Исследования мозга

загрузка...

Исследование мозгаКорреляция мозга и разума

Понимание сложных функций мозга, включая сенсорное восприятие, двигательные функции, сознание и мышление, всегда вызывало наше любопытство. Мозг активируется, когда мы вовлечены в процессы решения задачи, например размышление, разговор или целенаправленные действия.

Активация сопровождается локальными изменениями мозгового кровообращения в активированной, т. е. задействованной, области мозга, и это лежит в основе работ по функциональному картированию мозга.

Давно было замечено, что разрушение большого полушария мозга приводит к контралатеральному параличу, потери способности двигать частью тела. Если разрушение было локализовано в левом полушарии, могли возникнуть проблемы с речью. 

В XIX и начале XX вв. функциональная организация мозга изучалась на базе клинико-патологических случаев. Подробное описание симптомов впоследствии (после смерти пациента) соотносилось с результатами вскрытия, что позволяло определить локализацию определенных функций в мозге.

Основным ограничением этого метода является то, что повреждения мозга возникали в результате несчастных случаев, а значит, неспецифичные по локализации, так как повреждения диффузные и, как правило, затрагивают области, незначимые для исследуемого неврологического заболевания. Более того, адаптивные способности мозга могут изменять с течением времени неврологические расстройства.

При помощи клинико-патологических корреляций мы узнаем о нарушениях, которые возникают при повреждении определенной области мозга, т. е. какую функцию выполняет данная область мозга. Например, изучение разрушений выявило участие зон Брока и Вернике в нормальной речевой функции.

Эти ограничения обеспечили стимул для параллельного развития других методов, которые позволяют проводить систематические исследования взаимосвязи между мозгом и поведением у человека. Новые методы нейровизуализации, предложенные в конце XX в., измеряют изменения мозговой активности, которые коррелируют с изменениями в поведении. Современное оборудование для нейровизуализации позволяет регистрировать изменения активности в объемах мозга менее 1 мм3, происходящие за десятки миллисекунд.

Исследование мозгаЗа и против различных методов визуализации мозга. Различные методы регистрации активности мозга имеют разную разрешающую способность. В то время как одни методы обладают высокой пространственной разрешающей способностью, но низкой временной, другие имеют противоположные свойства.

Истории наших читателей

загрузка...

Клинико-патологическая корреляция и новые методы визуализации мозга дают информацию о функциональной организации мозга, но фундаментальные различия разделяют эти методы. Так, клинико-патологическая корреляция

СЕНСАЦИЯ! Врачи ошарашены! АЛКОГОЛИЗМ уходит НАВСЕГДА! Нужно всего лишь каждый день после еды... Читайте далее-->

позволяет выяснить, какие нарушения возникают, если определенная область мозга травмирована, т. е. для выполнения каких функций данная область предназначена. В противоположность этому, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) демонстрируют активацию областей мозга, задействованных в выполнении задания, по сравнению с контрольными условиями.

Таким образом, из клинико-патологических корреляций мы знаем, что зоны Брока и Вернике являются необходимыми для нормальной функции речи, однако сенсорные и моторные области, вовлеченные в процессы артикуляции, также будут активированы. По этим причинам усложненные конструкции экспериментальных парадигм становятся неотъемлемой частью современных работ по картированию мозга. Состояние выполнения задания и контрольное состояние должны, в принципе, быть идентичными, кроме наличия единичной психологической функции, локализацию которой и изучают в данном эксперименте.

загрузка...

На практике очень сложно, если не невозможно, полностью контролировать все поведенческие параметры. Так, например, в парадигме, разработанной для выявления нейронных коррелятов пространственного внимания и основанной на предъявлении зрительных стимулов либо в подсказанной точке экрана либо нет, изменения активности мозга могут отражать непроизвольные движения глазами или усилие испытуемого для предотвращения саккад в направлении стимула.

Наши читатели рекомендуют!

Наша постоянная читательница поделилась действенным методом, который избавил ее мужа от АЛКОГОЛИЗМА. Казалось, что уже ничего не поможет, было несколько кодирований, лечение в диспансере, ничего не помогало. Помог действенный метод, который порекомендовала Елена Малышева. ДЕЙСТВЕННЫЙ МЕТОД

Регистрация активности мозга

Мозг активируется, когда мы вовлечены в решение задачи, размышляем, говорим или совершаем целенаправленное движение и т. д. Такая активация сопровождается изменением в гемодинамике в активированной области мозга. Это создает основу для некоторых исследований по функциональному картированию мозга, включая доминирующие в настоящее время методы функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Далее в этом разделе будет дан краткий обзор нескольких основополагающих методов в этой области.

Изменения в гемодинамики во время сенсорных, моторных и когнитивных процессов впервые наблюдал Массо около 130 лет назад в Италии (Masso, 1881). У него был пациент с дефектом черепа, позволяющим проводить наружные наблюдения за «пульсацией мозга». Он наблюдал изменения в пульсации мозга не только в ответ на звон церковных колоколов, но и когда пациент читал молитву, без произнесения ее вслух.

Примерно через 10 лет было выдвинуто предположение о существовании связи между функциями мозга и его кровоснабжением (циркуляцией крови). Эта теория получила доказательство и сформировала основу для интенсивных исследований.

В конце 1920-х гг. Фултон (Fulton, 1928) наблюдал пациента с внутричерепным артериовенозным пороком развития – состоянием, при котором кровь напрямую из артериальной кровеносной системы переходит в венозную систему без прохождения через систему капилляров. Пациент жаловался на странный звук (шум) в голове, который становился громче во время чтения.

Шум и его усиление можно было зарегистрировать. Это свидетельствовало о том, что гемодинамические изменения некого рода возникали при чтении (по крайней мере, у этого пациента). В конце 1950-х гг. было показано, что стимуляция ствола мозга вызывает появление паттернов активации в ЭЭГ (электроэнцефалограмме), а также увеличение кровоснабжения мозга.

В середине 1960-х гг. Купер наблюдал локальное увеличение парциального давления кислорода в мозге при активации у пациентов во время хирургических операций. Это исследование еще сильнее подтвердило гипотезу, что гемодинамика изменяется вследствие мозговой активации. Более того, это была первая работа, проиллюстрировавшая изменения во взаимосвязи кровотока и метаболизма во время активации.

Прорыв в исследованиях локализации мозговых функций был совершен в начале 1960-х гг., когда был предложен метод внутриартериальных инъекций инертных газов с радиоактивной меткой. В одной из работ с поверхности открытого мозга у экспериментальных животных измеряли разрушение изотопа криптона.

Позже этот метод был адаптирован для исследований на людях с применением гамма-излучающих изотопов ксенона, который мог быть зарегистрирован через череп. Используя многочисленные внешние детекторы импульсов (сенсоры, измеряющие ионизированную радиацию), стало возможно измерять кровоток в более чем в 250 областях.

Этот метод интенсивно применялся в 1970-х гг. для функциональной локализации областей мозга и был, на самом деле, первым методом для функционального картирования мозга. Одним недостатком метода являлась необходимость введения метки непосредственно во внутреннюю сонную артерию, что ограничивало исследование кругом пациентов, проходящих ангиографическое обследование в диагностических целях.

В 1970-х гг. был представлен метод С-дезоксиглюкозы для измерения метаболизма глюкозы в интересующих областях мозга у экспериментальных животных. Позже данный метод был переделан для ПЭТ-исследований на людях с применением фторированной дезоксиглюкозы (ФДГ), меченной позитрониспускающим F.

Хорошо известно, что изменения в кровотоке и в метаболизме глюкозы сцеплены. Но, несмотря на то что метод измерения локального метаболизма глюкозы в мозге является значительным достижением, он не применяется широко при изучении функциональной мозговой активации по причине ограниченного временного разрешения (15-45 мин) по сравнению с ПЭТ и фМРТ.

Введение в 1980-х гг. позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) и в 1990-х гг. функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) позволило проводить неинвазивные исследования локальных изменений в гемодинамике мозга как проявления изменений в локальной активности мозга. Нетравматичная природа этих методов позволяет проводить работы не только на пациентах, но и на нормальных здоровых испытуемых, что позволяет расширить исследовательские работы по изучению функциональной активации мозга.

Методы исследования мозга

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) являются доминирующими методами исследования функциональной мозговой активации. Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОЭКТ) имеет сходные с ПЭТ свойства, но обладает более низкой разрешающей способностью, в связи с чем менее пригодна для изучения функциональной активации.

Другие методы основаны на регистрации электрических и магнитных сигналов работающего мозга, образуемые активностью нейронов. К этим методам относят электроэнцефалографию (ЭЭГ) и магнитоэнцефалографию (МЭГ), которые обладают превосходной временной разрешающей способностью, равной около 10 мс, но ограниченной способностью для пространственной локализации. Исследования с помощью ЭЭГ стали особенно интересными, когда их стали совмещать с фМРТ, потому что объединяются преимущества: хорошая пространственная разрешающая способность фМРТ и хорошее временное разрешение ЭЭГ. МЭГ относится к интенсивно расширяющейся области исследований.

Все эти методы нацелены на изучение поведения и измеряют изменения мозговой активности. Дополнительная категория методов, включая работы по разрушению или транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), позволяет проводить манипуляции с мозгом для выявления их эффектов на поведение.

ТМС создает электрический ток в мозге, который, в зависимости от параметров, либо возбуждает, либо тормозит активность нейронов. Используя конфигурацию «виртуального разрушения», этим методом можно снижать возбудимость определенных областей мозга, что приводит к имитации разрушений мозга. ТМС – многообещающее средство для подтверждения взаимосвязи между мозгом и поведением, выявленной с помощью функциональной нейровизуализации.

Вылечить алкоголизм невозможно???

  • Испробовано множество способов, но ничего не помогает?
  • Очередное кодирование оказалось неэффективным?
  • Алкоголизм разрушает вашу семью?

Не отчаивайтесь, найдено эффективное средство он алкоголизма. Клинически доказанный эффект, наши читатели испробовали на себе ... Читать далее>>

Оставить комментарий

загрузка...