corpus callosum (CC) är den primära kommissuren som förbinder hjärnans två hjärnhalvor. Därför, medan termen kommissurotomi inte är felaktig för att beskriva den så kallade ”split-hjärnan” och är strikt korrekt för de ursprungliga mänskliga kirurgiska operationerna där alla kommissioner avbröts (Gazzaniga et al., 1967), senare operationer avbröt endast CC, och därigenom sätta i bruk termen ”callosotomy” som förblir som den mer lämpliga termen i dessa fall (t.ex., 1996, 2000).
ur ett evolutionärt perspektiv är CC en ny utveckling som endast observerats hos placental däggdjur (Katz et al., 1983; Mihrshahi, 2006). Funktionaliteten som tillhandahålls av CC tros föregås, åtminstone delvis, av anterior commissure (AC), som observerats hos däggdjur som inte är placenta, såsom pungdjur (Heath and Jones, 1971; Ashwell et al., 1996). Även om vissa kvarvarande vägar för AC fortfarande finns i den mänskliga hjärnan, förblir dess anslutning och struktur understuderad i aktuell litteratur och de glesa fynden är ganska inkonsekventa (Lasco et al., 2002; Patel et al., 2010; Choi et al., 2011). Till exempel blandas fynd baserade på magnetisk resonansavbildning (MRI) om AC är av liknande storlek hos kvinnor och män (Lasco et al., 2002; Patel et al., 2010). I en relativt ny studie med användning av in-vivo-tekniken för diffusion tensor imaging (DTI) som utnyttjar diffusionen av vattenmolekyler i axoner, Patel et al. (2010) studerade åtta ämnen och framgångsrikt isolerade fibrer av AC i fem ämnen. Bland resultaten var, i ett ämne en stor del av fibrer i den bakre delen av AC färdas bilateralt i parietala regioner där de flesta av dem avslutas, med en mindre bunt avslutas i precentral gyrus, och ännu en bunt in i tinningloben. Sådana individuella skillnader hittades över alla deltagare, men en majoritet av försökspersonerna visade bilaterala prognoser till orbitofrontala, parietala och temporala kortikor, av vilka CC inte tydligt projicerar till. Tillsammans antyder resultaten att AC har både primära och vestigiala prognoser till neokortiska områden där CC inte projicerar, som andra också har föreslagit (Di Virgilio et al., 1999; Patel et al., 2010).
enligt vår uppfattning är AAA starkt beroende av neokortiska nätverk och anslutning med subkortiska strukturer som basala ganglier och thalamus (bland annat diskuteras inte specifikt i vårt förslag) (Franz, 2012). Således kan alla evolutionära utvecklingar som involverar AC också ha en viss roll i AAA-modellen. Vi hittade dock lite litteratur som specifikt behandlade denna möjliga länk.
AC: s roll har studerats i uppgifter som sannolikt kräver former av uppmärksamhet, såsom de som involverar visuell uppmärksamhet. Det är till exempel välkänt att akallosala populationer har studerats i samband med uppgifter som involverar visuell integration (Gazzaniga et al., 1962, 1965; Sperry, 1968; Levy et al., 1972). Mer nyligen försökte Corballis (1995) ta itu med visuell integration och uppmärksamhet i ett försök att förklara tidigare skillnader i akallosal forskning. Corballis föreslog ett dikotomt visuellt uppmärksamhetssystem; en del (involverande form) är automatisk och lokaliserad till varje halvklot, och den andra (involverar rörelse och plats) är frivillig och subkortisk. AAA-modellen kan bygga på denna observation och ta itu med avvikelser som observerats i litteraturen. Baserat på vår föreslagna modell, över flera uppmärksamhetsnivåer finns det andra vägar än CC som kan förmedla informationsöverföring mellan halvklot. En möjlighet involverar de basala gangliakretsarna som vi föreslår är potentiellt kritiska för att förmedla delning av uppmärksamhet mellan halvklot (Franz, 2012). Genom att transektera CC avskaffas den direkta överföringen av uppmärksamhet via kortikala vägar i stor utsträckning (såvida inte AC självklart spelar en reservroll). Ändå kan den uppmärksamhetsbaserade integrationen av visuell information fortfarande förmedlas via subkortiska vägar och/eller AC. På detta sätt kan det tvådelade uppmärksamhetssystemet som observerats av Corballis (1995) vara närvarande på grund av den uppmärksamhetsbaserade förmedlingen av visuell integration via AC (och/eller basala ganglier och involverade kretsar: Franz, 2012).
studier som involverar syn och uppmärksamhet behöver inte betraktas helt separat från systemet som reglerar motorisk verkan. Baserat på våra egna resultat (Franz, 2004; Franz och Packman, 2004), olika former av uppmärksamhet (visuell och intern-nonvisual) är nära kopplade till motorisk handling, och det är självklart att en möjlig nyckel till att förstå en potentiell uppmärksamhetsroll för AC ligger i länken mellan handling, vision och uppmärksamhet. I en tidigare studie fick Franz (2004) normala deltagare rita cirklar bimanuellt under olika manipulationer av visuell feedback eller intern uppmärksamhet åt varje hand. Storleken på cirklarna ritade av en hand som fick en form av intern uppmärksamhet blev större på ett sätt som liknar effekter som inträffade med närvaron av visuell återkoppling av den handen (i förhållande till ingen uppmärksamhet/visuell återkoppling). Vår AAA-modell implicerar uppmärksamhet som en nyckelkomponent i regleringen av motorutgången (liksom valet av vilken motoråtgärd som planeras), och i den mån det finns bevis kan vi inte utesluta AC som att utföra en roll i den funktionen. Men direkt test av AC: s roll i någon kognitiv uppgift är inte trivial.
att testa om AC deltar i kognitiv funktion är nästan omöjligt i neuropsykologisk forskning med tanke på att deltagare med lokaliserad AC inte är lätta att hitta (och vi vet ingen). Det kan därför vara mycket mer intuitivt att bedöma neurologiska skillnader i normal AC och korrelera neurologiska data med beteendedata. Den presenterade traktografimetoden (belyser AC) kan appliceras relativt enkelt över stora prover av den normala befolkningen och kan helst kombineras med prestanda (baserat på uppgifter som utförs under separata testsessioner från DTI-samlingen) av samma individer som använder ändamålsenliga kognitiva uppgifter. Här visar vi att DTI kan genomföras och kan ge användbara resultat på ett litet urval av människor från den neurologiskt normala befolkningen. Det allmänna förslaget skulle vara att genomföra liknande metoder på en större provstorlek och (som föreslagits ovan) korrelera fynd (av ett proxy-mått på densiteten hos AC, till exempel) med variabler på en kognitiv uppgift.
i Figur Figure11 visar vi resultat av DTI-spårning på data erhållna från 10 kvinnliga deltagare erhållna från en offentlig DTI-dataset vid Johns Hopkins University (se bekräftelser för full källa). Medelåldern var 22 år (SD = 2,5). Bilder bearbetades med hjälp av FSL Diffusion Toolbox (Smith et al., 2004; Woolrich et al., 2009; Jenkinson et al., 2012) och förfaranden som används de som används i tidigare studier på andra fiberkanaler (FDT; Behrens et al., 2003a, b, 2007; Johansen-Berg et al., 2004). Kortfattat sammanfogades bilderna först i 4D-volymer för varje deltagare och skallar avlägsnades med hjälp av FSL: s Hjärnutvinningsverktyg (BET; Smith, 2002; Jenkinson et al., 2005). Extraherade bilder korrigerades för mindre huvudrörelse och virvelströmmar genererade av förändringar i fältriktning. Diffusion tensorer monterades för att generera bilder som visar primära diffusionsriktningar och nivåer av FA vid varje voxel som ska användas för färgkartor under maskering. Bayesian uppskattning av diffusionsparametrar erhållna med användning av provtagningstekniker med korsningsfibrer (BEDPOSTX; ”X” som antyder korsningsfibrer) genomfördes för att generera en fördelning av diffusionsstorlek och riktning som står för två korsningsfibrer för att senare genomföra traktografi över diffusionsvoxlar.
genomsnittliga spårningsresultat över 10 kontrolldeltagare överlagrade på en standard T1-viktad MR-bild med 2 mm isotropa voxlar för anatomisk referens.
genomsnittliga spårningsresultat över alla 10 kontrolldeltagare överlagrades sedan på en standard T1-viktad MR-bild med 2 mm isotropa voxlar för anatomisk referens. Gruppens genomsnittliga FA-förhållande var 0,3146 (SD = 0,0472). Dessa traktografiresultat avslöjar, viktigare, att AC: s struktur kan belysas och har därför potential för ytterligare studier som korrelerar prestationspoäng på beteendeuppgifter med FA-värden med hjälp av en större provstorlek.
Sammanfattningsvis finns det för närvarande gles litteratur, och av den tillgängliga litteraturen kopplar ingen specifikt AC till processer relaterade till AAA-modellen som är fokus för vår tidigare målartikel (Franz, 2012). Med hjälp av ett förfarande som liknar det som föreslås häri är det möjligt att testa större provstorlekar av den normala populationen och korrelera FA-värdena för DTI-resultaten (till exempel) med en specifik beroende variabel erhållen från en ändamålsenlig uppgift att uppmärksamma handling (vars procedurer är en pågående utveckling i vårt laboratorium).