Asymetria mózgu

W neuroanatomii człowieka asymetria mózgu może odnosić się do co najmniej dwóch całkiem odrębnych odkryć:

Stereotypowy obraz lateralizacji mózgu – fałszywy w badaniach neuronaukowych.

Same różnice neuroanatomiczne istnieją w różnych skalach, od zagęszczenia neuronów, przez wielkość regionów, takich jak płaszczyzna skroniowa , po – w największej skali – skręcenie lub „wiatr” w ludzkim mózgu , odzwierciedlający kształt czaszki, który odzwierciedla tylny (tylny) występ lewej kości potylicznej i przedni (przedni) występ prawej kości czołowej . Oprócz różnic wielkości brutto, między półkulami stwierdzono zarówno różnice neurochemiczne, jak i strukturalne. Asymetrie pojawiają się w rozstawie kolumn korowych, a także w strukturze i złożoności dendrytów. Większe rozmiary komórek znajdują się również w warstwie III obszaru Broki.

Ludzki mózg ma ogólną asymetrię tylną w lewo i przednią w prawo (lub moment obrotowy mózgu). Szczególnie duże asymetrie występują w płatach czołowych, skroniowych i potylicznych, które zwiększają asymetrię w kierunku przednio-tylnym, zaczynając od obszaru centralnego. Asymetrię w lewo można zaobserwować w zakręcie Heschla, wieczku ciemieniowym , szczelinie Silviana, lewym zakręcie obręczy, okolicy skroniowo-ciemieniowej i planie skroniowym. Asymetrię w prawo można zaobserwować w prawej bruzdzie centralnej (potencjalnie sugerując zwiększoną łączność między korą ruchową i somatosensoryczną po lewej stronie mózgu), komorze bocznej, korze śródwęchowej, ciele migdałowatym i okolicy skroniowo-ciemieniowo-potylicznej. Powszechne są również asymetrie mózgu zależne od płci . Na przykład ludzkie mózgi mężczyzn są bardziej asymetrycznie zlateralizowane niż mózgi kobiet. Jednak badania ekspresji genów przeprowadzone przez Hawrylycza i współpracowników oraz Pletikosa i współpracowników nie były w stanie wykryć asymetrii między półkulami na poziomie populacji.

Osoby z autyzmem mają znacznie bardziej symetryczne mózgi niż osoby bez niego.

Historia

W połowie XIX wieku naukowcy po raz pierwszy zaczęli dokonywać odkryć dotyczących lateralizacji mózgu, czyli różnic w anatomii i odpowiadającej im funkcji między dwiema półkulami mózgu. Franz Gall , niemiecki anatom, jako pierwszy opisał to, co jest obecnie znane jako doktryna lokalizacji mózgu. Gall uważał, że zamiast mózgu działającego jako pojedyncza całość, różne funkcje umysłowe można przypisać różnym częściom mózgu. Był także pierwszym, który zasugerował, że przetwarzanie języka zachodzi w płatach czołowych. Jednak teorie Galla były wówczas kontrowersyjne wśród wielu naukowców. Innych przekonały eksperymenty, takie jak te przeprowadzone przez Marie-Jean-Pierre Flourens , w których wykazał, że zmiany w mózgach ptaków powodują nieodwracalne uszkodzenia funkcji życiowych. Metody Flourensa nie były jednak precyzyjne; prymitywna metodologia zastosowana w jego eksperymentach faktycznie spowodowała uszkodzenie kilku obszarów maleńkich mózgów ptasich modeli.

Paul Broca był jednym z pierwszych, którzy przedstawili przekonujące dowody na lokalizację funkcji, kiedy zidentyfikował obszar mózgu związany z mową.

W 1861 roku chirurg Paul Broca dostarczył dowodów na poparcie teorii Galla. Broca odkrył, że dwóch jego pacjentów, którzy mieli utratę mowy, miało podobne zmiany w tym samym obszarze lewego płata czołowego. Chociaż był to przekonujący dowód na lokalizację funkcji, połączenie z „stronnością” nie zostało nawiązane natychmiast. Kontynuując badania podobnych pacjentów, Broca doszedł do wniosku, że wszystkie przypadki dotyczyły uszkodzenia lewej półkuli, aw 1864 roku zwrócił uwagę na znaczenie tych odkryć — że musi to być wyspecjalizowany region. On też - błędnie - proponował teorie dotyczące związku obszarów mowy z „ręcznością”.

W związku z tym niektóre z najbardziej znanych wczesnych badań nad asymetrią mózgu dotyczyły przetwarzania mowy. Asymetria w szczelinie Sylviana (znanej również jako bruzda boczna), która oddziela płaty czołowe i ciemieniowe od płata skroniowego, była jedną z pierwszych odkrytych niezgodności. Jego anatomiczne różnice są związane z rozmiarem i lokalizacją dwóch obszarów ludzkiego mózgu, które są ważne dla przetwarzania języka, obszaru Broki i obszaru Wernickego , oba w lewej półkuli.

Mniej więcej w tym samym czasie, gdy Broca i Wernicke dokonali swoich odkryć, neurolog Hughlings Jackson zasugerował ideę „wiodącej półkuli” – lub jednej strony mózgu, która odgrywała bardziej znaczącą rolę w ogólnej funkcji – co ostatecznie utorowało drogę do zrozumienia półkulistej „dominacji” dla różnych procesów. Kilka lat później, w połowie XX wieku, krytyczne zrozumienie lateralizacji półkuli dla przetwarzania wzrokowo-przestrzennego, uwagi i percepcji, słuchowego, językowego i emocjonalnego pochodziło od pacjentów, którzy przeszli procedury podziału mózgu w celu leczenia zaburzeń, takich jak padaczka . U pacjentów z rozszczepionym mózgiem ciało modzelowate zostaje przecięte, odcinając główną strukturę komunikacji między dwiema półkulami. Pierwszym współczesnym pacjentem z rozszczepionym mózgiem był weteran wojenny znany jako Pacjent WJ , którego przypadek przyczynił się do lepszego zrozumienia asymetrii.

Asymetria mózgu nie jest unikalna dla ludzi. Oprócz badań na ludzkich pacjentach z różnymi chorobami mózgu, wiele z tego, co dziś wiemy na temat asymetrii i lateralizacji funkcji, poznaliśmy zarówno na modelach zwierzęcych bezkręgowców, jak i kręgowców, w tym danio pręgowanego, gołębi, szczurów i wielu innych. Na przykład nowsze badania ujawniające dymorfizm płciowy w asymetriach mózgu w korze mózgowej i podwzgórzu szczurów pokazują, że różnice płci wynikające z sygnalizacji hormonalnej mogą mieć istotny wpływ na strukturę i funkcje mózgu. Praca z danio pręgowanym była szczególnie pouczająca, ponieważ gatunek ten zapewnia najlepszy model do bezpośredniego łączenia asymetrycznej ekspresji genów z asymetryczną morfologią oraz do analiz behawioralnych.

W ludziach

Zlateralizowane różnice funkcjonalne

Lewa i prawa półkula operują przeciwległymi stronami ciała. Każda półkula zawiera sekcje wszystkich 4 płatów: płata czołowego, płata ciemieniowego, płata skroniowego i płata potylicznego. Dwie półkule są oddzielone wzdłuż pośredniej szczeliny podłużnej i połączone ciałem modzelowatym , które umożliwia komunikację i koordynację bodźców i informacji. Ciało modzelowate to największa zbiorcza ścieżka tkanki istoty białej w ciele, która składa się z ponad 200 milionów włókien nerwowych. Lewa i prawa półkula są związane z różnymi funkcjami i specjalizują się w interpretacji tych samych danych na różne sposoby, określane jako lateralizacja mózgu. Lewa półkula jest związana z językiem i obliczeniami, podczas gdy prawa półkula jest ściślej związana z rozpoznawaniem wizualno-przestrzennym i rozpoznawaniem twarzy. Ta lateralizacja funkcji mózgu powoduje, że niektóre wyspecjalizowane regiony są obecne tylko na określonej półkuli lub dominują na jednej półkuli w porównaniu z drugą. Poniżej wymieniono niektóre ze znaczących regionów znajdujących się na każdej półkuli.

Lewa półkula

Okolice Broki
Okolice Broki znajdują się w korze przedczołowej lewej półkuli powyżej zakrętu obręczy w trzecim zwoju czołowym. Obszar Broki został odkryty przez Paula Broca w 1865 roku. Obszar ten odpowiada za produkcję mowy. Uszkodzenie tego obszaru skutkowałoby afazją Broca, która powoduje, że pacjent nie jest w stanie formułować spójnych, adekwatnych zdań.
Obszar Wernickego Obszar
Wernickego został odkryty w 1976 roku przez Carla Wernickego i uznano go za miejsce rozumienia języka. Obszar Wernickego znajduje się również w lewej półkuli w płacie skroniowym. Uszkodzenie tego obszaru mózgu powoduje utratę zdolności rozumienia języka. Jednak nadal są w stanie wydawać dźwięki, słowa i zdania, chociaż nie są używane w odpowiednim kontekście.

Prawa półkula

Powierzchnia twarzy wrzecionowatej
Powierzchnia twarzy wrzecionowatej (FFA) to obszar, który został zbadany pod kątem dużej aktywności, gdy w polu widzenia obserwuje się twarze. Stwierdzono, że FFA jest obecny w obu półkulach, jednak badania wykazały, że FFA jest głównie lateralizowany w prawej półkuli, gdzie przeprowadzane jest bardziej dogłębne przetwarzanie poznawcze twarzy. Lewa półkula FFA jest związana z szybkim przetwarzaniem twarzy i ich cech.

Inne regiony i powiązane choroby

Niektóre znaczące regiony, które mogą prezentować się jako asymetryczne w mózgu, mogą powodować jedną z półkul z powodu czynników takich jak genetyka. Przykładem może być ręczność. Ręczność może wynikać z asymetrii w korze ruchowej jednej półkuli. W przypadku osób praworęcznych, ponieważ mózg obsługuje przeciwną stronę ciała, mogą one mieć bardziej indukowaną korę ruchową w lewej półkuli.

Stwierdzono, że kilka chorób zaostrza asymetrie mózgu, które już są obecne w mózgu. Naukowcy zaczynają badać wpływ i związek asymetrii mózgu z chorobami, takimi jak schizofrenia i dysleksja.

Schizofrenia
Schizofrenia jest złożonym, długotrwałym zaburzeniem psychicznym, które powoduje halucynacje, urojenia oraz brak koncentracji, myślenia i motywacji u jednostki. Badania wykazały, że osoby ze schizofrenią mają brak asymetrii mózgu, co zmniejsza sprawność funkcjonalną dotkniętych obszarów, takich jak płat czołowy. Warunki obejmują funkcjonalną lateralizację półkuli w lewo, utratę lateralizacji dla rozumienia języka, zmniejszenie zawirowań, skręt mózgu itp.
Dysleksja
Jak badano wcześniej, język jest zwykle dominujący w lewej półkuli. Rozwojowe zaburzenia językowe, takie jak dysleksja , zostały zbadane przy użyciu technik obrazowania mózgu, aby zrozumieć zmiany neuronalne lub strukturalne związane z zaburzeniem. Wcześniejsze badania wykazały, że asymetrie półkuli, które zwykle występują u zdrowych osób dorosłych, takie jak rozmiar płata skroniowego, nie występują u dorosłych pacjentów z dysleksją. W połączeniu z wcześniejszymi badaniami wykazano, że pacjenci z dysleksją nie mają lateralizacji języka w mózgu w porównaniu ze zdrowymi pacjentami. Zamiast tego u pacjentów z dysleksją wykazano obustronną półkulistą dominację języka.

Obecne badania

Lateralizacja funkcji i asymetria w ludzkim mózgu nadal napędzają popularną gałąź badań neuronaukowych i psychologicznych. Postęp technologiczny w mapowaniu mózgu umożliwił naukowcom wyraźniejsze zobaczenie większej liczby części mózgu, co rzuciło światło na niewykryte wcześniej różnice w lateralizacji, które występują na różnych etapach życia. W miarę pojawiania się coraz większej liczby informacji naukowcy znajdują wgląd w to, jak i dlaczego mózgi wczesnych ludzi mogły ewoluować w taki sposób, w jaki ewoluowały, aby przystosować się do zmian społecznych, środowiskowych i patologicznych. Informacje te dostarczają wskazówek dotyczących plastyczności lub tego, jak różne części mózgu mogą być czasami rekrutowane do różnych funkcji.

Dalsze badania asymetrii mózgu również przyczyniają się do zrozumienia i leczenia złożonych chorób. Na przykład neuroobrazowanie u pacjentów z chorobą Alzheimera wykazuje znaczne pogorszenie lewej półkuli, wraz z dominacją prawej półkuli - co może wiązać się z rekrutacją zasobów do tej strony mózgu w obliczu uszkodzenia lewej. Te półkuliste zmiany zostały połączone z wydajnością zadań pamięciowych.

Podobnie jak w przeszłości, badania nad przetwarzaniem języka i implikacjami leworęczności i praworęczności dominują również w obecnych badaniach nad asymetrią mózgu.

Zobacz też

Dalsza lektura

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Brain_asymmetry&oldid=1098811904 ”