분할 뇌

Overview

출처: 조나스 T. 카플란과 사라 I. 짐벨의 연구소 - 서던 캘리포니아 대학

뇌손상이 인지 기능에 미치는 영향에 대한 연구는 역사적으로 인지 신경 과학을 위한 가장 중요한 도구 중 하나였습니다. 뇌는 신체의 가장 잘 보호 된 부분 중 하나 이지만, 뇌의 기능에 영향을 미칠 수 있는 많은 이벤트가 있다. 혈관 문제, 종양, 퇴행성 질환, 감염, 무딘 힘 외상 및 신경 외과는 뇌 손상의 근본 원인 중 일부에 불과하며, 모두 다른 방법으로 뇌 기능에 영향을 미치는 조직 손상의 다른 패턴을 생성 할 수 있습니다.

신경 심리학의 역사는 뇌의 이해에 있는 발전을 지도한 몇몇 잘 알려진 케이스에 의해 표시됩니다. 예를 들어, 1861년 폴 브로카는 왼쪽 전두엽에 손상이 어떻게 영향을 주었는지 관찰하여 언어 장애인 실어증을 초래했습니다. 또 다른 예로, 기억 상실증 환자로부터 기억 상실증에 대한 큰 거래가 배웠습니다, 헨리 몰라이슨의 유명한 경우와 같은, 신경 심리학 문학에서 몇 년 동안 알려진 "H.M.," 그의 현세엽 수술은 새로운 기억의 특정 종류를 형성에 깊은 적자를 주도.

초점 뇌 손상을 가진 환자의 관찰 및 테스트는 뇌의 기능에 대한 통찰력을 신경 과학을 제공했지만, 적자의 특정 특성을 밝히기 위해 테스트를 설계하는 데 세심한 주의를 기울여야합니다. 또한 뇌는 상호 연결된 뉴런의 복잡한 네트워크이기 때문에 한 뇌 부위의 손상은 손상으로부터 멀리 떨어진 지역에서 기능에 영향을 미칠 수 있습니다. 뇌 손상이 뇌 영역 간의 연결에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 보여주기 위해이 비디오는 소위 분할 뇌의 경우를 검사합니다.

코퍼스 캘로섬은 뇌의 왼쪽과 오른쪽 반구를 연결하는 섬유의 큰 번들입니다. 그것은 두뇌에 있는 가장 큰 백색 물질 기관 중 하나 이며 쉽게 뇌의 중간선의 처진 보기에 인식 될 수 있습니다. 1960 년대에, 신경 외과 의사는 코퍼스 callosum절단이 뇌를 통해 확산 제어 할 수없는 신경 활동을 포함하는 간질의 특정 종류에 대한 성공적인 치료가 될 수 있음을 발견했다. 분할 뇌 수술을 받은 사람들은 두 반구를 외과적으로 분리하여 왼쪽과 오른쪽 반구가 더 이상 의사 소통을 할 수 없게되었습니다. 이 조건은 실험자가 좌우 반구의 기능을 독립적으로 조사하고, 상대적 능력에 대해 배우고, 그들 사이의 의사 소통의 본질에 대해 배울 수 있게 했습니다.

이 비디오는 두뇌의 두 반구 사이 다름의 몇몇을 드러내고 그 같은 단절의 몇몇 극적인 결과를 보기 위하여 분할 두뇌 환자를 시험하는 방법을 보여줍니다. 이 실험의 원래 버전은 마이클 Gazzaniga와 동료에 의해 개발되었다1, 2 나중에 다른 사람에 의해 정교했다; 3 여기에 제시 된 버전은 방법론의 최신 현대화를 통합합니다.

Procedure

1. 환자 및 제어 모집

  1. 코퍼스 캘로섬이 완전히 발달하지 않는 코퍼스 캘로섬 (ACC)의 발생과 같은 완전하고 부분적인 수술 캘로소톰 및 선천적 조건을 포함하여 단절 증후군을 가진 다양한 환자가 있습니다. 두 반구를 연결하는 여러 가지 지역이 있습니다. 가장 큰 것은 코퍼스 캘로섬이지만 일부 섬유는 전방 쉼표, 해마 쉼표 및 후방 쉼표에서 교차합니다.
    이러한 다양한 종류의 단절은 이 테스트에서 다른 행동 결과로 이어질 수 있습니다.
  2. 이 실험의 목적을 위해, 연결 섬유의 부재를 확인하기 위해 신경 이미징의 사용을 통해 환자를 미리 선택.
    1. 백색 물질 지역을 이미지화하는 데 사용할 수 있는 표준 MRI 및 확산 이미징은 특히 유용합니다. 어떤 연결 섬유가 환자에게 존재하는지 아는 것은 결과의 해석에 도움이 됩니다. 이 데모에서는 완전한 캘로소절제술을 받은 환자가 선택되었습니다.
  3. 환자가 연구 절차에 대해 완전히 통보받았으며 모든 적절한 동의 양식에 서명했는지 확인하십시오.
  4. Wechsler 성인 인텔리전스 스케일(WAIS)의 점수를 사용하여 지능에 맞추어 환자와 동일한 연령과 성별의 20명의 참가자를 모집합니다.

2. 데이터 수집

  1. 왼쪽 또는 오른쪽 반구에만 시각적 자극을 표시하려면 자극을 하나의 시각적 필드에 올바르게 제시해야 합니다. 이것은 한 쪽 눈에 자극을 제시하는 것과 같지 않습니다. 각 눈은 뇌의 두 반구에 투영; 예를 들어 왼쪽 시야를 보는 왼쪽 눈의 부분은 오른쪽 반구에 의해 처리되지만 오른쪽 시야를 처리하는 왼쪽 눈의 부분은 왼쪽 반구에 의해 보입니다. 따라서, 왼쪽 반구에 이미지를 제시하기 위해, 환자가 찾고있는 곳의 오른쪽에 있는 오른쪽 시야 내에서 완전히 제시한다.
    1. 이 측면화를 달성하기 위해 턱받이를 사용하여 컴퓨터 화면에서 약 22 인치의 눈을 유지합니다. 환자의 턱을 턱 받침대 안에 편안하게 놓고 화면을 향합니다.
    2. 환자가 눈을 고정할 수 있는 위치를 제공하기 위해 화면 중앙에 작은 십자가가 남아 있어야 합니다.
    3. 이미지가 왼쪽 또는 오른쪽에 나타나는 경우에도 실험 전반에 걸쳐이 십자가에 고정을 유지하기 위해 환자를 지시합니다.
    4. 이미지가 나타날 때 개체의 이름을 큰 소리로 말해야 한다고 환자에게 설명합니다.
  2. 각각 뇌의 오른쪽 또는 왼쪽 반구에 투영하기 위해 화면의 왼쪽 또는 오른쪽에 잘 알려진 물체의 이미지를 제시합니다. 사과, 공, 빗자루 및 닭고기와 같이 쉽게 알아볼 수 있는 드로잉을 포함하는 개체 집합에서 50개의 이미지가 무작위로 표시됩니다.
    1. 적절한 측면화를 보장하기 위해 150ms 미만의 이미지를 제시합니다. 이것은 자극을 볼 수있는 충분한 시간이지만, 환자가 중앙 시력의 자극을 보기 위해 눈을 움직일 수 없을 정도로 빠릅니다.
    2. 환자에게 화면에 제시된 개체의 이름을 큰 소리로 지정하고 응답을 기록하도록 요청합니다. 이것은 언어 적 능력의 시험이며 반구 사이의 말하기 능력의 차이를 밝혀야합니다.
    3. 환자가 물체의 이름을 지정할 수 없는 경우 환자에게 종이를 바라보지 않고 손 ipsilateral을 자극에 넣지 않고 개체를 그려달라고 요청합니다. 이것은 자극에 대한 지식의 비 언어 적 척도역할을합니다.
      1. 자극에 대한 손 ipsilateral은 자극을 본 반구에 의해 제어됩니다. 예를 들어 왼쪽 시야에 자극이 표시되면 오른쪽 반구에 의해 처리됩니다. 오른쪽 반구는 주로 왼손의 제어에 대한 책임이 있습니다.
      2. 한 반구에 자극의 격리를 유지하기 위해 그리는 동안 환자가 자신의 손을 보고하지 않는지 확인하십시오.
      3. 환자가 개체 그리기를 마칠 때 물체를 보고 큰 소리로 말하는 것을 요청하십시오. 이것은 환자가 단일 반구에 제시될 때 이름을 지정할 수 없더라도 중앙 시력에 제시될 때 개체의 이름을 알고 있음을 확인합니다.
  3. 각 제어 참가자에 대한 절차를 반복합니다.

3. 데이터 분석

  1. 환자의 성과를 분석하려면 왼쪽 및 오른쪽 시각적 하프 필드의 데이터를 서로 비교합니다. 이렇게 하려면 각 시야에서 정확하고 잘못된 응답 수를 적부하고 독립성의 치스퀘어 테스트를 사용하여 관찰된 만큼 큰 차이를 얻을 가능성을 테스트합니다.
  2. 환자의 데이터를 연령, 성별 및 지능 일치 제어 인구의 데이터와 비교하여 환자 행동의 적자를 결정합니다. 이렇게 하려면 각 사람의 왼쪽 시야와 오른쪽 시야에 대한 평균 점수를 별도로 컴파일하고 분산 테스트(ANOVA)의 반복측정 분석을 사용하여 분포를 비교합니다.
Results

전형적으로, callosotomy 환자는 좌측 시각 반필드에 제시된 객체를 위한 아노미아를 전시합니다. Anomia는 개체의 이름을 지정할 수 없습니다. 그러나 오른쪽 시야에 제시된 개체의 이름은 정확도가높습니다(그림 1).

Figure 1
그림 1: 왼쪽 및 오른쪽 시각적 필드에 제시된 자극에 대한 명명 개체 작업의 환자 및 제어 성능입니다. 환자(검정원)는 왼쪽 시야에 제시된 개체의 이름을 구두로 지정할 수 없지만 오른쪽 시야에서 개체의 이름을 지정할 수 있습니다. 반면, 컨트롤 모집단(블루 다이아몬드)은 왼쪽 및 오른쪽 시각적 필드에 제시된 객체의 이름을 지정할 수 있습니다.

일부 환자는 구두로 이름을 지정할 수 없더라도 왼쪽 시야에 제시된 물체를 성공적으로 그릴 수 있습니다(그림2).

Figure 2
그림 2: 왼쪽 및 오른쪽 시각적 필드에 제시된 자극에 대한 도면 객체 작업의 환자 및 제어 성능. 환자(블랙 서클) 및 제어 인구(블루 다이아몬드)는 왼쪽 및 오른쪽 시야에 제시된 물체를 그릴 수 있습니다. 환자의 성능은 일치하는 컨트롤과 다르지 않습니다.

이 경우에, 환자는 일반적으로 아무 것도 본 적이 없다고 말합니다. 음성을 제어하는 왼쪽 반구가 시각적 이미지를 볼 수 없기 때문입니다. 그러나 개체를 본 오른쪽 반구는 이를 인식할 수 있지만 음성을 생성할 수는 없습니다. 오른쪽 반구는 주로 왼손을 제어하기 때문에 환자는 왼손으로 물체를 그릴 수 있습니다. 이 결과는 개체를 인식하는 능력과 개체의 구두 이름을 구두로 지정하는 기능 사이의 해리를 보여 줍니다.

그대로 코포라 캘로사를 가진 제어 모집단은 왼쪽 또는 오른쪽 시각적 필드에 제시된 개체의 이름과 그림을 그릴 수 있습니다. 이것은 정보가 한 반구에서 다른 반구로 자유롭게 전달되어 뇌 영역 간의 정보 공유를 허용하기 때문입니다.

Application and Summary

분할 뇌 환자의 경우 두 대뇌 반구의 상대적 전문화를 밝혀. 이러한 전문화의 대부분은 또한 유사한 기술을 사용하여 온전한 쉼표를 가진 건강한 사람들에서 입증될 수 있습니다. 예를 들어, 사람들은 왼쪽 시야에 제시될 때와 비교하여 오른쪽 시야에서 짧게 제시될 때 단어를 더 빨리 인식하는 경향이 있습니다. 이 실험은 또한 두 개의 두뇌 지구가 건강한 경우에, 다른 지구 사이 연결에 손상이 행동에 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여줍니다.

그러나, 분할 된 뇌를 테스트하는 동안 두 대뇌 반구 사이의 차이를 보여줍니다 기억하는 것이 중요합니다, 그대로 뇌에서, 두 반구는 지속적으로 서로 상호 작용하고 콘서트에서 작동. 자극을 한 시야로 분리하려면 중앙 고정에서 매우 간단하고 멀리 자극을 제시 할 수있는 특수 장비가 필요합니다. 중앙 시력은 두 반구에 의해 처리되고 눈이 일반적으로 환경을 스캔하기 때문에 일상 생활에서 발생할 가능성이있는 상황이 아닙니다.

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

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