבל, מול המסך.
    2. יש צלב קטן להישאר במרכז המסך כדי לספק מיקום עבור המטופל לקבע את עיניהם.
    3. הורה למטופל לשמור על הקיבעון שלו על הצלב הזה לאורך כל הניסוי, אפילו כאשר תמונות מופיעות בצד שמאל או ימין שלו.
    4. הסבר למטופל שכאשר מופיעה תמונה, עליו לומר את שם האובייקט בקול רם.
  2. הצג תמונות של עצמים ידועים בקצרה בצד שמאל או ימין של המסך כדי להקרין אותם לחצי הכדור הימני או השמאלי של המוח, בהתאמה. 50 תמונות מוצגות בסדר אקראי מתוך קבוצה של אובייקטים הכוללים ציורים הניתנים לזיהוי בקלות, כגון תפוח, כדור, מטאטא ותרנגולת.
    1. הצג את התמונות עבור פחות מ 150 ms כדי להבטיח לרוחב כראוי. זה מספיק זמן כדי לראות את הגירוי, אבל מהר מספיק כך שהמטופל לא מסוגל להזיז את עיניו כדי לראות את הגירוי בראייה המרכזית.
    2. בקש מהמטופל לתת שם לאובייקטים המוצגים על המסך בקול רם, והקלט את תגובותיהם. זהו מבחן של יכולת לשונית מילולית וצריך לחשוף את ההבדלים ביכולת הדיבור בין חצי הכדור.
    3. אם המטופל אינו מסוגל לנקוב בשמות של אף אחד מהחפצים, בקש מהמטופל לצייר את האובייקט, מבלי להסתכל על הנייר, כאשר היד ipsilateral כדי (באותו צד כמו) את הגירוי. זה משמש כמדד לא לשוני של ידע של הגירוי.
      1. היד ipsilateral לגירוי נשלטת על ידי חצי הכדור שראה את הגירוי. לדוגמה, כאשר הגירוי מוצג בשדה הראייה השמאלי, הוא מעובד על ידי האונה הימנית. חצי הכדור הימני אחראי במידה רבה לשליטה ביד שמאל.
      2. ודא החולה לא מסתכל על היד שלהם בזמן שהוא ציור כדי לשמור על בידוד הגירוי לחצי הכדור.
      3. כאשר המטופל מסיים לצייר אובייקט, בקש ממנו להסתכל על האובייקט ולומר מה הוא בקול רם. זה מאשר כי החולה יודע את שם האובייקט כאשר הוא מוצג בראייה מרכזית, גם אם הם אינם מסוגלים שם זה כאשר הוא מוצג לחצי כדור אחד.
  3. חזור על ההליך עבור כל משתתף בקרה.

3. ניתוח נתונים

  1. כדי לנתח את ביצועי המטופל, השווה את הנתונים מחצי השדה החזותי השמאלי והיני זה עם זה. כדי לעשות זאת, לחשב את מספר התגובות הנכונות והשגויות בכל שדה ראייה, ולבדוק את הסבירות להשגת הבדל גדול כמו זה שנצפה באמצעות מבחן עצמאות מרובע של צ'י.
  2. השווה את הנתונים מהמטופל עם הנתונים מהגיל, המין ואוכלוסיית הבקרה המותאמת לאינטליגנציה כדי לקבוע ליקויים בהתנהגות המטופל. לשם כך, קומפיל את הציון הממוצע עבור שדה הראייה השמאלי של כל אדם ושדה הראייה הימני בנפרד, והשווה את ההפצות באמצעות ניתוח חוזר ונשנים של מבחן השונות (ANOVA).
Results

בדרך כלל, חולי callosotomy להפגין anomia עבור אובייקטים המוצגים בחצי השדה החזותי השמאלי. Anomia היא חוסר היכולת לתת שמות לאובייקטים. אובייקטים המוצגים לשדה הראייה הימני, לעומת זאת, נקראים בדיוק גבוה (איור 1).

Figure 1
איור 1: ביצועי המטופל והשליטה במשימת אובייקטי מתן השמות עבור גירויים המוצגים בשדות הראייה השמאלית והימנית. המטופל (עיגולים שחורים) אינו מסוגל לתת שם מילולי לאובייקטים המוצגים בשדה הראייה השמאלי, אך הוא מסוגל לתת שמות לאובייקטים בשדה הראייה הימני. לעומת זאת, אוכלוסיית הבקרה (יהלומים כחולים) יכולה לתת שמות לאובייקטים המוצגים הן בשדות הראייה השמאלית והן הימנית.

חלק מהחולים יוכלו לצייר בהצלחה אובייקטים המוצגים לשדה הראייה השמאלי, למרות שהם אינם יכולים לנקוב בשמם המילולי (איור2).

Figure 2
איור 2: ביצועי המטופל והשליטה במשימת אובייקטי הציור עבור גירויים המוצגים בשדות החזותיים השמאליים והימניים. המטופל (עיגולים שחורים) ואוכלוסיית הבקרה (יהלומים כחולים) מסוגלים לצייר אובייקטים המוצגים הן בשדות הראייה השמאלית והן הימנית. ביצועי המטופל אינם שונים מהפקדים התואמים.

במקרה הזה, המטופל בדרך כלל אומר שהם לא ראו כלום. הסיבה לכך היא שהאונה השמאלית, השולטת בדיבור, לא ראתה את התמונה החזותית. עם זאת, האונה הימנית, אשר ראתה את האובייקט, יכולה לזהות אותו אך אינה מסוגלת ליצור דיבור. מאז האונה הימנית היא בעיקר בשליטה על יד שמאל, המטופל הוא מסוגל לצייר את האובייקט עם יד שמאל. תוצאה זו מדגימה ניתוק בין היכולת לזהות אובייקט לבין היכולת לתת שם מילולי לאובייקט.

אוכלוסיית הבקרה, עם קורפורה קלוזה שלמה, יכולה גם לתת שם וגם לצייר אובייקטים המוצגים בשדות הראייה השמאלית או הימנית. הסיבה לכך היא שמידע יכול לעבור בחופשיות מחצי כדור אחד לשני, ומאפשר שיתוף מידע בין אזורי המוח.

Application and Summary

המקרה של חולה המוח המפוצל חושף את ההתמחות היחסית של שתי ההמיספרות המוחיות. רבים מההתמחויות האלה ניתן להדגים גם אצל אנשים בריאים עם commissures שלם באמצעות טכניקות דומות. לדוגמה, אנשים נוטים לזהות מילים מהר יותר כאשר הן מוצגות בקצרה בשדה הראייה הימני בהשוואה לתקופה שבהן הן מוצגות בשדה הראייה השמאלי. ניסוי זה גם מראה כי גם כאשר שני אזורי מוח בריאים, נזק לקשרים בין אזורים שונים יכול להשפיע על ההתנהגות.

עם זאת, חשוב לזכור כי בעת בדיקת המוח המפוצל מדגימה את ההבדלים בין שתי ההמיספרות המוחיות, במוח שלם, שתי ההמיספרות מתקשרות ללא הרף זו עם זו ועובדות בתיאום. כדי לבודד גירוי לשדה ראייה אחד דורש ציוד מיוחד שיכול להציג גירויים בקצרה רבה הרחק קיבעון מרכזי. מאחר שהראייה המרכזית מעובדת על ידי שתי ההמיספרות, והעיניים בדרך כלל סורקות סביבה, אין זה מצב שסביר שייתקל בחיי היומיום.

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

Skip to...

0:00

Overview

1:55

Experimental Design

5:34

Running the Experiment

7:34

Representative Results

8:32

Applications

10:00

Summary

Videos from this collection:

article

Now Playing

המוח המפוצל

Neuropsychology

68.0K Views

article

מפות מנוע

Neuropsychology

27.3K Views

article

פרספקטיבות על נוירופסיכולוגיה

Neuropsychology

11.9K Views

article

קבלת החלטות ומשימת ההימורים באיווה

Neuropsychology

31.7K Views

article

תפקוד מבצעי בהפרעת ספקטרום האוטיזם

Neuropsychology

17.4K Views

article

אמנזיה אנטרוגרדית

Neuropsychology

30.1K Views

article

קורלציה פיזיולוגית של הכרה רגשית

Neuropsychology

16.0K Views

article

פוטנציאלים הקשורים לאירועים והמשימה המוזרה

Neuropsychology

27.2K Views

article

שפה: N400 באי התאמה סמנטית

Neuropsychology

19.3K Views

article

למידה וזיכרון: משימת הזיכרון-לדעת

Neuropsychology

17.1K Views

article

מדידת הבדלי חומר אפור עם מורפומטריה מבוססת ווקסל: המוח המוזיקלי

Neuropsychology

17.1K Views

article

פענוח תמונות שמיעתיות עם ניתוח תבניות רב-תכליתיות

Neuropsychology

6.4K Views

article

תשומת לב חזותית: חקירת fMRI של בקרת קשב מבוססת אובייקט

Neuropsychology

40.1K Views

article

שימוש בהדמיית טנזור דיפוזיה בפגיעה מוחית טראומטית

Neuropsychology

16.6K Views

article

שימוש ב- TMS למדידת עירור מוטורי במהלך תצפית פעולה

Neuropsychology

9.9K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved