Aivovamma ja kognitiivinen toiminta

Erityisesti ihmisten mielentoimintojen taustalla olevien aivomekanismien tutkimus perustuu kahteen tietolähteeseen: aivovauriopotilaiden tutkimukseen ja hermokuvaukseen. Vaikka neurokuvantaminen on viime vuosina kokenut mahtavaa kehitystä, mikä mahdollistaa useiden aivojärjestelmien toiminnallisten ominaisuuksien karakterisoinnin, vain potilaiden tutkimukset voivat osoittaa näiden alueiden syy-seuraussuhteen käsillä oleviin prosesseihin tarkkailemalla vaurioista aiheutuvia selektiivisiä puutteita. Tämä logiikka ei koske vain hankittuja fokaalisia vaurioita, jotka ovat seurausta esimerkiksi verisuonionnettomuuksista tai kirurgisista resektioista, vaan myös selektiivisiin kehityshäiriöihin, kuten lukihäiriöön tai dyskalkuliaan, joiden on osoitettu johtuvan aivojen kehityksen fokaalisista poikkeavuuksista.

Vuosien mittaan tätä protokollaa käyttävät tutkimusryhmät ovat menestyksekkäästi hyödyntäneet molempia lähestymistapoja ja yhdistäneet ne innovatiivisella tavalla tutkimuksissa, joissa tutkitaan kognitiivisia puutteita neurokuvantamisen avulla. Esimerkiksi Gaillard et ai. (2006) ja Epelbaum et ai. (2008) tutkivat lukuhäiriöitä, jotka liittyvät pieniin aivokuoren vaurioihin yhdistämällä käyttäytymistutkimuksia, anatomista MRI:tä, diffuusiotensorikuvausta (DTI) valkoisen aineen raiteista, funktionaalista MRI:tä ja aivojen sisäisiä tallenteita herätettyjen potentiaalien (EP) osalta. Käyttäytymisprofiilien, kuten hankittujen lukuhäiriöiden, harvinaisuus motivoi "yksittäistapaustutkimuksina" tunnetun lähestymistavan käyttöä. Merkittävät edistysaskeleet neuropsykologiassa ovat mahdollisia vain yksittäisten tapausten tutkimisen kautta. Tällaisissa tutkimuksissa yksi tai muutama potilas tutkitaan erittäin yksityiskohtaisesti yksilöllisesti ja heidän käyttäytymistään verrataan tutkittavan toiminnon eksplisiittisiin kognitiivisiin malleihin. Tästä johtuen standardisoitujen testiakkujen ohella arviointiprotokollat ​​on välttämättä räätälöitävä ja mukautettava jokaiseen tapaukseen. Toisaalta ryhmätutkimukset eivät ole toteutettavissa harvinaisten käyttäytymisprofiilien, kuten hankittujen lukuhäiriöiden (aleksia) tai näköhavaintojen heikkenemisen (agnosia) osalta. Tätä ainutlaatuista tapauslähestymistapaa voidaan parantaa suuresti aivojen kuvantamisella. Tämä on nyt saavutettavissa funktionaalisen magneettikuvauksen (fMRI) riittävän tehon ansiosta, mikä mahdollistaa yksittäisen kohteen aktivaatioiden analysoinnin. Samoin herätettyjen potentiaalien (EP) ja magnetoenkefalografian (MEG) tallennus- ja tietojenkäsittelytekniikoiden edistyminen mahdollistaa yksittäisten potilaiden suoritusten analysoinnin. Lisäksi stimulaatioprotokollien joustava mukauttaminen kullekin potilaalle edellyttää rinnakkaisen tiedonkeruun muutamista kontrollikohteista aina tarvittaessa.

Siksi tämän tutkivan projektin tavoitteena on jatkaa tätä työtä kognitiivisen neurokuvantamisen alalla, ja tavoitteena on verrata tuloksia, jotka on saatu useista ei-invasiivisista kuvantamismenetelmistä (fMRI, EEG ja MEG), joita on sovellettu potilailla, joilla on aivovaurioita (ja koehenkilöiden vertailuryhmät tarpeen mukaan). Itse asiassa tutkivan tutkimuksemme puitteissa tutkija pyrkii tutkimaan aivotoiminnan spatiotemporaalista dynamiikkaa, joka liittyy tiettyihin korkeampiin kognitiivisiin toimintoihin ihmisillä: kielen ymmärtäminen ja tuotanto, mentaalinen laskeminen sekä tietoinen ja tiedostamaton havainto. Tutkija arvioi yksilöllisesti potilaat, jotka on valittu heidän vajauksensa luonteen ja leesioiden topografian perusteella, sekä kontrollihenkilöt. Neurologisia potilaita seurataan vuoden ajan suostumuksensa jälkeen useilla testeillä ja neuroimaging-istunnoilla. Potilaat voivat vetäytyä tutkimuksesta milloin tahansa. Kontrollihenkilöiden tulee olla vertailukelpoisia potilaisiin iän ja sosiokulttuurisen tason suhteen, ja siksi ne yhdistetään näiden muuttujien mukaan kunkin potilaan tapauksessa. He vastaanottavat kuuloärsykkeitä kuulokkeilla tai näytöllä esitettävillä visuaalisilla ärsykkeillä ja suorittavat alkeellisia tehtäviä (muistaminen, ymmärtäminen, luokittelu, tuotanto jne.) osoittaen oikean vastauksen suullisesti tai tarvittaessa käyttämällä vastauspainikkeita. Tutkija voi ohjata samat kohteet erityyppisiin tutkimuksiin (MRI, EP, MEG) vertaillakseen tuloksiaan, jotka tulkitaan yhdistämällä neuropsykologinen analyysi puutos- ja leesiotopografiasta. Tutkija varaa itselleen mahdollisuuden käyttää vain yhtä tai kahta näistä kuvantamismenetelmistä tietyissä kohteissa. Lisäksi testataan ryhmä terveitä vapaaehtoisia, jotka keräävät vain heidän käyttäytymisvasteitaan.