Στοιχεία επταμελούς επιτροπής:
Κωνσταντίνος Πόταγας, Αναπληρωτής Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Μιχάλης Πετρίδης, Καθηγητής, Department of Psychology, McGill University
Ιωάννης Ζαλώνης, Αναπληρωτής Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Σοφία Βασιλοπούλου, Επίκουρη Καθηγήτρια, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Διονύσιος Γούτσος, Καθηγητής, Φιλοσοφική Σχολή, ΕΚΠΑ
Ιωάννης Ευδοκιμίδης, Ομότιμος Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Παναγιώτης Σίμος, Καθηγητής, Τμήμα Ψυχολογίας, Πανεπιστήμιο Κρήτης
Περίληψη:
Η περιοχή Broca – οριζόμενη εδώ ως τα κυτταροαρχιτεκτονικά πεδία BA44 και BA45 στην κάτω μετωπιαία έλικα του αριστερού εγκεφαλικού ημισφαιρίου – διαδραματίζει κεντρικό ρόλο στη γλωσσική παραγωγή, ανεξάρτητα από τις επιμέρους, γλωσσικές και μη, λειτουργίες στις οποίες πιστεύεται ότι συμμετέχει. Η μελέτη των συνδέσεων της περιοχής Broca μπορεί να συμβάλει στην κατανόηση της ακριβούς συμβολής τους στις γλωσσικές λειτουργίες, τόσο των ίδιων των συνδέσεων όσο και των συνδεόμενων δομών, συμπεριλαμβανομένων και εκείνων του δεξιού εγκεφαλικού ημισφαιρίου. Η διατριβή αυτή διερεύνησε έτσι τρία ζητήματα: τα δύο αφορούν τη συμμετοχή των δομών του δεξιού εγκεφαλικού ημισφαιρίου στο δίκτυο της γλώσσας, πρώτον μέσω της τεκμηρίωσης των συνδέσεων του αριστερού και του δεξιού κυκλώματος για τη γλώσσα – εν προκειμένω δια της περιοχής Broca – και, δεύτερον, μέσω της τεκμηρίωσης των αλλαγών που υφίσταται το δεξιό σύστημα σε περίπτωση βλάβης του αριστερού ημισφαιρίου. Το τρίτο ζήτημα αφορά την περαιτέρω κλινική τεκμηρίωση των διαφορετικών λειτουργιών των δύο οδών του διπλού κυκλώματος του αριστερού ημισφαιρίου και τη διακριτή συμβολή των διαμερισμάτων της περιοχής του Broca στις δύο οδούς. Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν επομένως:
α) Η διερεύνηση των διημισφαιρικών συνδέσεων της περιοχής Broca με τη δεξιά ομόλογή της περιοχή
β) Η διερεύνηση των συνδέσεων ανάμεσα στη δεξιά ομόλογη της περιοχής Broca και άλλων περιοχών του δεξιού ημισφαιρίου.
γ) Η κλινική τεκμηρίωση της ταυτόχρονης συμμετοχής της περιοχής του Broca σε διαφορετικές γλωσσικές λειτουργίες, μέσω των κοιλιακών και ραχιαίων συνδέσεων της που συνιστούν την διπλή οδό για το λόγο, μέσα από την μελέτη σπάνιων κλινικών περιπτώσεων. Μέθοδος: Στη μελέτη συνολικά συμμετείχαν 25 άτομα με αφασία και μεμονωμένο αριστερό εγκεφαλικό επεισόδιο καθώς και 24 υγιείς μάρτυρες, αντιστοιχισμένοι για την ηλικία, το φύλο και το μορφωτικό επίπεδο. Όλοι οι συμμετέχοντες υποβλήθηκαν σε μαγνητική τομογραφία εγκεφάλου με λήψη ακολουθιών υψηλής ανάλυσης για τη διερεύνηση της φαιάς ουσίας (HR_3DT1w) και της λευκής ουσίας (30dir-DTI). Με τη χρήση γνωστών αλλά και πρωτότυπων πρωτοκόλλων δεσμιδογραφίας τανυστή διάχυσης (diffusion tensor imaging tractography, DTI tractography), πραγματοποιήθηκε ανακατασκευή 7 δεσμίδων καθώς και της μεσολοβιακής δεσμίδας που ενώνει τους δύο κάτω μετωπιαίους φλοιούς, δηλαδή την περιοχή Broca με τη δεξιά ομόλογή της περιοχή. Επιπλέον, οι ασθενείς εξετάστηκαν για τις γλωσσικές και άλλες νοητικές λειτουργίες. Σε αυτό το πλαίσιο, μια σπάνια περίπτωση ασθενούς με επιλεκτική βλάβη της κοιλιακής οδού μελετήθηκε συγκριτικά με δύο ασθενείς με επιλεκτική βλάβη στη ραχιαία γλωσσική οδό. Αποτελέσματα: 1. Σε 9/10 συμμετέχοντες, χωρίς εγκεφαλική βλάβη, δεν ανιχνεύθηκε καμία μεσολοβιακή ίνα που να συνδέει τις δύο κάτω μετωπιαίες έλικες με τη χρήση του ευρέως διαδεδομένου αλγορίθμου της Philips (FiberTrak). Αντίθετα, σε όλους τους συμμετέχοντες επιτεύχθηκαν ανακατασκευές μεσολοβιακών ινών με τη χρήση ενός πιο εξελιγμένου αλγορίθμου (Brainance MD). Πρόκειται για μια πρώτη τεκμηρίωση επί του ζώντος ανθρώπου της σύνδεσης της περιοχής Broca με τη δεξιά ομόλογή της. 2. Στους αφασικούς ασθενείς βρέθηκαν σημαντικές δομικές διαφορές σε όλες τις άθικτες δεξιές δεσμίδες που μελετήθηκαν, συγκριτικά με τους υγιείς συμμετέχοντες, οι οποίες αφορούσαν σημαντικά αυξημένη αξονική διαχυτότητα (AD). Βρέθηκαν επιπλέον στατιστικά σημαντικές συσχετίσεις ανάμεσα στις τιμές ακτινικής διαχυτότητας (RD) των δεξιών δεσμίδων και τη γλωσσική επίδοση των αφασικών ασθενών. Σε μια υποομάδα αφασικών στους οποίους μια μεγάλη αριστερή βλάβη έπληττε το σύνολο των δεσμίδων της διπλής οδού για τη γλώσσα, σημαντικές συσχετίσεις με τη γλωσσική επίδοση παρουσίασε μόνο η δεξιά κοιλιακή δεσμίδα της εξωτάτης κάψας. 3. Σε έναν ασθενή με επιλεκτική βλάβη της αριστερής κοιλιακής οδού η οποία έθιγε τη δεσμίδα της εξώτατης κάψας, περιοχές του πρόσθιου κροταφικού φλοιού και το πεδίο ΒΑ45 της περιοχής Broca – αφήνοντας άθικτο το πεδίο ΒΑ44 – παρατηρήθηκε ελλειμματική επίδοση μόνο σε δοκιμασίες επιλεκτικής και στρατηγικής ανάκλησης λεξικοσημασιακού υλικού, όπως η δοκιμασία προσληπτικού λεξιλογίου (PPVT-R) ενώ η ομιλία, η επανάληψη και η γλωσσική κατανόηση ήταν άθικτες. Η εικόνα αυτή ήταν αντιδιαμετρικά αντίθετη εκείνης δύο ασθενών με επιλεκτική βλάβη της ραχιαίας οδού, οι οποίοι έκαναν φωνημικά και σημασιακά λάθη κατά την ομιλία και εμφάνιζαν διαταραχές κατανόησης, επανάληψης και κατονομασίας, με φυσιολογική όμως επίδοση στη δοκιμασία PPVT-R. Συμπερασματικά: Φιλοδοξία της παρούσας διατριβής είναι η συμβολή στην τεκμηρίωση της δικτυακής υπόθεσης της λειτουργίας του εγκεφάλου όσον αφορά τον λόγο και τις επιμέρους γλωσσικές λειτουργίες με σκοπό την παροχή επιπλέον δεδομένων που συνεισφέρουν στην απεξάρτηση αυτής της υπόθεσης από την επίδραση της φρενολογίας. Η νευρολογική κλινική, στο πλαίσιο αυτής της υπόθεσης, δεν αναζητά πια μια ακριβή αντιστοίχιση συμπτώματος-βλάβης αλλά ένα σύνολο συμπτωμάτων που εκφράζουν τις αλλοιώσεις που υφίσταται ολόκληρο το δίκτυο και οι επιμέρους δομές του μετά από μια βλάβη σε κάποιο σημείο του. Η πρόταση της αλληλεπίδρασης εντός του δικτύου, της τροποποίησης δηλαδή της λειτουργίας ολόκληρου του συστήματος αλλά και των επιμέρους δομών που συμμετέχουν σε αυτό σε περίπτωση εστιακής βλάβης οποιουδήποτε σημείου του δεν αποκλείει εντούτοις το γεγονός ότι οι επιμέρους δομές και δεσμίδες που το αποτελούν έχουν ιδιαίτερους ρόλους και συμμετέχουν σε επιμέρους λειτουργίες. Αναζητήσαμε επομένως τεκμήρια αφενός για την τροποποίηση της λειτουργίας δομών άσχετων με την εστιακή βλάβη και αφετέρου για τη συγκεκριμένη λειτουργία τμημάτων του δικτύου-συστήματος, σε μια προσπάθεια απομάκρυνσης από μια άκαμπτη σύλληψη της λειτουργίας των δομών του εγκεφάλου. Στην πρώτη μας μελέτη αναδείχθηκαν οι περιορισμοί της μεθοδολογίας DTI στην ανακατασκευή ινών που διέρχονται μέσα από voxels όπου συναντώνται μεγάλα δεμάτια διαφορετικών κατευθύνσεων και οι δυνατότητες πιο εξελιγμένων αλγορίθμων με αποτελέσματα πιο συμβατά με την ανατομική γνώση που έχουμε από τη μελέτη πρωτευόντων. Στο μέλλον, νέες μεθοδολογίες μελέτης της λευκής ουσίας ενδεχομένως θα είναι σε θέση να διαφωτίσουν τη διακριτή συμμετοχή συγκεκριμένων μεσολοβιακών ινών στις γλωσσικές λειτουργίες και την ανάρρωση μετά από μια επίκτητη βλάβη του αριστερού ημισφαιρίου. Στη δεύτερη μελέτη φάνηκε πως οι δεξιές δεσμίδες (που αντιστοιχούν στην αριστερή διπλή οδό για τον λόγο) παίζουν ρόλο στη γλωσσική επεξεργασία και μάλιστα σε μια λειτουργική αναλογία με τις δεσμίδες του αριστερού ημισφαιρίου, όταν το τελευταίο έχει υποστεί βλάβη. Υπογραμμίζεται συγκεκριμένα η σημασία της δεσμίδας της εξώτατης κάψας, σε γλωσσικές λειτουργίες όπως η λεκτική ροή και η ανάγνωση, όταν η αριστερή βλάβη είναι τόσο μεγάλη ώστε να πλήττει το σύνολο των σημαντικών αριστερών γλωσσικών δεσμίδων. Τέλος, στην τρίτη μελέτη μας, χάρη σε σπάνιες περιπτώσεις επιλεκτικών βλαβών των επιμέρους οδών, η περιοχή Broca φάνηκε ότι συμμετέχει με διαφορετικό τρόπο στις γλωσσικές λειτουργίες: το πεδίο ΒΑ44, μέσω των συνδέσεων με οπίσθιες περιοχές (ραχιαία οδός), συμμετέχει στη φωνημική και σημασιακή επεξεργασία, την κατανόηση προτάσεων και την επανάληψη ενώ το πεδίο ΒΑ45, μέσω της σύνδεσής του με τις πρόσθιες κροταφικές περιοχές (κοιλιακή οδός) συμμετέχει στην επιλεκτική στρατηγική ανάκληση λεξικοσημασιακού υλικού.
Λέξεις-κλειδιά:
Αφασία, Αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο (ΑΕΕ), Περιοχή Broca, Απεικόνιση τανυστή διάχυσης, Δεξιό ημισφαίριο
