朝着正确的方向:心理学基础研究导致脑部手术更安全

面具的人举起一块纸板,要求男人躺在桌上识别条目如图。桌子上的那个人是想服从,但是他昏昏沉沉,越来越紧张,语无伦次。这是可以理解的,因为他缺少一块头骨大约和你的手的宽度一样大。

最初开发的技术来研究错误记忆有助于减少风险的神经外科更准确的“映射”。

另一个男人在一个面具站在暴露的大脑和操纵一组电线连接到脉冲器官,这是赤裸裸的,但小编号的散射块胶带在其表面。蒙面人移动电线呼喊出数字周围的蒙面男子挥舞着这张照片作为微小电流通过大脑的各个部分。不同的照片——一只铅笔,一只狗,一盏灯,在那人面前举起放在桌上,面具的男人注意重复这个可怜的家伙的反应过程。

恐怖的场景,桌上的人不是被折磨。至少,这不是重点的练习。桌上的人已经和他犯了大错——也许癫痫或肿瘤——这个不愉快的过程,希望有助于治愈他。面具的男人是手术团队的一部分,拼命地地图的一个关键部分的病人的大脑,这样他们就可以安全地操作的区域。没有正确地映射大脑的哪些部分可以安全地承受手术,患者正常生活的希望不大,甚至生存。

沃森和麦克德莫特(右)合作开发新技术来提高神经外科的安全。【图片由玛丽的救生犬】

过程,称为electrocortical刺激或ECS,是一种先进的方法定位部分的大脑关键谈话,阅读和理解各种类型的语言。手术没有映射大脑使用ECS因此鲁莽等测试,但测试本身显然不是没有危害。外科医生多年来一直在寻找替代品。

现在,由于大脑映射的方法开发的一个团队在圣路易斯华盛顿大学的心理学家和医生,他们可能有一个。

术前的映射技术electrocortical刺激需要清醒病人和熟悉而外科医生调查暴露的大脑区域。

心理学家,他们使用一种技术最初开发探索错误记忆植入,神经外科医生和放射科医生合作,开发一个无痛的,非侵入性的方法映射关键大脑的语言中心。到目前为止,这项技术已经被用于约24个病人,总是与更传统的大脑映射技术来测试新过程的有效性。

专家希望这项新技术,或者类似的,将有助于使脑部手术更安全。“Electrocortical刺激的黄金标准,但大多数的中心在美国不要因为他们不知道如何使用它,”卡尔·b·Dodrill说,华盛顿大学医学院名誉教授。

神经Dodrill说,ECS -在神经外科期间完成延长时间完成这个过程。减少手术时间通常会导致更好的结果。“你能做什么来减少风险的病人是可取的,如果你得到相同的结果如果你使用ECS,“Dodrill说。

“这一开始作为一种纯粹的理论探索错误记忆植入锻炼,但是我们很快就发现我们可以使用这种技术,可以直接用于患者。这是奇怪的一部分,”詹森·m·沃森说,一名研究助理与记忆和认知心理学在圣路易斯华盛顿大学的实验室。“这是一个非常有价值的项目,提供了开创性的病人照顾的人语言障碍的风险。”

技术研究的一个分支是由凯瑟琳•麦克德莫特的心理学助理教授,在圣路易斯华盛顿大学的放射学。她一直着迷在创建错误记忆的过程,使人们可以发誓宣誓,实际发生时没有这种能力的。有一种理论认为,错误记忆在某种程度上与实际发生的事情,但因为某些原因,人们记住错误记忆而不是现实。

“许多错误记忆可以通过语言生成过程,甚至日常对话,”麦克德莫特解释道。“如果有人说,‘孩子,我彻夜未眠,因为婴儿是清醒的,“你推断孩子整晚都在哭。这是一般的人意味着什么,但这不是他们说什么,不可能是发生了什么事。但是你记得的是婴儿没有停止哭泣。我们利用这些推论,每天都在发生,我们一直在研究,自1990年代以来。这是一个基础研究的问题。”

半岛体育官方网址入口错误记忆的研究人员研究诱导他们。“我们现在人们语义相关的词,比如睡觉,休息,醒着,累,梦,睡眠,打呼噜,睡,”她说。“我们给人们15左右的这些话,高概率,他们认为他们记得曾经听到这个词的睡眠。”,当然相关的所有单词他们听到的,但实际上不是一个词我们呈现给他们。”同样的假设也发生如果你给那些人声音相同的单词的列表,比如哭泣,深,和峰值。这些学科也经常发现他们错误地记住这个词“睡眠”。

这种现象是由于语言的两个至关重要的方面。“第一个是语义,或意义,”麦克德莫特说。”的理念是,词有意义相关或有意义的关联连接在记忆和语言,这样你得到这个激活的传播。当你想到“床”,“休息”和“醒着,”睡眠中被激活大脑的概念。

“第二语言语音的基本方面,或者单词的声音,如果你睡的话,听起来像,你也可以睡的错误记忆。我们有很多这些类型的列表,所以“睡眠”只是一个例子。”

这样的研究发现了许多不同的人类认知中抽搐。例如,错误记忆不仅可以植入,但一周后“睡眠”这个词是植入记忆,主题更容易记住单词在测试期间他们没有听到比实际使用的测试。学者不确定发生的原因,但他们确实有一些理论。“一个想法是,要点或基本意义棍棒与你和只是更耐用比个别项目导致泛化或推理,”麦克德莫特说。

麦克德莫特开始使用神经成像实验室在圣路易斯华盛顿大学。“我是学习功能性磁共振成像(fMRI),试图找出哪些部分大脑的参与这些类型的错误记忆,”她说。“如果你有一个错误记忆的睡眠,大脑看起来相同或不同的准确记忆床或其他例如?可能有些方面是相同的,有些是不同的。但是这些异同告诉我们错误记忆呢?这就是为什么我来到这里在1996年尝试和发现。的一个非常好的事情成像程序是非常跨学科的。”

一的人显示她如何使用设备是一个神经外科医生,杰弗瑞奥杰曼的父亲帮助开发ECS映射。“(Jeffrey)试图使用fMRI提高神经外科,”麦克德莫特说。“如果你有一个病人,肿瘤或引起的癫痫的大脑区域可能与语言,这个想法是为了切除尽可能多的区域需要,同时仍然保留着完整的语言,不破坏语言的过程。“麦克德莫特用这个简单的理论案例为例:“想象一下,一个地区重要的语言是额皮层在左边。如果是这样的话,想象有一个肿瘤引起的。你想取出一样破坏皮质区,你可以在不伤害人的过程语言的能力。

一种治疗癫痫外科医生确保病人的安全是一个叫做和田测试。测试是基于在大多数人都认为语言过程集中在大脑的左右半球。执行测试,一根导管穿过一根动脉和大脑。药物释放,基本上把第一个半球,然后睡觉。语言功能通常消失当半球语言所在变得无意识。

然而,和田测试是一个相对粗糙的过程。“在这告诉你最好的病人的语言似乎主要向左或向右大脑半球,”麦克德莫特说。“有时候这并不能告诉你什么。有一个病人,不显示语言中断哪个半球是睡觉。创建一个外科医生的问题需要左侧额叶皮层运作。”

ECS是另一个不够完美的地图语言功能的方法。“这不是最佳的,因为你可能会想象,是高度紧张的病人,也并不适合每个人。有些人你想醒来,他们也昏昏欲睡或不太好应对被唤醒在这些情况下,你只需要把它们回到睡眠。但他们这伟大的工作做得很好预测结果。”

奥杰曼,因为这些问题,尝试使用功能磁共振成像来确定患者语言功能的位置。”这个问题,他想出了一个语言任务,将提供个人信息。知道是伟大的数十人,语言区域通常居住,但是如果我去手术,我不想知道语言功能通常居住,我想知道我的语言功能在哪里,”麦克德莫特笑着说。”就像人们有不同的高度和不同大小的鞋,他们有不同的语言组织。

“那么,知道很多关于这些列表的话,想到我们,我们真正做的是强调出大脑中语言系统。这可能是一个特别强大的方法来激活语言在个人。我们基本上只是扫描人们当他们看着这些单词列表,相关意义或声音,果然在大约一个小时的扫描可以得到漂亮的大脑地图为个人的语言似乎驻留。当我们做到现在,我们甚至没有测量错误记忆,我们只是映射语言中心。”

特别是,技术试图查明韦尼克区,相关词汇的任务,这是敏感和布洛卡区,这是敏感的单词列表相同的声音。扫描本身可以执行手术前几周,坚持承诺有一天一个ECS测试并不需要在手术过程中,从而减少所需的时间来执行手术,可能改善的结果。

现在,然而,病人得到测试。在典型情况下,沃森发展fMRI地图,该团队已经完成了24个病人到目前为止,结果是比ECS发达后的数据测试。

但Dodrill并不完全相信技术是测量圣路易斯研究者认为它是什么。半岛体育官方网址入口特别是,他说,这种类型的研究没有区分语言和言语。“我认为这可能是一个问题”,他说。

麦克德莫特承认,在某种程度上,Dodrill是正确的。fMRI最好在“接受”的语言,可以认为是阅读或听演讲。测试不是测量具体什么可以被认为是语言生产,如口语或者写作。扫描仪正在研究接受演讲:阅读。麦克德莫特说,在一个理想的世界,他们会学习所有方面在手术之前,以防有需要映射的实际差别。但总而言之,她说,这种差别看起来并不必要。

“我们一直在研究的患者数量,到目前为止,收敛是美丽。百分之一百的时间,我们的答案是一样的刺激映射,”麦克德莫特说。很快,他们得到的结果,在一个小时内的扫描。“到目前为止,如果外科医生手术计划的基础上,我们的数据,他不会做任何事情任何不同,如果他使用ECS映射。希望是开发这种技术所以这是普遍使用的患者接受手术可能的大脑区域与语言。

麦克德莫特说,这样的应用程序之前,她从来没有想到开始与医疗工作的同事。“现在这是一个明显的目标,我的研究,使这些类型的链接,但在当时,我买到的想法,有时候你只是工作的问题为了理解这个问题。当然你完全相信它可能以某种方式影响,你不知道,当然这里发生了什么。我只是希望了解日常文化推论可以合并到内存中。你可以想象某些情况可以是至关重要的。”

但是有关键,至关重要。“我从未想到这可能有医学的影响,”麦克德莫特说。“我一直认为基础研究是很重要的。但实际上看到的进展在我自己的研究临床应用是非常有益的”。