corpus modzelosum (CC) jest podstawową komuscją łączącą dwie półkule mózgowe mózgu . W związku z tym, podczas gdy termin komissurotomia nie jest niepoprawny do opisania tak zwanego „split-brain” i jest ściśle poprawny dla oryginalnych operacji chirurgicznych człowieka, w których wszystkie komissurotomy zostały odcięte (Gazzaniga et al., 1967), późniejsze operacje odcięły tylko CC, tym samym wprowadzając do użycia termin „callosotomy”, który pozostaje jako bardziej odpowiedni termin w tych przypadkach (np. Franz et al., 1996, 2000).
z ewolucyjnego punktu widzenia, CC jest ostatnim rozwojem obserwowanym tylko u ssaków łożyskowych (Katz et al., 1983; Mihrshahi, 2006). Uważa się, że funkcjonalność zapewniona przez CC jest poprzedzona, przynajmniej częściowo, przez przednią komusurę (AC), jak zaobserwowano u ssaków innych niż łożyskowe, takich jak torbacze (Heath and Jones, 1971; Ashwell et al., 1996). Chociaż niektóre ścieżki szczątkowe AC są nadal obecne w ludzkim mózgu, jego łączność i struktura pozostaje niedopowiedziana w obecnej literaturze, a rzadkie wyniki są raczej niespójne (Lasco et al., 2002; Patel et al., 2010; Choi et al., 2011). Na przykład, wyniki oparte na rezonansie magnetycznym (MRI) są mieszane co do tego, czy AC jest podobnej wielkości u kobiet i mężczyzn (Lasco et al., 2002; Patel et al., 2010). W stosunkowo niedawnym badaniu wykorzystującym technikę in-vivo obrazowania tensorowego dyfuzji (DTI), która wykorzystuje dyfuzję cząsteczek wody w aksonach, Patel et al. (2010) zbadano osiem osób i pomyślnie wyizolowano włókna AC u pięciu osób. Wśród znalezisk stwierdzono, że u jednego z badanych duża część włókien w tylnej kończynie AC podróżuje obustronnie w rejony ciemieniowe, gdzie większość z nich kończy się, z mniejszym pęczkiem kończącym się w zakręcie przedśrodkowym, a jeszcze innym pęczkiem wchodzącym do płata skroniowego. Takie indywidualne różnice stwierdzono u wszystkich uczestników, jednak większość badanych wykazywała obustronne projekcje do kory okołooczodołowej, ciemieniowej i skroniowej, do których CC wyraźnie nie projektuje. Łącznie wyniki sugerują, że AC ma zarówno pierwotne, jak i szczątkowe projekcje do obszarów neocortical, w których CC nie projektuje, jak sugerują również inni (Di Virgilio et al., 1999; Patel et al., 2010).
naszym zdaniem AAA opiera się w dużej mierze na sieciach neokortykalnych i łączności ze strukturami podkorowymi, takimi jak zwoje podstawne i Wzgórze (między innymi nie omówione szczegółowo w naszym wniosku) (Franz, 2012). Tak więc wszelkie ewolucyjne zmiany dotyczące AC mogą mieć również pewną rolę w modelu AAA. Znaleźliśmy jednak mało literatury, która konkretnie odnosiła się do tego możliwego związku.
rola AC została zbadana w zadaniach, które mogą wymagać form uwagi, takich jak te obejmujące uwagę wzrokową. Na przykład, powszechnie wiadomo, że populacje callosal zostały zbadane w kontekście zadań obejmujących integrację wizualną (Gazzaniga et al., 1962, 1965; Sperry, 1968; Levy et al., 1972). Niedawno Corballis (1995) starał się zająć integracją wizualną i uwagą w celu wyjaśnienia wcześniejszych rozbieżności w badaniach nadallosalem. Corballis zaproponował dychotomiczny system uwagi wzrokowej; jedna część (z udziałem formy) jest automatyczna i zlokalizowana na każdej półkuli, a druga (z udziałem ruchu i lokalizacji) jest dobrowolna i podkorowa. Model AAA może opierać się na tej obserwacji i rozwiązywać rozbieżności obserwowane w literaturze. W oparciu o nasz proponowany model, na wielu poziomach uwagi istnieją inne drogi niż CC, które mogą pośredniczyć w przekazywaniu informacji między półkulami. Jedna z możliwości obejmuje obwody zwojów podstawnych, które proponujemy, są potencjalnie krytyczne w pośredniczeniu w dzieleniu uwagi między półkulami (Franz, 2012). Poprzez transekcję CC bezpośredni transfer uwagi przez drogi korowe jest w dużej mierze zniesiony (chyba że, oczywiście, AC odgrywa rolę rezerwową). Jednak integracja informacji wzrokowej w oparciu o uwagę może nadal odbywać się za pośrednictwem ścieżek podkorowych i/lub AC. W ten sposób dwuczęściowy system uwagi obserwowany przez Corballisa (1995) może być obecny dzięki mediacji opartej na uwadze integracji wizualnej poprzez AC (i/lub zwoje podstawne i zaangażowane obwody: Franz, 2012).
badania dotyczące wzroku i uwagi nie muszą być rozpatrywane całkowicie oddzielnie od systemu regulującego działanie silnika. Na podstawie własnych ustaleń (Franz, 2004; Franz and Packman, 2004), różne formy uwagi (wizualnej i wewnętrznej-niewizualnej) są ściśle związane z działaniem motorycznym i wydaje się, że możliwy klucz do zrozumienia potencjalnej roli uwagi AC leży w związku między działaniem, wizją i uwagą. We wcześniejszym badaniu Franz (2004) miał normalnych uczestników narysować koła bimanually pod różnymi manipulacjami wizualnego sprzężenia zwrotnego lub wewnętrznej uwagi do każdej ręki. Rozmiar okręgów narysowanych przez dłoń przyjmującą formę wewnętrznej uwagi stał się większy w sposób podobny do efektów, które wystąpiły z obecnością wizualnego sprzężenia zwrotnego tej ręki (w stosunku do braku uwagi/wizualnego sprzężenia zwrotnego). Nasz model AAA wymaga uwagi jako kluczowego elementu w regulacji mocy silnika (jak również wyboru, jakie działanie silnika jest planowane), a o ile istnieją dowody, nie możemy wykluczyć, że AC pełni rolę w tej funkcji. Jednak bezpośredni test roli AC w każdym zadaniu poznawczym nie jest trywialny.
sprawdzenie, czy AC bierze udział w funkcjach poznawczych jest prawie niemożliwe w badaniach neuropsychologicznych, biorąc pod uwagę, że uczestnicy z zlokalizowanym AC nie są łatwo znaleźć (i nie wiemy o żadnym). Dlatego o wiele bardziej intuicyjna może być ocena różnic neurologicznych w normalnym AC i korelacja danych neurologicznych z danymi behawioralnymi. Przedstawiona metoda tractografii (objaśnianie AC) może być stosunkowo łatwo stosowana na dużych próbkach normalnej populacji, a najlepiej może być połączona z wydajnością (w oparciu o zadania wykonywane podczas oddzielnych sesji testowych z kolekcji DTI) tych samych osób korzystających z specjalnie zaprojektowanych zadań poznawczych. W niniejszym dokumencie wykazujemy, że DTI może być przeprowadzone i może dać użyteczne wyniki na małej próbie osób z populacji neurologicznie normalnej. Ogólnym wnioskiem byłoby przeprowadzenie podobnych metod na większej wielkości próby i (jak sugerowano powyżej) korelacji wyników (na przykład pośredniej miary gęstości AC) ze zmiennymi w zadaniu kognitywnym.
na rysunku Figure11 pokazujemy wyniki śledzenia DTI na danych uzyskanych od uczestniczek 10 uzyskanych z publicznego zbioru danych DTI na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa (patrz podziękowania dla pełnego źródła). Średni wiek wynosił 22 lata (SD = 2, 5). Obrazy były przetwarzane przy użyciu FSL Diffusion Toolbox (Smith et al., 2004; Woolrich et al., 2009; Jenkinson et al., 2012) oraz procedury stosowane w poprzednich badaniach na innych traktach włóknistych (FDT; Behrens et al., 2003a, b, 2007; Johansen-Berg et al., 2004). Krótko mówiąc, obrazy zostały po raz pierwszy połączone w tomy 4d dla każdego uczestnika i czaszki rozebrane za pomocą narzędzia do ekstrakcji mózgu FSL (Bet; Smith, 2002; Jenkinson et al., 2005). Wyekstrahowane obrazy zostały skorygowane pod kątem drobnych ruchów głowy i prądów wirowych generowanych przez zmiany kierunku pola. Tensory dyfuzji zostały zamontowane do generowania obrazów, które wyświetlają główne kierunki dyfuzji i poziomy FA na każdym wokselu, które mają być używane do map kolorów podczas maskowania. Bayesowskie oszacowanie parametrów dyfuzji uzyskane przy użyciu technik próbkowania z włóknami krzyżującymi (BEDPOSTX;” X ” implikujące włókna krzyżujące) przeprowadzono w celu wygenerowania rozkładu wielkości i kierunku dyfuzji uwzględniającego dwa włókna krzyżujące się w celu późniejszego przeprowadzenia tractografii przez woksele dyfuzyjne.
uśrednione wyniki śledzenia u 10 uczestników kontroli nałożono na standardowy obraz MRI ważony T1 z 2 mm izotropowymi wokselami w celu odniesienia anatomicznego.
uśrednione wyniki śledzenia wszystkich 10 uczestników kontroli zostały następnie nałożone na standardowy obraz MRI ważony T1 z 2 mm izotropowymi wokselami w celu odniesienia anatomicznego. Średni współczynnik FA w grupie wynosił 0,3146 (SD = 0,0472). Te wyniki tractografii ujawniają, co ważne, że struktura AC może być wyjaśniona, a zatem ma potencjał do dalszych badań korelujących wyniki wydajności w zadaniach behawioralnych z wartościami FA przy użyciu większej wielkości próbki.
podsumowując, obecnie istnieje niewielka literatura, a z dostępnej literatury żaden nie łączy AC konkretnie z procesami związanymi z modelem AAA, który jest przedmiotem naszego wcześniejszego artykułu docelowego (Franz, 2012). Stosując procedurę podobną do tej proponowanej w niniejszym dokumencie, możliwe jest testowanie większych rozmiarów próbek normalnej populacji i korelowanie wartości FA wyników DTI (na przykład) ze specyficzną zmienną zależną uzyskaną z specjalnie opracowanego zadania uwagi na działanie (procedury, które są stale rozwijane w naszym laboratorium).