Anatomie a bílé hmoty připojení fusiform gyrus
V této studii jsme se zabývali základní subkortikální bílé hmoty anatomie gyrus fusiformis, temporální regionu, který je myšlenka hrát významnou roli ve specializovaných vizuální zpracování funkcí, jako jsou obličejové zpracování. Pokud je nám známo, žádná předchozí studie popsal subkortikální anatomie fusiform gyrus a jeho význam pro neurochirurgii. Úspora funkce v mozkové chirurgii závisí na zachování traktů bílé hmoty spojujících funkční oblasti. Zde jsme demonstrovali spojení fusiformního gyru pomocí zobrazování difúzního spektra a potvrdili tato spojení hrubou anatomickou disekcí.
role mikro-disekce jsou dobře popsány v nedávné publikaci23. Primární význam mikrodisekci je potvrzení traktografie data od traktografie je pouze počítač-generované zastoupení bílé hmoty plochy. Důležitost identifikace těchto traktů je diskutovat o anatomických vztazích se sousedními cestami. Příkladem v neurochirurgii by byly masy, které ovlivňují jeden trakt, by měly vyšší pravděpodobnost ovlivnění sousedních traktů. Chirurgové musí také pochopit, jaké povrchní trakty musí být zachovány při přístupu k hlubším částem mozku. Objevují se různé techniky, které pomáhají při mikro-disekci, jako je fotogrammetrická zobrazovací analýza24. Tato metoda funguje tak, že vezme zobrazovací data vzorku k rekonstrukci kortikálního povrchu a mezi každým krokem v disekci, aby se minimalizovala ztráta bílé hmoty během disekce.
pro naši pitvu jsme se rozhodli postupovat podle Klinglerovy metody, jak bylo popsáno výše. Klinglerova metoda disekce vláken má vlastní silné a slabé stránky. Primární pevnost zahrnuje lepší rozlišení vláken při konečné disekci zlepšenou separací vláken pronikáním molekul vody, které rozšiřují mezery mezi vlákny během zmrazení. To umožňuje snadnou disekci, protože vlákna jsou již oddělena od sousedních vláken a mozkové hmoty před pokusem o disekci. Slabinou této disekce a disekcí obecně je to, že povrchová vlákna musí být obětována při pitvě hlubších vláken. Kromě toho musí pro tuto techniku existovat metoda zmrazení mozků na-80°, která může být pro některé vědce nedostupná.
Shrnutí výsledků sekce
prvním hlavním svazku bylo spojení mezi gyrus fusiformis a kulturní gyrus. Zatímco kontralaterální plochy vznikl v rámci stejné oblasti bilaterální kulturní gyri, tam byly mírně odlišné vložení bodů na gyrus fusiformis (vlevo kurzor byl na anteromediální část gyrus a na pravé to bylo na anterolaterální část). Tam byly také spojení mezi dolními okcipitálními laloky (původ) a fusiform (vložení) bilaterálně. Vkládání bodů do vřetenovité gyri byly totožné s těmi, identifikován pro plochy mezi kulturní a vřetenovité gyri. Také u-vlákna spojená sousední gyri mezi dolní okcipitální a fusiformní gyri. Tam byl také trakt mezi fusiform gyrus a cuneus, který byl součástí vertikálního okcipitálního fasciculus. Vertikální týlní fasciculus tradičně spojuje horní a dolní okcipitální gyri. Část vkládání do fusiform připojené k anteromediální části tohoto gyrus. Všechny tyto souvislosti ukazují silnou souvislost mezi týlní lalok a vřetenovité gyri což naznačuje, že vřetenovité je zapojen do funkce týkající se vidění nebo zpracování vizuální informace.
Fusiform gyrus a obličeje vnímání
Studium na funkčnost fusiform gyrus podporu souvislost mezi tímto regionem a high-order vizuální rozpoznávání procesů, zejména uznání faces3,4,5,25. Fusiformní face area (FFA), v pravé polovině fusiform gyrus byla především spojena s obličeje processing9. Laterality obličeje-funkce zpracování byla stanovena ve studii kombinující electrocorticography s elektrické stimulace mozku studie prováděné Rangarajan et al.4. V této studii autoři zjistili, že stimulace pravý fusiform gyrus by mohlo způsobit percepční zkreslení při prohlížení obličeje. Zejména stimulace levého fusiformu vedla k nesouvisejícím vizuálním zkreslením, včetně zkreslení barev nebo produkce fonémů.
Pomocí traktografie a pitvy, jsme prokázali, že kulturní gyrus a nižší týlní gyri krmiva do několika oblastí, přední gyrus fusiformis. Na levé straně, tyto spoje byly umístěny v mediální fusiform gyrus, v oblasti známé jako ventromediální vizuální oblasti (VMV). VMV může hrát roli při integraci informací o barvách, tvarech a texturách pro holistické rozpoznání5, 26. Připojení na pravé straně ukončena v anterolaterální části gyrus fusiformis, v již zmíněné fusiform face area, což je oblast, která je důležitá pro zpracování obličeje features27.
naše studie konektivity podporují skutečnost, že fusiformní gyrus může mít různé funkce v závislosti na lateralitě. V naší pitva 10 kadaverózních lidských mozků, jsme zjistili, že 7 mozky prokázala konzistentní rozdíl v vřetenovité připojení svorek závisí na laterality. V jednom mozku jsme nebyli schopni určit spojení terminálu na obou stranách. V dalších 2 mozcích jsme nebyli schopni určit připojení terminálu na jedné straně. Nebyli jsme schopni určit umístění některých koncových spojení lokálních spojení sekundárních k neschopnosti najít vláknitý trakt nebo zachovat trakt v disekci. Nebylo zjištěno, že by se objemy traktu bílé hmoty významně lišily mezi pravou a levou hemisférou (t = 0,56, p = 0,59). Tabulka 1 zobrazuje data pro všechny anatomicky-určuje terminálu připojení fusiformní gyrus.
Kromě laterality, vnímání tváře je myšlenka být zprostředkována vysoce propojené neuronové sítě, myslel zahrnovat základní soubor zadní regionů, včetně týlní oblast obličeje (OFA), fusiform face area (FFA), posterior superior temporal sulcus (pSTS), stejně jako tzv. rozšířenou oblastí, které zahrnují přední temporální pól, amygdala a ventromediální prefrontální cortex5. Lohse a kol.10 vztáhl model sítě, ve kterém „přítomnost nebo nepřítomnost tváře moduluje dopředné neuronové efektivní konektivity od počátku zrakové kůry na occipitotemporal oblastech,“ a také stanoveno, že informace, plochy pro plochy, ve srovnání s jinými objekty, jsou ve vývojové prosopagnosie. Konkrétně našli nižší účinnou konektivitu od rané vizuální kůry k bilaterální FFA a pravé pSTS9, 10. Tito autoři také zjistili, že jedinci s vývojovou prosopagnosie, když mají stejný celkový organizace z bílé hmoty jako ovládací prvky na ventrální temporální kůry, zobrazeno podobné atypické vlastnosti plochy související s face-selektivní regionech cortex9,10.
nižší podélné fasciculus (ILF) a dolní čelní–týlní fasciculus (MFOF) jsou popsány v předchozí works28,29,30. Jeho okcipito-temporální průběh z něj činí kandidátní vlákno pro zpracování tváří. Bylo navrženo pět různých dílčích složek IFOF na základě sledování difúzního spektra30. Pomocí kombinace traktografie a posmrtné pitvy, jsme byli schopni potvrdit alespoň tři různé sub-komponenty. Komponenty MFOF z kulturní gyrus a nižší okcipitální gyrus bylo prokázáno, že ukončit v dolní čelní závit, a součásti, z cuneus bylo prokázáno, že ukončit v superior frontální gyrus. Pokud jde o ILF, naše traktografie a anatomická disekce potvrdily přítomnost ILF subkomponentů. Podobně jako Latini jsme byli schopni identifikovat klínovou, jazykovou a dolní okcipitální větev ILF29. ILF a MFOF připojit mnoho z výše uvedených oblastí, a studie našli důkazy, že jsou rovněž důležité pro vnímání faces5. Jedinci s vrozenou prosopagnosie prokázat strukturální narušení bilaterálních ILF a MFOF, včetně nízké frakční anizotropie (FA) a snížení hlasitosti na pravé ILF, stejně jako se snížil objem právo IFOF5.
Navzdory vysoce propojené povaze této sítě, tam je nějaký důkaz, že jeho uspořádání není organizována v přísném sériové hierarchie, jako že tvář informace týkající se toků z nižší okcipitální gyrus (DENÍK) do následujících regionech. Jedna studie, zahrnující resekce celé DENÍK-tváře, stejně jako zadní 23,3% zadní gyrus fusiformis-tváře, zjistila, že ti tváří v konkrétních regionech po resekci zobrazí pozoruhodnou odolnost po operaci, což naznačuje možnost non-hierarchický, více-trasa tvář network31. Máme v plánu provést podrobnější analýzu traktu objem MFOF, ILF, spolu s jejich dílčí části, na základě těchto zjištění.
Existuje řada U-tvaru vláken mezi nižší okcipitální gyrus a gyrus fusiformis, že dosáhnout úrovně zadní temporální lalok, zjištění uvádí práce Catani et al.32. Tam jsou vlákna z kulturní gyrus a nižší okcipitální gyrus, která se promítnou do přední gyrus fusiformis. Vlákna z dolní okcipitální gyrus odpovídají oblasti známé jako LO (boční, týlní), která přijímá zprávu, pohyb a informace z obou dorsální a ventrální proud zpracování formě objects26. Lingvální gyrus obsahuje funkční oblasti související se základním vizuálním zpracováním. To dává důvěru teoriím, že zpracování obličeje probíhá z mechanismu zpětného chodu z oblastí raného vizuálního zpracování (LO, V1, V2 atd.) do oblasti fusiformního obličeje33. Sousednosti těchto připojení na zadní temporální lalok také podporuje teorii, že tyto informace se vkládají do zadní časové oblasti. Tato zjištění jsou v souladu s výsledky, které Grill Spector et al. hlášeno ohledně připojení bílé hmoty ventrální obličejové sítě33. Grill-Spector et al. objevené hierarchické spojení z dolního okcipitálního gyru a časných vizuálních oblastí. Navíc, jejich práce zmiňuje, svislé bílé hmoty plochy připojení s síti, což jsme potvrdili ve svislé týlní fasciculus (VOF). To může umožnit regionům, aby byly součástí sítě pozornosti, aby byly propojeny se sítí zpracování obličeje. Grill-Spector také poznamenává, že zpracování obličeje může probíhat více cestami. Všimli jsme si, že vlákna ve tvaru písmene U, která běží od časných oblastí vizuálního zpracování až po přední fusiformní gyrus. IFOF a ILF byly také zapojeny do zpracování obličeje. Navíc, tam jsou specifické plochy, které krmí z nižší okcipitální gyrus a kulturní gyrus do gyrus fusiformis. Společně tato zjištění ukazují, že v mozku může existovat více cest pro zpracování obličeje.
tvář-selektivní oblastech gyrus fusiformis byl zapleten do jiných podmínek, než prosopagnosie. FFA objemu bylo prokázáno, že být přibližně dvakrát větší u dospělých s diagnózou Williams Syndromu ve srovnání s věkově odpovídajícími kontrolami, a to navzdory skutečnosti, že celý fusiform gyrus regionu je menší Williams Syndrome34. Williamsův syndrom je genetická vývojová porucha, která postihuje více orgánových systémů. V souvislosti s touto prací bylo zjištěno, že lidé s Williamsovým syndromem mají potíže s prováděním vizuálně-prostorových úkolů. Typicky léze parietálního laloku ovlivňují schopnost provádět tyto úkoly. Proto je tento funkční deficit v Williams syndrom u pacientů naznačuje možné spojení mezi gyrus fusiformis a vizuální-prostorové úkoly. Navíc se zdá, že neurotypičtí jedinci mají symetričtější fusiformní gyrus než ti s poruchou autistického spektra (ASD). A doleva asymetrie fusiform gyrus byla prokázána nejčastěji v ASD předměty, zatímco menšina ASD pacientů s vážnější příznaky vystavoval atypické doprava asymmetry35. Gyrus fusiformis potenciál odkaz Williams syndrom a ASD zdůrazňuje roli tohoto regionu v obličejové vnímání a související funkce.
fusiformní gyrus a další smyslové funkce
fusiformní gyrus není věnován výhradně zpracování obličeje. Levé occipitotemporal sulcus a oblasti gyrus fusiformis, ležící jen mediální jsou zapojeny v lexikální zpracování, konkrétně při výpočtu grafém popis – nezávislý na orientaci umístění, nebo písmo. Čtení psaných slov nebo pseudowordů a tvorba psaných slov nebo pseudowordů při pravopisu je také zprostředkována těmito oblastmi11. Poškození levé zadní gyrus fusiformis v důsledku postižení ve výtvarném zpracování vysokých prostorových frekvencí, včetně pravopisu, a non-ortografického zpracování, které prezentuje jako čistá alexie kromě vizuální agnózie pro objekty prezentovány ve vysoké prostorové frequencies8. Někteří jedinci, nicméně, představili izolovanou čistou alexii poté, co byly poškozeny trakty bílé hmoty procházející mezi levým mediálním BA 37 a pravým BA 3711. To naznačuje možnost, že levý mediální BA 37 nemusí být jedinou oblastí specifickou pro takový grafemický popis. Toto zjištění lze vysvětlit VOF, který má spojení se zadním fusiformním gyrusem. Škoda VOF se podílela na výrobě čisté Alexie. Provedli jsme analýzu objemu traktu VOF, která ukazuje, že pravý a levý VOF mají rozdíly v objemu traktu (Tabulka 2). Tato široká odchylka v objemu traktu pacientů může prokázat rozdílné funkční role VOF pro pacienty. VOF byl dříve popsán v literatuře36, 37. Tyto studie, na základě difúze-tenzor MRI technologie, k závěru, že VOF spojuje fusiform gyrus s unimodální zrakové asociační kůře. Naše traktografie a anatomická pitva potvrzuje toto zjištění tím, že demonstruje připojení v VOF mezi gyrus fusiformis a cuneus. Dále jsme demonstrovali spojení VOF v rámci již zmíněných laterálních okcipitálních oblastí. Nicméně, další vlákna, která samozřejmě přes gyrus fusiformis, jako ILF a MFOF, mohou být kandidáty pro lexikální zpracování, jakož.
fusiformní gyrus byl také zapleten do grafém-barva a tón-barva synestézie, ve které levou zadní gyrus fusiformis bylo zjištěno, že se zvýšil objem šedé hmoty, zatímco levá přední gyrus fusiformis, stejně jako levé MT/V5, došlo k poklesu šedé hmoty volume38. Konečně existují důkazy, že fusiformní gyrus vykazuje selektivitu pro lidská těla, oddělená od tváří nebo nástrojů6. Studie ukazují, že snížená efektivní spojení v gyrus fusiformis koreluje s velikostí těla pochybení skóre, které se možná dotýká těchto regionů v rozvoji anorexie nervosa7.
fusiformní gyrus je důležitou oblastí zapojenou do takových úkolů, jako je vizuální zpracování lidských tváří a těl, jakož i vnímání podnětů s vysokými prostorovými frekvencemi. Naše zjištění přispívají k pochopení anatomie této oblasti. Větší porozumění strukturální a funkční vztahy, vlastní do této oblasti může podporovat klinické pokroku v takových oblastech, jako je chirurgické plánování resekce gliomu a funkční mapování v awake kraniotomie. Dále, pooperační výsledky související s fusiformním gyrem mohou být lépe pochopeny v kontextu anatomie svazku vláken zvýrazněné touto studií.