corpus callosum (CC) este comisura primară care leagă cele două emisfere cerebrale ale creierului. Prin urmare, în timp ce termenul de comisurotomie nu este incorect pentru a descrie așa-numitul „creier divizat” și este strict corect pentru operațiile chirurgicale umane originale în care toate comisurile au fost întrerupte (Gazzaniga și colab., 1967), intervențiile chirurgicale ulterioare au întrerupt doar CC, aducând astfel în uz termenul „callosotomie” care rămâne ca termen mai adecvat în acele cazuri (de exemplu, Franz și colab., 1996, 2000).
dintr-o perspectivă evolutivă, CC este o evoluție recentă observată numai la mamiferele placentare (Katz și colab., 1983; Mihrshahi, 2006). Funcționalitatea oferită de CC este considerată a fi precedată, cel puțin parțial, de comisura anterioară (AC), așa cum se observă la mamiferele non-placentare, cum ar fi marsupialele (Heath și Jones, 1971; Ashwell și colab., 1996). Deși unele căi reziduale ale AC sunt încă prezente în creierul uman, conectivitatea și structura sa rămân subestudiate în literatura actuală, iar descoperirile rare sunt destul de inconsistente (Lasco și colab., 2002; Patel și colab., 2010; Choi și colab., 2011). De exemplu, constatările bazate pe imagistica prin rezonanță magnetică (RMN) sunt amestecate pentru a stabili dacă AC are dimensiuni similare la femei și bărbați (Lasco și colab., 2002; Patel și colab., 2010). Într-un studiu relativ recent care utilizează tehnica in vivo a imagisticii tensorului de difuzie (DTI) care valorifică difuzia moleculelor de apă în axoni, Patel și colab. (2010) a studiat opt subiecți și a izolat cu succes fibrele AC la cinci subiecți. Printre constatări s-au numărat, la un subiect, o proporție mare de fibre din membrul posterior al AC care călătoresc bilateral în regiunile parietale unde cele mai multe dintre ele s-au încheiat, cu un pachet mai mic care se termină în girusul precentral și încă un pachet care intră în lobul temporal. Astfel de diferențe individuale au fost găsite la toți participanții, dar majoritatea subiecților au prezentat proiecții bilaterale către cortexurile orbitofrontale, parietale și temporale, dintre care CC nu proiectează în mod clar. Împreună, constatările implică faptul că AC are atât proiecții primare, cât și vestigiale către zonele neocorticale în care CC nu proiectează, așa cum au sugerat și alții (Di Virgilio și colab., 1999; Patel și colab., 2010).
în opinia noastră, AAA se bazează foarte mult pe rețelele neocorticale și conectivitatea cu structuri subcorticale, cum ar fi ganglionii bazali și talamusul (printre altele care nu sunt discutate în mod specific în propunerea noastră) (Franz, 2012). Astfel, orice evoluție evolutivă care implică AC ar putea avea, de asemenea, un rol în modelul AAA. Cu toate acestea, am găsit puțină literatură care abordează în mod specific această posibilă legătură.
rolul AC a fost studiat în sarcini care pot necesita forme de atenție, cum ar fi cele care implică atenție vizuală. De exemplu, este bine cunoscut faptul că populațiile acallosal au fost studiate în contextul sarcinilor care implică integrarea vizuală (Gazzaniga și colab., 1962, 1965; Sperry, 1968; Levy și colab., 1972). Mai recent, Corballis (1995) a căutat să abordeze integrarea vizuală și atenția într-un efort de a explica discrepanțele anterioare în cercetarea acallosală. Corballis a propus un sistem de atenție vizuală dihotomic; o parte (implicând forma) este automată și localizată în fiecare emisferă, iar cealaltă (implicând mișcarea și locația) este voluntară și subcorticală. Modelul AAA se poate baza pe această observație și poate aborda discrepanțele observate în literatura de specialitate. Pe baza modelului nostru propus, pe mai multe niveluri de atenție există alte căi decât CC care ar putea media transferul de informații între emisfere. O posibilitate implică circuitul ganglionilor bazali pe care îl propunem este potențial critic în medierea partajării atenției între emisfere (Franz, 2012). Prin transectarea CC, transferul direct al atenției prin căi corticale este în mare parte eliminat (cu excepția cazului în care, desigur, AC joacă un rol de rezervă). Cu toate acestea, integrarea bazată pe atenție a informațiilor vizuale ar putea fi în continuare mediată prin căi subcorticale și/sau AC. În acest mod, sistemul de atenție în două părți observat de Corballis (1995) ar putea fi prezent datorită medierii bazate pe atenție a integrării vizuale prin AC (și/sau ganglionii bazali și circuitele implicate: Franz, 2012).
studiile care implică vederea și atenția nu trebuie luate în considerare în întregime separat de sistemul de reglare a acțiunii motorii. Pe baza propriilor noastre descoperiri (Franz, 2004; Franz și Packman, 2004), diferite forme de atenție (vizuală și internă-nonvisuală) sunt strâns legate de acțiunea motorie și este evident că o posibilă cheie pentru înțelegerea unui rol potențial de atenție al AC constă în legătura dintre acțiune, viziune și atenție. Într-un studiu anterior, Franz (2004) a avut participanții normali să deseneze cercuri bimanual sub diferite manipulări ale feedback-ului vizual sau atenție internă la fiecare mână. Dimensiunea cercurilor desenate de o mână care primește o formă de atenție internă a devenit mai mare într-un mod similar cu efectele care au avut loc cu prezența feedback-ului vizual al acelei mâini (în raport cu lipsa atenției/feedback-ului vizual). Modelul nostru AAA implică atenția ca fiind o componentă cheie în reglarea puterii motorului (precum și selectarea acțiunii motorului planificate) și, în măsura în care există dovezi, nu putem exclude AC ca îndeplinind un rol în această funcție. Cu toate acestea, testul direct al rolului AC în orice sarcină cognitivă nu este banal.
testarea dacă AC participă la funcția cognitivă este aproape imposibilă în cercetarea neuropsihologică, având în vedere că participanții cu ac localizat nu sunt ușor de găsit (și nu știm nimic). Prin urmare, ar putea fi mult mai intuitiv să se evalueze diferențele neurologice în AC normal și să se coreleze datele neurologice cu datele comportamentale. Metoda de tractografie prezentată (elucidarea AC) poate fi aplicată relativ ușor pe eșantioane mari ale populației normale și, în mod ideal, poate fi combinată cu performanța (bazată pe sarcini efectuate în timpul sesiunilor de testare separate din colecția DTI) a acelorași indivizi care utilizează sarcini cognitive concepute special. Aici, demonstrăm că DTI poate fi efectuat și poate produce rezultate utilizabile pe un mic eșantion de oameni din populația neurologică normală. Propunerea generală ar fi efectuarea unor metode similare pe o dimensiune mai mare a eșantionului și (așa cum s-a sugerat mai sus), corelarea constatărilor (a unei măsurători proxy a densității AC, de exemplu) cu variabile pe o sarcină cognitivă.
în figura Figură11 prezentăm rezultatele urmăririi DTI pe datele obținute de la 10 participanți de sex feminin obținute dintr-un set de date DTI publice de la Universitatea Johns Hopkins (a se vedea mulțumiri pentru sursa completă). Vârsta medie a fost de 22 de ani (DS = 2,5). Imaginile au fost procesate folosind Fsl Diffusion Toolbox (Smith și colab., 2004; Woolrich și colab., 2009; Jenkinson și colab., 2012) și procedurile utilizate cele utilizate în studiile anterioare privind alte tracturi de fibre (FDT; Behrens și colab., 2003a, b, 2007; Johansen-Berg și colab., 2004). Pe scurt, imaginile au fost mai întâi concatenate în volume 4D pentru fiecare participant și cranii dezbrăcate folosind instrumentul de extracție a creierului FSL (BET; Smith, 2002; Jenkinson și colab., 2005). Imaginile extrase au fost corectate pentru mișcări minore ale capului și curenți turbionari generați de schimbări în direcția câmpului. Tensorii de difuzie au fost montați pentru a genera imagini care afișează direcții primare de difuzie și niveluri de FA la fiecare voxel pentru a fi utilizate pentru hărți color în timpul mascării. Estimarea bayesiană a parametrilor de difuzie obținuți folosind tehnici de eșantionare cu fibre de încrucișare (BEDPOSTX; „X” care implică fibre de încrucișare) a fost efectuată pentru a genera o distribuție a dimensiunii și direcției difuziei, reprezentând două fibre de încrucișare pentru a efectua ulterior tractografie peste voxeli de difuzie.
rezultatele medii de urmărire la 10 participanți la control s-au suprapus pe o imagine RMN ponderată T1 standard cu voxeli izotropi de 2 mm pentru referință anatomică.
rezultatele medii de urmărire la toți cei 10 participanți la control au fost apoi suprapuse pe o imagine RMN ponderată T1 standard cu voxeli izotropi de 2 mm pentru referință anatomică. Raportul fa mediu al grupului a fost de 0,3146 (SD = 0,0472). Aceste rezultate relevă tractografie, important, că structura AC poate fi elucidată, și, prin urmare, are potențial pentru studii suplimentare care corelează scorurile de performanță pe SARCINI comportamentale cu valori FA folosind o dimensiune mai mare eșantion.
în rezumat, în prezent, există o literatură rară, iar din literatura disponibilă niciuna nu leagă în mod specific AC de procesele legate de modelul AAA, care este punctul central al articolului nostru țintă anterior (Franz, 2012). Folosind o procedură similară cu cea propusă aici, este posibil să se testeze dimensiuni mai mari ale eșantionului populației normale și să se coreleze valorile FA ale rezultatelor DTI (de exemplu) cu o variabilă dependentă specifică obținută dintr-o sarcină dezvoltată în scop de atenție la acțiune (ale cărei proceduri sunt o dezvoltare continuă în laboratorul nostru).