علوم اعصاب بالینی در عمل: سهم جراحی مغز و اعصاب در نقشه برداری مغز انسان

بازدیدها: 28

فلاسفه ، متکلمان و دانشمندان از نخستین روزهای تاریخ ثبت به مکانیسم های مسئول اندیشه و رفتار بشر علاقه مند بوده اند. اعتقاد بر این است که پزشک رومی جالینوس در قرن دوم میلادی یکی از اولین کسانی است که مغز را به عنوان منبع فعالیت ذهنی پیشنهاد می کند. بحث ها درباره ریشه های اندیشه طی قرن ها ادامه داشت ، از جمله بسیاری از فرضیات و عقاید نادرست که از آن زمان تکذیب شده اند. با گذشت زمان ، برخی دیدگاه محلی گرایی را پذیرفتند که توانایی های ذهنی را به مناطق خاصی از مغز اختصاص می داد. این اولین متخصص مغز و اعصاب فرانسوی ، پل بروکا ،  و ورنیکه ، متخصص مغز و اعصاب آلمانی بود که برای اولین بار الگوهای خاصی از زبان تغییر یافته را در پی آسیب مغزی و سکته مغزی در لوب های جلویی ، جداری و گیجگاهی چپ مشاهده کرد.

مغز انسان از نزدیک به یک میلیارد نورون و بیش از یک تریلیون ارتباط بین عصبی تشکیل شده است. در حال حاضر ارتباطات عصبی زمینه ساز بسیاری از فرایندهای ذهنی و شناختی تا حد زیادی یک معما باقی مانده است. با این حال ، حقیقت همچنان پابرجاست که بیماری های سیستم عصبی مرکزی مانند صرع ، گلیوم ، اختلالات روانپزشکی ، آلزایمر ، بیماری پارکینسون ، آسیب مغزی (TBI) و اختلالات خلقی این ارتباطات را تغییر می دهد و خسارات زیادی را به بیماران ، خانواده ها و جامعه وارد می کند.. بنابراین ، تلاش برای بهبود درک جمعی ما از ارتباطات شبکه عصبی در افراد سالم و بیمار ، درک ما را از روند بیماری های متعدد  افزایش داده و منجر به کاهش رنج بیمار و ارتقاء سلامت مغز برای کل مردم می شود.

مفهوم نقشه برداری از مغز در دهه ۱۸۷۰ آغاز شد که پزشکان آلمانی ادوارد هیتزیگ ، MD و گوستاو فریتش ، MD یافته های خود را منتشر کردند که تحریک الکتریکی به مناطق مشخص قشر در سگها منجر به انقباض عضلانی می شود. نقشه برداری مغز انسان در محیط جراحی مغز و اعصاب توسط دکتر وایلدر پنفیلد ، در دهه ۱۹۳۰ رایج شد. در حال حاضر ، تحقیقات نقشه برداری مغز موارد زیر را در بر می گیرد:

تصویربرداری غیر تهاجمی: به عنوان مثال ، تصویربرداری تشدید مغناطیسی ساختاری (MRI) ؛ نقشه ضایعات وکسل ؛ تصویربرداری تنسور انتشار (DTI) ؛ MRI ، مغناطیسی فالوگرافی (MEG) ؛ توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) ؛ تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی مبتنی بر وظیفه (fMRI) و حالت استراحت

تحریک عصبی : به عنوان مثال ، تحریک مغناطیسی (TMS) ، تحریک جریان مستقیم (tDCS) و

ضبط مستقیم مغز انسان از جمعیت بیماران بالینی در حین و بعد از جراحی مغز و اعصاب از طریق الکتروکورتکوگرافی و تحریک مستقیم الکتریکی.

هر یک از این استراتژی های نقشه برداری مغز انسان دارای نقاط قوت و ضعف مشخص است.

مطالعات تصویربرداری غیرتهاجمی مناطق فعال شدن مغز را کشف می کند در حالی که یک داوطلب درگیر یک کار رفتاری(behavioral task) است. این به ما امکان می دهد الگوهای ارتباطی را برای اختصاص عملکرد به مناطق مغز در گسترده ترین سطح مشاهده کنیم.

در مطالعات تحریک عصبی ، محققان می توانند از TMS برای تأثیرگذاری عمدی (روشن یا خاموش کردن) گروه های عصبی ، برای مشاهده الگوی تغییر رفتار استفاده کنند. به همین ترتیب ، دانشمندان می توانند برای بررسی اینکه چگونه آسیب به مناطق خاص مغز بر عملکرد شناختی تأثیر می گذارد ، وضعیت های بیماری را که در آن گروه هایی از سلول های عصبی از بین رفته اند (به عنوان مثال ، با استفاده از نقشه ضایعات وکسل پس از سکته مغزی) مطالعه کنند. در حالی که این مطالعات علیت مستقیم تری را بین عملکردهای خاص و مناطق مربوط به مغز ارائه می دهند ، ماهیت این روش ها تفسیر نتایج را به مناطق بزرگ مغز محدود می کند تا تعداد زیادی از جمعیت های خاص نورون ها.

ضبط مستقیم مغز انسان بر اساس دسترسی بی نظیر جراحان مغز و اعصاب به بیمارانی است که در برخی مواقع برای اهداف بالینی نیاز به ضبط های عصبی از مناطق متمایز مغز دارند ، بنابراین می توان به طور موازی برای اهداف بالینی و علمی جمع آوری کرد. دانشمندان جراح مغز و اعصاب نقش منحصر به فردی در مطالعات نقشه برداری مغز انسان دارند.

دکتر Shawn Hervey-Jumper ، جراح مغز و اعصاب UCSF ، با استفاده از تحریک مستقیم الکتریکی (DES) در حین یک مورد نقشه برداری مغز بیدار ، مناطق را با درگیری حیاتی در زبان شناسایی می کند. این امکان برداشتن تومور مغزی بیمار را فراهم می کند در حالی که تأثیر بر عملکرد شناختی را به حداقل می رساند.

در محیط حین عمل ، تحریک الکتریکی مستقیم (DES) نقشه برداری از مغز در حین کرانوتومی های بیدار به جراحان اجازه می دهد برداشتن ضایعات مغزی (از جمله تومورهای مغزی ، ضایعات صرع ، ناهنجاری های عروقی) را برای زبان ، حرکات و آرایش شناختی شخصی تنظیم کنند. بنابراین ، DES در نقشه برداری بالینی مغز چشم انداز دیگری از مطالعات همبستگی شناخت و رفتار را با وضوح بالاتر از حد ممکن با روش های غیر تهاجمی مانند MRI که شامل جراحی نیست ، ارائه می دهد. این به ویژه در پردازش گفتار و زبان صدق می کند.

ضبط الکترو کورتیکوگرافی (ECoG) و الکتروفیزیولوژی الکترود عمقی در شرایط صرع ، اختلالات حرکتی و تومورهای مغزی نیز امکان ضبط مستقیم عصبی با وضوح عالی از هر دو زمان (در حالی که یک کار شناختی در حال انجام است) و فضا (ضبط از جمعیت های خاص هدف قرار داده شده از نورون ها) را امکان پذیر می سازد.

طی چند دهه گذشته ، جراحان مغز و اعصاب به طور قابل توجهی در تحقیقات علوم اعصاب در زمینه نقشه برداری مغز انسان نقش داشته اند. ادامه فرصت های آموزش علمی هم برای پزشکان و هم برای متخصصان مغز و اعصاب اطمینان خواهد داد که نسل بعدی محققان همچنان به این رشته مهم کمک می کنند.

منبع:

Guest post written by multiple neurosurgeons from the Department of Neurological Surgery at UCSF

Shawn L. Hervey-Jumper, MD FAANS

Edward F. Chang, MD FAANS

and Mitchel S. Berger, MD FAANS

https://www.neurosurgeryblog.org/2019/08/06/clinical-neuroscience-in-action-neurosurgery

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید