Fortschritte in der Neurochirurgie haben die OP-Tür für eine erstaunliche Reihe von hoch-invasiven Formen der Gehirn-Chirurgie, aber Ärzte und Patienten nach wie vor eine unglaublich wichtige Entscheidung - ob für den Betrieb, wenn lebensrettende Operation könnte unwiderruflich Schaden ein Patienten die Fähigkeit zu sprechen, lesen oder sogar verstehen, ein einfaches Gespräch.
Nun, Forscher an der Washington University in St. Louis entwickeln eine schmerzfreie, nicht-invasives bildgebendes Verfahren, dass Chirurgen sind hier bereits mit zu einer besseren Bewertung der Gehirn-Chirurgie Risiken und genauer Anleitung Operationen, so dass Schäden an sensiblen Bereichen Sprache vermieden wird.
Der Durchbruch hält das Versprechen sicherer Operationen für die fast 200.000 Amerikaner diagnostiziert mit Hirntumoren jedes Jahr. Außerdem Mai deutlich verbessern Quote von Erfolg in einer zunehmend gemeinsamen Epilepsie-Chirurgie, in denen große Teile beschädigt eines Patienten der zeitliche Gehirn Lappen entfernt werden in dem Bemühen zur Linderung schwerer Anfälle.
Die Washington University Mapping-Technik, die erfasst funktionellen Magnet-Resonanz-Bilder (fMRI) des Gehirns als Patienten führt einfache Sprache Funktionen, das Potenzial hat, zu ersetzen oder zu verbessern, auf zwei viel mehr invasive und gefährliche Brain Mapping-Techniken, die beide jetzt häufigsten verwendeten vor oder während der meisten Gehirn Operationen.
In einer der nächsten Artikel in der Zeitschrift Epilepsie & Behavior, ein Washington University Research-Team präsentiert eine aktuelle Gehirn-Chirurgie Fall, in dem ihre fMRI Brain Mapping-Technik dazu beigetragen, zeigen die ungewöhnlichen Ort der Sprache Zentren bei einem Patienten mit einer langen Geschichte von schweren epileptischen Anfällen, einschließlich Informationen entscheidend für den Erfolg der Operation.
Andere Forschung hat genutzt fMRI Tests zu definieren, Sprache Bereiche im Gehirn, sondern der Washington University Technik hat sich als besonders wirksam durch die Integration einer "falschen Erinnerung" Textverarbeitung Test fordert, dass Patienten nicht vergessen, eine Liste von schnell präsentiert Wörter mit damit verbundenen Bedeutungen oder ähnliche reimend Muster.
"Diese Textverarbeitung Aufgaben wurden gewählt, weil direkte Vergleiche der Bedeutung und Reim Verarbeitung hat sich gezeigt, entlocken robuste Aktivierung in zwei unterschiedliche Regionen des Gehirns, von denen jede sind entscheidend für Sprache-Funktion", sagte Studie Co-Autor Kathleen McDermott, ein Assistent Professor für Psychologie in Arts & Sciences in Washington University.
Während der fMRI-Test, Patienten werden mit einer Liste von logisch verknüpften Worten, wie dösen, Kissen, Ruhe und Traum, und später gefragt, ob ein Nicht-Vorlage, aber mit Wort, wie z. B. Schlaf, war Teil der vorgelegten Liste. Die meisten falsch daran erinnern, dass das Wort Schlaf war Teil der ursprünglichen Liste. Eine andere Version des Tests gefragt, Patienten, daran zu erinnern, wenn ein bestimmtes Wort wurde unter einer Liste der eng Reimwörter.
Verwendung von sowohl die gereimte und Bedeutung im Zusammenhang mit Listen ist wichtig, weil Studien zeigen, das Gehirn der Regel stützt sich auf separaten und unterschiedlichen Regionen zu verarbeiten jede dieser Aufgaben. Genauer gesagt, die Verarbeitung von Word Bedeutungen aktiviert eine Region des Gehirns bekannt als Wernicke's Gebiet, während die Verarbeitung von Word-Reime aktiviert ein weiteres wichtiges Language Center bekannt als Broca's Gebiet, McDermott sagte,
McDermott und Kollegen in Washington Universität verbracht haben fast ein Jahrzehnt mit ähnlichen Listen der damit verbundenen Wörter zu studieren falsche Erinnerungen, ein Phänomen, bei dem normalen kognitiven Prozesse dazu führen, dass Menschen zu erinnern, Dinge, die nie wirklich passiert ist. In früheren Studien, McDermott verwendet fMRI zu dokumentieren, welche Bereiche des Gehirns beteiligt sind bei der Schaffung von falschen Erinnerungen; schließlich wurde klar, dass fMRT-Bilder von falschen Speicher Verarbeitung auch sehr robust und detaillierte Darstellungen von Sprachzentren, und dass diese Ergebnisse gewonnen werden kann auf jeden einzelnen Patienten angepasst werden.
McDermott und Jason Watson, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter in Psychologie, begann die Zusammenarbeit mit Neurochirurgen und Radiologen an der Washington University School of Medicine, die kämpfen, um effektivere Möglichkeiten der Verwendung von fMRI zu lokalisieren Sprache Zentren bei Patienten, die für radikale Gehirn Operationen. Sie arbeitete eng mit Jeffrey Ojemann, Washington University ein Neurochirurg, dessen Vater den Weg gebahnt hatte, Entwicklung von electrocortical Stimulation (ECS) Kartierung, die derzeitige "Gold-Standard" für Vor-Chirurgie Kartierung der Sprach-und Speicher-Funktionen in das Gehirn eines einzelnen Patienten.
McDermott, Ojemann und Kollegen hoffen, dass nicht-invasiven fMRT Prüfung wird ein Tag werden genug fortgeschritten, um eine schmerzfreie Alternative zu ECS-Mapping, eine beängstigende Verfahren, die Patienten zu wach und vertraut, während Chirurgen systematisch Sonde ausgesetzt Gehirn Bereiche, in dem Bemühen um Karte und Sprache-Funktionen. Die Operation, bei der die Entfernung von ein Softball-Size-Abschnitt des Schädels, manchmal fehl, weil Patienten nicht in der Lage sind zu reagieren kohärent während der Operation.
Die Washington University fMRI-Mapping-Technik bietet auch Verbesserungen gegenüber der Wada (WAH-DAH) Test, Eine weitere, häufig verwendete Methode zur Ortung kritische Sprache und Gedächtnis Regionen des Gehirns vor der Operation.
Benannt nach ihrem Urheber, Dr. Juhn Wada, das Verfahren beruht auf der Tatsache, dass Sprache Funktionen in den meisten Menschen sind in der Regel konzentriert sich auf die entweder nach rechts oder links Hemisphäre des Gehirns. Der Test, der einen Katheter zu Gewinde in eine Arterie des Gehirns, Chirurgen ermöglicht, sich für Veränderungen in der Sprache Funktion als Stellvertreter Hemisphären des Gehirns werden, zu schlafen.
Der Wada-Test bietet eine grobe Vorstellung davon Hemisphäre ist in erster Linie Kontrolle der Sprache, aber nichts zu genau bestimmten Standort der Sprache Bereiche innerhalb der Hemisphäre, sondern bietet auch unklare Ergebnisse, wenn Sprache Funktionen sind geteilt in Hemisphären.
Die Wada-Test ist in der Regel unter den ersten, die Epilepsie-Patienten unter Berücksichtigung der Operation zu entfernen, einen Abschnitt des Gehirns, der für die Anfälle auslösen.
Wenn ein Wada-Test zeigt an, dass die Anfälle kommen aus einer Halbkugel, in denen kritische Sprache und Gedächtnis Fähigkeiten befinden, Chirurgen Mai empfehlen ECS weitere Tests zu ermitteln, wie viel von der zeitlichen Lappen entfernt werden können ohne die Gefahr einer erheblichen Schäden auf Sprachkenntnisse.
Ähnliche Bewertungen werden durchgeführt, um festzustellen, ob Hirntumoren entfernt werden können, ohne Bereichen des Gehirns entscheidend für Sprache und Gedächtnis.
Vor kurzem, McDermott, Watson und Ojemann begann die Verwaltung der fMRI falsche Speicher-Test für die Patienten geplant für Gehirn-Chirurgie und dann einen Vergleich ihrer Ergebnisse mit denen aus der ECS und Wada Techniken. Ihre Untersuchung bezieht sich auf die post-Chirurgie Bewertung, um festzustellen, ob Sprachkenntnisse tatsächlich beschädigt wurden während der Operation.
Im Falle, die in der Zeitschrift Epilepsie & Behavior, der Wada-Test nicht zu ermitteln, ob der Patient die Sprache Funktionen wurden dominant befindet sich entweder in der linken oder rechten Gehirnhälfte. Fluent Rede wurde beobachtet, egal welche Hemisphäre wurde, zu schlafen.
Die fMRI-Test ergab eine nicht-typischen, Dual-Halbkugel Lage der Sprache Zentren, aber auch darauf hin, dass einige dieser Funktionen wurden in der linken Frontallappen, der Bereich der Meinung, die für die Patienten Anfälle.
ECS Prüfung wurde kurz vor der Operation und ihre Ergebnisse spiegeln sich um schmerzfrei durch die fMRI-Test. Ähnliche Ergebnisse wurden in sieben anderen Patienten.
"Die Ergebnisse von Wada, fMRI und ECS wurden bestätigt durch einen Mangel an Sprache Wertminderung nach links frontal Lobektomie für Anfälle," sagte McDermott. "Dieser Fall zeigt, dass fMRI kann genau Karte kortikalen Sprache Netze in epileptischen Patienten und dass fMRI Mai verwendet werden, um helfen zu interpretieren Lateralität Ergebnisse, die von der Wada Verfahren."
Andere Mitglieder der Forschungs-und Team-Studie Co-Autoren gehören Monica V. Baciu, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung für Radiologie; Richard D. Wetzel, Professor für Psychiatrie, Neurologie und Neurochirurgie; Hrayr S. Attarian, Assistant Professor für Neurologie, und Christopher J. Moran, Professor für Neuroradiologie, alle von der Washington University School of Medicine.
Die Studie wurde unterstützt durch Zuschüsse aus dem McDonnell Pew-Programm in Cognitive Neuroscience, die McDonnell Zentrum für Höhere Hirnfunktion und die National Institutes of Mental Health (NIH / NINDS Grant NS41272).
Hinweis: Baicu, ein Besuch Forscher an der Washington University, basiert auf Pierre Mendès-France-Universität in Grenoble, Frankreich. Ojemann kürzlich verlegt, um der University of Washington in Seattle. Attarian ist jetzt auf der Grundlage an der Universität von Vermont School of Medicine.