Esplorazione dello spazio profondo - scoprendo l'anatomia delle strutture Periventricular per rivelare i ventricoli laterali del cervello umano

Riepilogo

Questa carta dimostra l'effettivo utilizzo di un metodo di dissezione di fibra per rivelare i tratti di sostanza bianca superficiale e strutture di periventricular del cervello umano, in uno spazio tridimensionale, per facilitare la comprensione degli studenti della morfologia ventricolare.

Abstract

Gli studenti di anatomia sono in genere dotati di sezioni di bidimensionale (2D) e immagini quando si studia anatomia ventricolare cerebrale e gli studenti trovano questo impegnativo. Perché i ventricoli sono spazi negativi che si trova profondo all'interno del cervello, l'unico modo per capire la loro anatomia è da apprezzare i loro confini formate da strutture correlate. Guardando una rappresentazione 2D di questi spazi, in uno qualsiasi degli aerei cardinali, non consentirà la visualizzazione di tutte le strutture che formano i contorni dei ventricoli. Così, utilizzando sezioni 2D da solo richiede agli studenti di calcolare la propria immagine mentale degli spazi ventricolari 3D. Lo scopo di questo studio era quello di sviluppare un metodo riproducibile per la dissezione del cervello umano per creare una risorsa educativa per migliorare studente la comprensione delle relazioni complesse tra i ventricoli e le strutture di periventricular. Per raggiungere questo obiettivo, abbiamo creato una risorsa video che offre una guida passo-passo utilizzando un metodo di dissezione di fibra per rivelare i ventricoli laterali e terzi insieme con le strutture di sistema limbico e dei gangli basali strettamente correlati. Uno dei vantaggi di questo metodo è che permette di delineare i tratti della materia bianca che sono difficili da distinguere il ricorso ad altre tecniche di dissezione. Questo video è accompagnato da un protocollo scritto che fornisce una descrizione sistematica del processo di aiuto nella riproduzione della dissezione del cervello. Questo pacchetto offre un'anatomia preziosa insegnamento risorsa per educatori e studenti. Seguendo queste istruzioni gli educatori possono creare risorse per l'insegnamento e gli studenti possono essere guidati per produrre i propri dissezione del cervello come un'attività pratica hands-on. Si consiglia che questa guida video inseriti in neuroanatomia insegnamento per studenti di migliorare la comprensione della morfologia e rilevanza clinica dei ventricoli.

Introduzione

Molti studenti lottano per comprendere gli spazi negativi del sistema ventricolare, situato nel profondo il cervello umano^1,2. Comunemente usate risorse disponibili per gli studenti a studiare i ventricoli forniscono rappresentazioni relativamente grezze delle intricate relazioni 3D di queste strutture cerebrali profonde. Comprensione dell'anatomia 3D del sistema ventricolare e relative strutture è particolarmente importante in neurochirurgia poiché l'accesso al sistema ventricolare è una delle tecniche più utilizzate per misurare la pressione intracranica, decomprimere il ventricolare sistema e amministrare i farmaci³. Inoltre, rapidi progressi nell'imaging medico hanno reso necessario lo sviluppo di competenze nell'interpretazione dell'anatomia 3D.

Bidimensionale (2D) sezioni del cervello nei diversi piani sono in genere utilizzate per visualizzare le strutture profonde del cervello che formano i contorni del negativo spazi ventricolari⁴. Tuttavia, 2D fette del cervello da solo sono insufficienti per consentire agli studenti di comprendere appieno l'architettura 3D dei ventricoli e i dettagli raffinati della regione come fasci di fibre che connette la corteccia e le strutture subcortical⁵. Di conseguenza, gli educatori devono fare affidamento sulla capacità degli studenti di calcolare una concezione 3D comprensibile dei ventricoli⁴. Gli studenti che lottano con consapevolezza spaziale creare questa immagine 3D è estremamente più difficile. Mentre plastica modelli e calchi ventricolare forniscono una rappresentazione 3D del sistema ventricolare, riescono a dimostrare le relazioni complete che formano i contorni dei ventricoli. Gli studenti spesso irragionevolmente rimuovere parti del modello in plastica per accedere al sistema ventricolare e capire le relative interconnessioni. In questo processo, spesso si affacciano le posizioni relative dettagliate di ogni struttura e perdere la comprensione delle loro relazioni (ad es. formazione del tetto dei ventricoli laterali di callosum del corpus).

Lo sviluppo di nuovi strumenti di insegnamento computerizzato ha affrontato alcune di queste limitazioni. Tuttavia, molti di questi modelli sono limitati a immagini e testo statico e non sfruttare l'interattività offerta da queste nuove tecnologie^7,8. Mentre tecnologie interattive consentono all'utente di ruotare i modelli 3D al computer per studiare molteplici punti di vista, questo può confondere alcuni utenti soprattutto i novizi che trovano difficile ad orientarsi strutture⁶. Inoltre, le risorse del computer interattivo sono state indicate per essere meno efficace nell'insegnamento più complesse strutture anatomiche⁶. Così, una delle sfide nell'educazione di neuroanatomia è di fornire agli studenti le risorse che permettono loro di adeguatamente visualizzare i ventricoli e apprezzare la loro struttura 3D e i rapporti anatomici tra cui il delicato associativo, proiezione, e fasci di fibre commisurali che formano complessi rapporti con le strutture di periventricular².

La dissezione ha dimostrata di essere un eccellente metodo educativo per l'apprendimento Anatomia^7,8. Un recente studio fornisce la prova dei vantaggi di dissezione studente nell'apprendimento di neuroanatomia. Nel 2016, Rae et al trovate conservazione a breve e a lungo termine migliore della conoscenza di neuroanatomia studenti che partecipano a dissezioni⁹. Mentre i progressi tecnologici continuano a migliorare la precisione e l'interattività dei modelli 3D al computer, le conoscenze acquisite attraverso la dissezione hands-on non possono essere replicate digitalmente al tempo presente¹⁰.

In questo studio, abbiamo mirato a produrre una dissezione riproducibile di un cervello umano. Abbiamo scelto un metodo di dissezione di fibra perché che permette la conservazione dei fasci di fibre delicate e strutture di materia grigia di periventricular per meglio definiscono lo spazio negativo dei ventricoli.

Qui vi presentiamo una guida completa passo-passo per la creazione di un modello di dissezione dei ventricoli e periventricolare strutture insieme ad un video di formazione accompagnamento per utilizzano in neuroanatomia, insegnamento e apprendimento. Queste risorse possono essere utilizzate per insegnare e imparare la neuroanatomia del cervello sia insegnanti e studenti.

Protocollo

tutti i metodi descritti qui sono stati approvati dal comitato etico di ricerca umana della Australian National University. Per creare il modello ventricolare abbiamo usato le Klingler fibra dissezione tecnica ^{12 , 14}. La tecnica di Klingler è un metodo di dissezione tattile che comporta la rimozione di piccole porzioni della materia grigia della corteccia e staccando dai fasci di fibre nervose, fornendo così una guida passo-passo attraverso gli strati di tessuto dalla superficie per le strutture profonde del cervello.

Nota: l'esemplare del cervello usato per dimostrare questo protocollo nel relativo video e immagini con attenzione è stato rimosso da un cadavere umano formalina-imbalsamato ottenuto dal programma di donatore di corpo della scuola medica, Australiano Università nazionale. Il donatore ha avuto nessuna storia conosciuta della malattia neuropathological. Dopo la rimozione del mater di dura, il cervello è stato memorizzato in soluzione di etanolo di 10% a temperatura ambiente per tre anni.

1. preparazione

1. ottenere un intero cervello da un cadavere umano imbalsamato e rimuovere il mater di dura e memorizzare il cervello in etanolo di 10% a temperatura ambiente prima della dissezione.
   Attenzione: Utilizzare dispositivi di protezione individuale in una stanza ben ventilata in conformità alle linee guida locali nella gestione. Garantire a tutti i partecipanti hanno familiari con le procedure istituzionali per la manipolazione sicura e lo smaltimento di un bisturi e sharp oggetti prima di iniziare il protocollo dissezione.
2. Preparare i seguenti strumenti: forbici, pinze, bisturi (n ° 15 e n. 22), sonda di metallo e l'estremità smussata di un manico per bisturi metallo ( Figura 1). Utilizzare l'estremità smussata del manico bisturi per minimizzare i danni alle fibre del nervo delicate e conservare i principali della materia bianca fibra tratti ( Figura 2) ¹³.
3. Posizionare il cervello in modo che la superficie ventrale è rivolto verso l'alto.

2. Procedura di dissezione

Nota: la dissezione prende circa 2-3 h per completare

1. rimuovere il mater aracnoide e sistema vascolare associato da entrambi gli emisferi cerebrali utilizzando una coppia di Pinze atraumatiche (blunt).
2. Delicatamente sollevare il cervelletto e individuare i collicoli inferiori. Posizionare le lame di bisturi (n. 15) attaccato ad un manico bisturi lungo appena caudale per i collicoli inferiori e tagliare assialmente attraverso il tronco cerebrale. Mantenere la lama più vicino al più possibile per evitare di danneggiare il cervelletto orizzontale. Prendersi cura di preservare il tectum del midbrain.
3. Posizionare il cervello per visualizzare la fessura laterale di destra o sinistra. A partire da gyrus supramarginal, usare l'estremità smussata del manico bisturi per rimuovere delicatamente gli strati corticali superficiali. Spostare delicatamente in avanti prima sopra, poi sotto il solco laterale per rivelare i fasci di fibre di associazione orizzontale rispettivamente di rodaggio il parietale, lobi frontali e temporali,.
4. Seguire la direzione delle fibre inarcando intorno al bordo posteriore dell'insula collegando i fasciculi longitudinali superiori ed inferiori per rivelare il fasciculus arcuato.
5. Anteriormente, rimuovere delicatamente i restanti strati corticali superficiali della media temporale e frontali inferiori gyri per rivelare le fibre fascicolari uncinate che collegano il temporale e lobi frontali
6. Identificare le circonvoluzioni breve della corteccia insulare e quindi rimuovere l'insula. Successivamente rimuovere la capsula estrema e claustrum per rivelare la capsula esterna sottostante. Nota il rigonfiamento formato dal nucleo lenticolare in profondità per la capsula. Lo spostamento verso la superficie dorsale della corteccia, rivelano le fibre della corona radiata ( Figura 4).
7. Rimuovere i resto corteccia e materia bianca sottostante sulla superficie dorsale del cervello per raggiungere gyrus di cingulate. Continuare a utilizzare lo smussato-fine del manico bisturi per rimuovere la corteccia del cingulate per rivelare il cingolo, i tratti della materia bianca eventualemnte la sostanza perforata anteriore giro paraippocampale.
8. Utilizzare la stessa tecnica per rimuovere il cingolo da posteriore ad anteriore al reveal del corpo calloso, composto da fibre commisurali collega i due emisferi cerebrali. Dorsum del corpo (tronco) del corpo calloso sarà ora visibile ( Figura 6).
9. Ripetere i passaggi da 2,3 a 2,8 sull'emisfero cerebrale controlaterale.
10. Palpate e identificare nella misura del ventricolo laterale su uno degli emisferi. Usando una sonda, forare la parete laterale del ventricolo presso il sito del trigone collaterale. Utilizzando una lama taglia 24 (attaccata ad un manico per bisturi n ° 4) entrare attraverso il sito di puntura e taglio inferiorly per aprire l'intera lunghezza del corno inferiore del ventricolo laterale.
11. Ora ritornare al trigone ventricolare collaterale per estendere il taglio superiormente verso lo splenio del corpo calloso (linea tratteggiata nella Figura 5).
12. Ripetere i passaggi da 2.10 e 2.11 sull'altro emisfero.
13. Aprire il corpo del ventricolo laterale continuando l'incisione da trigone rostralmente con un taglio di circa 3 cm paralleli callosum del corpus in entrambi gli emisferi (linee tratteggiate nella Figura 6).
14. Unire le due incisioni parallele in ogni emisfero rostralmente al livello del genu e caudalmente al livello di splenio del corpo calloso. Usando il forcipe, tenuto in mano non-dominante, sollevare delicatamente il corpo calloso a splenium. Con un piccolo paio di forbici, tenute nella mano dominante, separare lo splenio dal setto pellucido sottostante. Una volta che è stata raggiunta la fine rostrale del corpo, tagliare il corpo calloso e rimuovere it.
15. La superficie ventrale del cervello si annidano longitudinalmente sul palmo della mano non dominante per stabilizzare le zone occipitale e temporali (parte posteriore). Allo stesso tempo, usare la mano dominante per saldamente ma delicatamente tenere l'estremità anteriore del cervello mettendo le dita contrari e pollice sui nuclei lentiformi di entrambi i lati del cervello.
16. Using delicata trazione e a torsione mozioni, fisicamente separate le parti anteriori e posteriori del cervello avendo cura di mantenere intatto il plesso coroideo. Si raccomanda che un collega sia presente per guidare la separazione e delicatamente sezione qualsiasi restanti tessuti di collegamento durante il processo di usando un bisturi.

Risultati

Questo metodo di dissezione espone il sistema ventricolare separando il cervello in un'anteriore e una parte posteriore (Figura 7 e Figura 8). La parte posteriore offre una vista interna al trigone collaterale da cui le corna posteriori e inferiori possono essere visto che si estende per i lobi occipital e temporali, rispettivamente (Figura 8). Nel corno inferiore/temporale l'ippoca...

Discussione

Lo scopo di questa carta era di elaborare una guida di dissezione per diffusione per insegnanti e studenti che potrebbero essere utilizzati per migliorare l'insegnamento e l'apprendimento degli abissi ventricolare e strutture di periventricular del cervello umano. Abbiamo messo a punto una guida dettagliata con immagini, insieme a una risorsa video, che può essere utilizzato per aiutare la comprensione della morfologia dei ventricoli e loro strutture associate di accompagnamento. La stessa tecnica di dissezione non è n...

Materiali

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