Hjärnskada och kognitiv funktion

Studiet av de hjärnmekanismer som ligger bakom mentala funktioner, särskilt hos människor, bygger på två datakällor: studiet av patienter med hjärnskador och neuroimaging. Medan neuroimaging har upplevt en spektakulär utveckling under de senaste åren, vilket möjliggör karakterisering av de funktionella egenskaperna hos flera hjärnsystem, kan endast studier av patienter fastställa orsaksinblandningen av dessa regioner i de aktuella processerna genom att observera de selektiva bristerna som härrör från lesioner. Denna logik gäller inte bara förvärvade fokala lesioner till följd av till exempel vaskulära olyckor eller kirurgiska resektioner utan även selektiva utvecklingsmässiga kognitiva störningar som dyslexi eller dyskalkuli, som har visat sig vara ett resultat av fokala abnormiteter i hjärnans utveckling.

Under åren har forskarlag som använder detta protokoll framgångsrikt använt båda metoderna och på ett innovativt sätt kombinerat dem i studier som utforskar kognitiva brister med hjälp av neuroimaging. Till exempel, Gaillard et al. (2006) och Epelbaum et al. (2008) undersökte lässtörningar relaterade till små kortikala lesioner genom att kombinera beteendestudier, anatomisk MRT, diffusionstensoravbildning (DTI) av vita substanser, funktionell MRT och intracerebrala registreringar av framkallade potentialer (EP) hos samma patient. Sällsyntheten av beteendeprofiler som förvärvade lässtörningar motiverar användningen av ett tillvägagångssätt som kallas "single-case studies". Betydande framsteg inom neuropsykologi har endast möjliggjorts genom studier av enskilda fall. I sådana studier undersöks en eller ett fåtal patienter mycket detaljerat på individuell basis, och deras beteende jämförs med explicita kognitiva modeller av den specifika funktion som undersöks. Följaktligen måste utvärderingsprotokollen, vid sidan av standardiserade testbatterier, nödvändigtvis skräddarsys och anpassas till varje enskilt fall. Å andra sidan är gruppstudier inte genomförbara för sällsynta beteendeprofiler som förvärvade lässtörningar (alexi) eller synnedsättningar (agnosi). Detta unika fall tillvägagångssätt kan avsevärt förbättras genom hjärnavbildning. Detta kan nu uppnås tack vare den tillräckliga kraften hos funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI), vilket möjliggör analys av aktiveringar i ett enda ämne. På liknande sätt möjliggör framsteg inom inspelnings- och databehandlingstekniker i framkallade potentialer (EP) och magnetoencefalografi (MEG) analys av individuella patientprestationer. Dessutom kräver den flexibla anpassningen av stimuleringsprotokoll till varje patient parallell datainsamling från ett fåtal kontrollpersoner närhelst det behövs.

Därför är syftet med detta utforskande projekt att fortsätta detta arbete inom kognitiv neuroimaging, med det specifika målet att jämföra resultaten från flera icke-invasiva avbildningsmetoder (fMRI, EEG och MEG) som tillämpas på patienter med cerebrala lesioner (och till kontrollgrupper av försökspersoner efter behov). I själva verket, inom ramen för vår explorativa studie, syftar utredaren till att undersöka den spatiotemporala dynamiken i hjärnaktivitet involverad i specifika högre kognitiva funktioner hos människor: språkförståelse och produktion, mental beräkning, såväl som medveten och omedveten perception. Utredaren kommer individuellt att bedöma utvalda patienter baserat på arten av deras underskott och topografin av deras lesioner, tillsammans med kontrollpersoner. Neurologiska patienter kommer att följas i ett år efter samtycke, med flera tester och neuroimaging sessioner. Patienter kan när som helst dra sig ur studien. Kontrollpersoner bör vara jämförbara med patienterna vad gäller ålder och sociokulturell nivå och kommer därför att matchas för dessa variabler i varje patients fall. De kommer att få hörselstimuli genom hörlurar eller visuella stimuli som presenteras på en skärm och kommer att utföra elementära uppgifter (memorera, förståelse, klassificering, produktion, etc.), indikera korrekt respons verbalt eller använda svarsknappar vid behov. Utredaren kan hänvisa samma försökspersoner till olika typer av undersökningar (MRT, EP, MEG) för att jämföra deras resultat, vilket kommer att tolkas genom att integrera den neuropsykologiska analysen av underskottet och lesionstopografin. Utredaren förbehåller sig möjligheten att använda endast en eller två av dessa avbildningsmetoder i vissa ämnen. Dessutom kommer en grupp friska frivilliga att testas, med endast insamling av deras beteendesvar.