a corpus callosum (CC) az elsődleges commissure, amely összeköti az agy két agyféltekéjét. Ezért, bár a commissurotomia kifejezés nem helytelen az úgynevezett “split-agy” leírására, és szigorúan helyes az eredeti emberi műtéti műveletekre, amelyekben az összes commissure-t levágták (Gazzaniga et al., 1967), a későbbi műtétek csak a CC-t szakították meg, ezáltal a “callosotomia” kifejezést használták, amely ezekben az esetekben továbbra is megfelelőbb kifejezés marad (pl., 1996, 2000).
evolúciós szempontból a CC egy újabb fejlemény, amelyet csak a placenta emlősökben figyeltek meg (Katz et al., 1983; Mihrshahi, 2006). Úgy gondolják, hogy a CC által biztosított funkcionalitást legalább részben megelőzi az anterior commissure (AC), amint azt a nem placenta emlősökben, például erszényesekben megfigyelték (Heath and Jones, 1971; Ashwell et al., 1996). Bár az AC néhány maradék útja még mindig jelen van az emberi agyban, a kapcsolat és a szerkezet továbbra is alulértékelt a jelenlegi irodalomban, és a ritka eredmények meglehetősen következetlenek (Lasco et al., 2002; Patel et al., 2010; Choi et al., 2011). Például a mágneses rezonancia képalkotáson (MRI) alapuló eredmények vegyesek abban a tekintetben, hogy az AC hasonló méretű-e nőknél és férfiaknál (Lasco et al., 2002; Patel et al., 2010). Egy viszonylag friss tanulmányban a diffúziós tenzor képalkotás (DTI) in vivo technikáját alkalmazva, amely kihasználja a vízmolekulák diffúzióját axonokban, Patel et al. (2010) nyolc alanyt tanulmányozott, és öt alanyban sikeresen izolálta az AC rostjait. A megállapítások között szerepelt, hogy az egyik alanyban a rostok nagy része az AC hátsó végtagjában kétoldalúan a parietális régiókba haladt, ahol a legtöbbjük véget ért, egy kisebb köteg végződött a precentralis gyrusban, és még egy köteg lépett be a temporális lebenybe. Ilyen egyéni különbségeket találtak az összes résztvevő között, de az alanyok többsége kétoldalú előrejelzéseket mutatott az orbitofrontális, parietális és temporális kérgekre, amelyek közül a CC nem egyértelműen vetíti ki. A megállapítások együttesen azt sugallják, hogy az AC-nek mind elsődleges, mind vestigiális vetületei vannak a neokortikális területekre, ahol a CC nem vetül ki, ahogy mások is javasolták (Di Virgilio et al., 1999; Patel et al., 2010).
véleményünk szerint az AAA nagymértékben támaszkodik a neokortikális hálózatokra és a szubkortikális struktúrákkal való összeköttetésre, mint például a bazális ganglionok és a thalamus (többek között a javaslatunkban kifejezetten nem tárgyalt) (Franz, 2012). Így az AC-t érintő evolúciós fejleményeknek is lehet némi szerepe az AAA modellben. Kevés irodalmat találtunk azonban, amely kifejezetten foglalkozik ezzel a lehetséges kapcsolattal.
az AC szerepét tanulmányozták olyan feladatokban, amelyek valószínűleg figyelmet igényelnek, például vizuális figyelmet igénylő feladatokban. Például jól ismert, hogy az acallosális populációkat a vizuális integrációval járó feladatok összefüggésében tanulmányozták (Gazzaniga et al., 1962, 1965; Sperry, 1968; Levy et al., 1972). Újabban Corballis (1995) a vizuális integrációval és a figyelemfelkeltéssel foglalkozott annak érdekében, hogy megmagyarázza az acallosalis kutatások korábbi eltéréseit. Corballis egy dichotóm vizuális figyelmi rendszert javasolt; az egyik rész (a formát magában foglaló) automatikus és lokalizált minden féltekén, a másik (a mozgást és a helyet magában foglaló) önkéntes és szubkortikális. Az AAA modell erre a megfigyelésre építhet, és kezelheti a szakirodalomban megfigyelt eltéréseket. Javasolt modellünk alapján a figyelem több szintjén vannak olyan útvonalak, amelyek a CC-n kívül közvetíthetik az információátvitelt a félgömbök között. Az egyik lehetőség magában foglalja a bazális ganglionok áramkörét, amelyet javasolunk, potenciálisan kritikus a figyelem megosztásának közvetítésében a félgömbök között (Franz, 2012). A CC átvágásával a figyelem közvetlen átadása a kortikális utakon nagyrészt megszűnik (kivéve, ha természetesen az AC tartalék szerepet játszik). A vizuális információk figyelemalapú integrációja azonban továbbra is közvetíthető szubkortikális útvonalakon és/vagy az AC-n keresztül. Ilyen módon jelen lehet A Corballis (1995) által megfigyelt kétrészes figyelemrendszer az AC (és/vagy a bazális ganglionok és az érintett áramkörök) vizuális integrációjának figyelemalapú közvetítésével: Franz, 2012).
a látást és a figyelmet érintő vizsgálatokat nem kell teljesen elkülöníteni a motoros cselekvést szabályozó rendszertől. Saját megállapításaink alapján (Franz, 2004; Franz és Packman, 2004), a figyelem különböző formái (vizuális és belső-nem vizuális) szorosan kapcsolódnak a motoros cselekvéshez, és magától értetődik, hogy az AC potenciális figyelem szerepének megértésének egyik lehetséges kulcsa a cselekvés, a látás és a figyelem közötti kapcsolat. Egy korábbi tanulmányban Franz (2004) normális résztvevőkkel bimanuálisan köröket rajzolt a vizuális visszacsatolás különböző manipulációi vagy az egyes kezek belső figyelme alatt. A belső figyelmet kapó kéz által rajzolt körök mérete nagyobb lett, hasonlóan a kéz vizuális visszacsatolásának jelenlétéhez (a figyelem/vizuális visszacsatolás hiányához viszonyítva). AAA modellünk arra utal, hogy a figyelem kulcsfontosságú eleme a motor teljesítményének szabályozásában (valamint annak kiválasztásában, hogy milyen motoros műveletet terveznek), és amennyiben a jelenlegi bizonyítékok vannak, nem zárhatjuk ki, hogy az AC szerepet játszik ebben a funkcióban. Az AC szerepének közvetlen tesztelése bármely kognitív feladatban azonban nem triviális.
annak vizsgálata, hogy az AC részt vesz-e a kognitív funkciókban, szinte lehetetlen a neuropszichológiai kutatásokban, mivel a lokalizált AC-vel rendelkező résztvevőket nem könnyű megtalálni (és egyikről sem tudunk). Ezért sokkal intuitívabb lehet felmérni a normál AC neurológiai különbségeit, és korrelálni a neurológiai adatokat a viselkedési adatokkal. A bemutatott traktográfiai módszer (az AC tisztázása) viszonylag könnyen alkalmazható a normál populáció nagy mintáin, és ideális esetben kombinálható a teljesítménnyel (a DTI gyűjteményből származó külön tesztelési munkamenetek során végzett feladatok alapján) ugyanazon egyének célja a kognitív feladatok. Itt bemutatjuk, hogy a DTI elvégezhető és használható eredményeket hozhat a neurológiailag normális populációból származó emberek kis mintáján. Az általános javaslat az lenne, hogy hasonló módszereket hajtsanak végre nagyobb mintaméreten, és (a fentiek szerint) korrelálják az eredményeket (például az AC sűrűségének proxy mérésével) a változókkal egy kognitív feladaton.
a 11. ábrán a DTI nyomon követésének eredményeit mutatjuk be a Johns Hopkins Egyetem nyilvános DTI adatkészletéből nyert 10 női résztvevőtől kapott adatokon(lásd a teljes forrást). Az átlagéletkor 22 év volt (SD = 2,5). A képeket FSL diffúziós eszköztár segítségével dolgoztuk fel (Smith et al., 2004; Woolrich et al., 2009; Jenkinson et al., 2012) és az alkalmazott eljárások, amelyeket a korábbi tanulmányokban használtak más szálas traktusokon (FDT; Behrens et al., 2003a, b, 2007; Johansen-Berg et al., 2004). Röviden, a képeket először 4D-s kötetekbe összefűzték minden résztvevő számára, a koponyákat pedig az FSL Agykivonó eszközével (BET; Smith, 2002; Jenkinson et al., 2005). A kivont képeket korrigáltuk a kisebb fejmozgásokra és a mező irányának változásai által generált örvényáramokra. Diffúziós tenzorokat szereltek fel olyan képek előállítására, amelyek elsődleges diffúziós irányokat és FA-szinteket jelenítenek meg minden egyes voxelnél, amelyeket a maszkolás során színes térképekhez használnak. Bayesi becslést kapott diffúziós paraméterek mintavételi technikák alkalmazásával keresztező szálak (BEDPOSTX; “X” utalva keresztező szálak) végeztük, hogy létrehoz egy eloszlása diffúziós méret és irány elszámolása két keresztező szálak, hogy később végezzen traktográfia egész diffúziós voxelek.
átlagolt követési eredmények 10 kontroll résztvevőn át egy standard T1-súlyozott MRI képre, 2 mm-es izotrop voxellel anatómiai referencia.
átlagolt követési eredmények mind a 10 kontroll résztvevőn át ezután egy standard T1-súlyozott MRI képre helyezték 2 mm-es izotrop voxelekkel anatómiai referencia. A csoport átlagos FA aránya 0,3146 volt (SD = 0,0472). Ezek a traktográfiai eredmények azt mutatják, hogy fontos, hogy az AC szerkezete tisztázható, ezért lehetősége van további vizsgálatokra, amelyek korrelálják a viselkedési feladatok teljesítmény pontszámait az FA értékekkel nagyobb mintaméret felhasználásával.
összefoglalva, jelenleg kevés szakirodalom létezik, és a rendelkezésre álló szakirodalom közül egyik sem köti kifejezetten az AC-t az AAA modellhez kapcsolódó folyamatokhoz, amely korábbi célcikkünk középpontjában áll (Franz, 2012). Az itt javasolthoz hasonló eljárás alkalmazásával lehetőség van a normál populáció nagyobb mintaméreteinek tesztelésére, és a DTI eredmények FA értékeinek korrelálására (például) egy specifikus függő változóval, amelyet a cselekvésre való figyelem célirányos feladatából nyernek (amelynek eljárásai laboratóriumunkban folyamatos fejlesztés alatt állnak).