Anatomia e a matéria branca conexões de giro fusiforme
neste estudo, abordamos o subjacente substância branca subcortical anatomia do giro fusiforme, uma região do lobo temporal, que é pensado para desempenhar um papel importante no especializados visual funções de processamento, tais como facial de processamento. Tanto quanto sabemos, nenhum estudo anterior descreveu a anatomia subcortical do giro fusiforme e sua relevância para a neurocirurgia. Poupar a função na cirurgia cerebral é dependente da preservação dos campos de matéria branca ligando áreas funcionais. Aqui nós demonstramos as conexões do giro fusiforme usando imagens de espectro de difusão e confirmamos essas conexões através da dissecção anatômica bruta.
os papéis da micro-dissecação são bem descritos em uma publicação recente23. A principal importância da micro-dissecação é a confirmação de dados de tractografia, uma vez que a tractografia é apenas uma representação gerada por computador de tractos de matéria branca. A importância de identificar esses trechos é discutir as relações anatômicas com os caminhos vizinhos. Um exemplo dentro da Neurocirurgia seriam massas que afetam um trato teria maior probabilidade de afetar os tratos vizinhos. Além disso, os cirurgiões têm de compreender que Extensões superficiais devem ser preservadas ao aceder a partes mais profundas do cérebro. Diferentes técnicas estão emergindo para ajudar na micro-dissecção, como o photogrammetric imaging analysis24. This method works by taking imaging data of the specimen to reconstruct the cortical surface and between each step in dissection to minimize white matter loss during dissection.Para a nossa dissecação, escolhemos seguir o método Klingler como descrito anteriormente. O método Klingler de dissecação de fibra tem forças e fraquezas inerentes. A força primária envolve uma melhor resolução de fibras na dissecção final através de uma melhor separação de fibras através da penetração de moléculas de água que expandem os espaços entre fibras durante a congelação. Isso permite a facilidade de dissecação como as fibras já estão separadas de fibras adjacentes e matéria cerebral antes de tentar dissecação. A fraqueza dessa dissecação e dissecação em geral é que fibras superficiais devem ser sacrificadas quando dissecam fibras mais profundas. Além disso, para esta técnica, deve haver um método para congelar cérebros a − 80° que pode não estar disponível para alguns pesquisadores.
Resumo da secção de resultados
o primeiro feixe principal foi a ligação entre o giro fusiforme e o giro lingual. Enquanto os tractos contralaterais se originaram dentro das mesmas áreas do giro lingual bilateral, havia pontos de inserção ligeiramente diferentes no giro fusiforme (à esquerda a inserção estava na porção anteromedial do giro e à direita estava na porção anterolateral). Havia também conexões entre os lobos occipitais inferiores (origem) e fusiforme (inserção) bilateralmente. Os pontos de inserção no giroscópio fusiforme eram idênticos aos identificados para os traços entre o giroscópio lingual e fusiforme. Também fibras U conectaram gyri adjacente entre o occipital inferior e o Giri fusiforme. Havia também um trato entre o giro fusiforme e o cuneu que fazia parte do fascículo occipital vertical. O fascículo occipital vertical tradicionalmente conecta o giro occipital superior e inferior. A porção que se insere no fusiforme ligada à porção anteromedial desse giro. Todas estas ligações demonstram uma forte ligação entre o lobo occipital e o giroscópio fusiforme, o que sugere que o fusiforme está envolvido em funções relacionadas com a visão ou processamento de informações visuais.
giro Fusiforme e facial percepção
Estudos sobre a funcionalidade do giro fusiforme apoio de um vínculo entre esta região e de alta-ordem visual de processos de reconhecimento, especialmente o reconhecimento de faces3,4,5,25. A área da face fusiforme (FFA), dentro do giro médio-fusiforme direito, tem sido particularmente associada ao processo facial 9. A lateralidade da função de processamento facial foi determinada num estudo que combinou electrocorticografia com um estudo de estimulação cerebral Eléctrica realizado por Rangarajan et al.4. Neste estudo, os autores descobriram que a estimulação do giro fusiforme direito poderia produzir distorções perceptuais ao ver faces. Notavelmente, a estimulação do fusiforme esquerdo levou a distorções visuais não relacionadas, incluindo distorção de cores ou a produção de fonemas.Usando tractografia e dissecções, demonstrámos que o giro lingual e o giro occipital inferior se alimentam em várias áreas do giro fusiforme anterior. No lado esquerdo, estas conexões estavam localizadas no giro fusiforme medial, em uma área conhecida como área visual ventromedial (VMV). VMV pode desempenhar um papel na integração de cor, forma e informação de textura para o reconhecimento holístico 5,26. Conexões do lado direito terminaram na porção anterolateral do giro fusiforme, na área de face fusiforme anteriormente mencionada, uma área que é crítica para o processamento de façanhas Faciais 27.
nossos estudos de conectividade suportam o fato de que o giro fusiforme pode ter funções diferentes dependendo da lateralidade. Na nossa dissecação de 10 cérebros humanos cadavéricos, descobrimos que 7 cérebros demonstraram esta diferença consistente em conexões fusiformes terminais dependentes da lateralidade. Num cérebro, não conseguimos determinar a ligação terminal de ambos os lados. Em dois outros cérebros, não conseguimos determinar a ligação terminal de um lado. Não fomos capazes de determinar a localização de algumas conexões terminais de conexões locais secundárias à incapacidade de encontrar o trato de fibra ou preservar o trato em dissecação. Os volumes do trato da matéria branca não foram encontrados diferindo significativamente entre os hemisférios direito e esquerdo (t = 0.56, p = 0.59). A tabela 1 mostra os dados de todas as conexões terminais anatomicamente determinadas do giro fusiforme.
Além de lateralidade, percepção de faces é pensado para ser mediada por uma altamente interligado rede neural, pensado para incluir um conjunto de regiões posteriores, incluindo o occipital área do rosto (OFA), o fusiforme área do rosto (FFA), posterior do sulco temporal superior (pSTS), bem como os chamados estendido regiões que incluem o anterior pólo temporal, a amígdala e o pré-frontal ventromedial cortex5. Lohse et al.10 apresentou um modelo de rede no qual” a presença ou ausência de faces modula conectividade efetiva feedforward a partir do córtex visual inicial para áreas occipitotemporais”, e também determinou que os tractos de informação para faces, em relação a outros objetos, são diminuídos no prosopagnosia de desenvolvimento. Especificamente, eles encontraram conectividade efetiva inferior do córtex visual inicial para o FFA bilateral e o pSTS9, 10. Estes autores também descobriram que indivíduos com prosopagnosia de desenvolvimento, apesar de terem a mesma organização global de matéria branca que os controles no córtex temporal ventral,exibiam propriedades atípicas semelhantes em tractos relacionados com regiões seletivas do córtex9, 10.O fascículo longitudinal inferior (ILF) e o fascículo frontal–occipital inferior (IFOF) são descritos em trabalhos anteriores 28,29,30. O seu curso occipito-temporal faz dele uma fibra candidata para o processamento de rostos. Cinco subcomponentes diferentes do IFOF têm sido propostos com base no espectro de difusão de imagens de tracking de fibras 30. Usando uma combinação de tractografia e dissecção cadavérica, conseguimos confirmar pelo menos três subcomponentes diferentes. Componentes do IFOF do giro lingual e do giro occipital inferior foram mostrados para terminar no giro frontal inferior, e componentes do cuneu foram mostrados para terminar no giro frontal superior. Em termos de ILF, nossa tractografia e dissecção anatômica confirmaram a presença de subcomponentes ILF. Semelhante a Latini, conseguimos identificar um ramo cuneal, lingual e inferior occipital do ILF29. O ILF e o IFOF conectam muitas das regiões acima mencionadas, e estudos encontraram evidências de que elas também são importantes para a percepção das faces5. Indivíduos com prosopagnosia congênita demonstram perturbações estruturais do ILF bilateral e do IFOF, incluindo Baixa anisotropia fraccional (FA) e diminuição do volume do ILF direito, bem como diminuição do volume do IFOF5 direito.
apesar da natureza altamente interconectada desta rede, há alguma evidência de que seu arranjo não é organizado em uma hierarquia serial estrita, tal que a informação relacionada com o rosto flui do giro occipital inferior (IOG) para regiões subsequentes. Um estudo que envolve a ressecção da totalidade do IOG-rostos bem como o posterior de 23,3% do posterior do giro fusiforme-faces, descobriram que aqueles face-regiões específicas, a jusante da ressecção apresentado notável resiliência após a operação, indicando a possibilidade de um não-hierárquica, de vários rota rosto network31. Planejamos realizar uma análise mais detalhada do volume do trato do IFOF, ILF, juntamente com seus subcomponentes, com base nestes achados.
há uma série de fibras em forma de U entre o giro occipital inferior e o giro fusiforme que atingem o nível do lobo temporal posterior, uma descoberta relatada pelo trabalho de Catani et al.32. Há fibras do giro lingual e do giro occipital inferior que se alimentam do giro fusiforme anterior. As fibras do giro occipital inferior correspondem a uma área conhecida como LO (occipital lateral), que recebe detalhes, movimento e informações tanto da corrente dorsal quanto ventral para processar a forma de objetos26. O giro lingual contém áreas funcionais relacionadas ao processamento visual básico. Isto dá credibilidade às teorias de que o processamento facial ocorre a partir de um mecanismo de avanço de áreas de processamento visual precoce (LO, V1, V2, etc.) para a face fusiforme area33. A adjacência dessas conexões ao lobo temporal posterior também suporta a teoria de que esta informação se alimenta na área temporal posterior. Estes achados se alinham com os resultados que Grill Spector et al. relatado sobre as conexões de matéria branca da rede ventral facial 33. Grill-Spector et al. descobriu conexões hierárquicas do giro occipital inferior e áreas visuais iniciais. Além disso, o seu trabalho menciona tractos verticais de matéria branca ligados a esta rede, que confirmamos no fascículo occipital vertical (VOF). Isso pode permitir que as regiões ao longo de toda a ser parte da rede de atenção a ser conectado com a rede de processamento facial. Grill-Spector também observa que o processamento facial pode ocorrer através de múltiplas vias. Notamos que fibras em forma de U que funcionam desde áreas de processamento visual inicial até o giro fusiforme anterior. O IFOF e o ILF também foram implicados no processamento facial. Além disso, existem traços específicos que se alimentam do giro occipital inferior e do giro lingual no giro fusiforme. Juntos, estes achados demonstram que múltiplas vias de processamento facial podem existir no cérebro.
as regiões face-selectivas do giro fusiforme foram implicadas em outras condições que não a prosopagnosia. O volume de FFA tem sido mostrado para ser aproximadamente duas vezes maior em adultos diagnosticados com síndrome de Williams em comparação com a idade igualada controles, apesar do fato de que toda a região de giro fusiforme é menor na Síndrome34 Williams. A síndrome de Williams é uma doença genética do desenvolvimento que afeta vários sistemas de órgãos. Em relevância para este trabalho, pessoas com síndrome de Williams têm dificuldade em realizar tarefas visual-espaciais. Tipicamente, as lesões do lobo parietal afetam a capacidade de realizar essas tarefas. Portanto, este déficit funcional em pacientes com síndrome de Williams sugere uma possível conexão entre o giro fusiforme e tarefas visual-espaciais. Além disso, indivíduos neurotípicos parecem ter um giro fusiforme mais simétrico do que aqueles com transtorno do espectro autista (ASD). Uma assimetria para a esquerda do giro fusiforme foi demonstrada mais comumente em indivíduos com DSA, enquanto uma minoria de indivíduos com sintomas mais graves exibiam assimetrias atípicas para a direita 35. A ligação potencial do giro fusiforme à síndrome de Williams e ASD destaca o papel desta região na percepção facial e funções relacionadas.
giro fusiforme e outras funções sensoriais
o giro fusiforme não é exclusivamente dedicado ao processamento facial. O sulco occipitotemporal esquerdo e a região do giro fusiforme situado apenas medial a ele estão implicados no processamento lexical, especificamente no cálculo da descrição de grapheme – independente da orientação, localização ou fonte. Ler palavras escritas ou pseudowords, e a produção de palavras escritas ou pseudowords, enquanto a ortografia também é mediada por essas areas11. Os danos no giro fusiforme posterior esquerdo resultam em deficiências no processamento visual de altas frequências espaciais, incluindo processamento ortográfico e não ortográfico, que apresenta como alexia pura, além de agnosia visual para objetos apresentados em freqüências espaciais altas 8. Alguns indivíduos, no entanto, se apresentaram com alexia pura isolada depois de tratos de matéria branca atravessando entre o medial esquerdo BA 37 e o BA 37 direito foram damaged11. Isto indica a possibilidade de que a esquerda medial BA 37 pode não ser a única área específica a tal descrição gráfica. Este achado pode ser explicado pelo VOF, que tem conexões com o giro fusiforme posterior. Os danos à VOF foram implicados na produção de uma alexia pura. Nós realizamos a análise do volume do trato do VOF, o que demonstra que o VOF direito e esquerdo têm diferenças no volume do trato (Tabela 2). Esta grande variação no volume do tracto dos doentes pode demonstrar diferentes funções funcionais do VOF para os doentes. O VOF foi descrito anteriormente na literature36, 37. Estes estudos, baseados na tecnologia MRI diffusion-tensor, concluem que o VOF conecta o giro fusiforme com córtices de associação visual unimodal. A nossa tractografia e dissecação anatómica confirmam esta descoberta demonstrando ligações no VOF entre o giro fusiforme e o cuneu. Além disso, demonstramos conexões da VOF dentro das regiões occipitais laterais mencionadas anteriormente. No entanto, outras fibras que percorrem através do giro fusiforme, como o ILF e o IFOF, também podem ser candidatas ao processamento lexical.
o giro fusiforme também tem sido implicado em sinestesia de cor de grapheme e cor de tom, em que o giro fusiforme posterior esquerdo tem sido encontrado para ter um volume de matéria cinzenta aumentado, enquanto o giro fusiforme anterior esquerdo, bem como o MT/V5 esquerdo, têm diminuído volume de matéria cinzenta 38. Finalmente, há evidências de que o giro fusiforme demonstra selectividade para corpos humanos, separados de rostos ou ferramentas 6. Estudos demonstram que conexões efetivas diminuídas no giro fusiforme correlacionadas com uma pontuação de erro de julgamento do tamanho do corpo, o que possivelmente implica essas regiões no desenvolvimento da anorexia nervosa7.
o giro fusiforme é uma região importante implicada em Tarefas como o processamento visual de rostos e corpos humanos, bem como a percepção de estímulos com altas frequências espaciais. As nossas descobertas contribuem para a compreensão da anatomia desta região. Uma maior compreensão das relações estruturais e funcionais inerentes a esta região pode apoiar avanços clínicos em áreas como planejamento cirúrgico para ressecção de glioma e mapeamento funcional em craniotomias despertas. Além disso, os resultados pós-cirúrgicos relacionados ao giro fusiforme podem ser melhor compreendidos no contexto da anatomia do feixe de fibras destacada por este estudo.