Your browser does not support JavaScript!

Αρχική    Αναγνώριση και εκτέλεση κινήσεων σύλληψης τρισδιάστατων αντικειμένων με την άκρα χείρα παρουσία και απουσία οπτικής πληροφορίας. In vivo λειτουργική χαρτογράφηση των εμπλεκόμενων περιοχών του φλοιού εγκεφάλου πιθήκου με τη χρήση της ποσοτικής αυτοραδιογραφικής μεθόδου της 2-[14C] δεοξυγλυκόζης  

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

Προσθήκη στο καλάθι
[Προσθήκη στο καλάθι]
Κωδικός Πόρου 000348330
Τίτλος Αναγνώριση και εκτέλεση κινήσεων σύλληψης τρισδιάστατων αντικειμένων με την άκρα χείρα παρουσία και απουσία οπτικής πληροφορίας. In vivo λειτουργική χαρτογράφηση των εμπλεκόμενων περιοχών του φλοιού εγκεφάλου πιθήκου με τη χρήση της ποσοτικής αυτοραδιογραφικής μεθόδου της 2-[14C] δεοξυγλυκόζης
Άλλος τίτλος Observation and execution of grasping of three dimensional objects in presence and in absence of visual information. In vivo functional mapping of the monkey brain cortical areas involved, by the use of the quantitative autoradiographic method of 2[14C]-deoxyglucose
Συγγραφέας Ευαγγελίου, Ασημίνα
Σύμβουλος διατριβής Σαββάκη, Ελένη
Μέλος κριτικής επιτροπής Μοσχοβάκης, Αντώνης
Δαλέζιος, Γιάννης
Χριστάκος, Κώστας
Τραχανιάς, Παναγιώτης
Αργυρός, Αντώνης
Ράος, Βασίλης
Περίληψη Η αλληλεπίδραση των χεριών μας με αντικείμενα που βρίσκονται στον εξωπροσωπικό χώρο αποτελεί συνηθισμένη καθημερινή μας συμπεριφορά. Η αλληλεπίδραση αυτή άλλοτε είναι φαινομενικά απλή και άλλοτε δύσκολη, ειδικά όταν περιλαμβάνει συγκεκριμένες αλληλουχίες επιμέρους κινήσεων και δεξιότεχνες κινήσεις των δακτύλων ώστε να εκτελεστεί σωστά. Και στις δυο παραπάνω περιπτώσεις, η κίνηση προσαρμόζεται ανάλογα με τις τρέχουσες ανάγκες και τις συνθήκες του περιβάλλοντος έτσι ώστε να είναι ακριβής και αποτελεσματική. Είναι γνωστό ότι η πραγματοποίηση κινήσεων με την άκρα χείρα περιλαμβάνει δυο διακριτές διαδικασίες, τη φάση προσέγγισης του χεριού προς το αντικείμενο-στόχο και τη φάση σύλληψης του αντικειμένου-στόχου, κατά την οποία ο προσανατολισμός και η διαμόρφωση του χεριού προσαρμόζονται ανάλογα με τη φόρμα και την θέση του αντικειμένου στο χώρο, ώστε η κίνηση να εκτελεστεί με επιτυχία. Η καθοδήγηση του χεριού προς το αντικείμενο-στόχο γίνεται ανάλογα με τις συνθήκες του περιβάλλοντος. Πιο συγκεκριμένα, όταν η εκτέλεση της κίνησης σύλληψης αντικειμένου με την άκρα χείρα πραγματοποιείται υπό οπτική καθοδήγηση, τότε τόσο οπτικά ερεθίσματα που παρέχουν πληροφορίες για τη θέση του αντικειμένου-στόχου στον εξωπροσωπικό χώρο και για τη σχετική απόσταση αυτού από το χέρι, όσο και σωματαισθητικά ερεθίσματα που παρέχουν πληροφορίες για την τρέχουσα θέση του κινούμενου χεριού, συνεπικουρούν ώστε η κίνηση αυτή να εκτελεστεί με ακρίβεια. Όταν η εκτέλεση της παραπάνω κίνησης πραγματοποιείται σε περιβάλλον από το οποίο απουσιάζουν οπτικά δεδομένα, όπως όταν η κίνηση πραγματοποιείται στο σκοτάδι, τότε είναι προφανές ότι θα υπάρξει μερική διαφοροποίηση στο είδος των ερεθισμάτων που θα συμβάλλουν στην σωστή καθοδήγηση του χεριού προς το αντικείμενο-στόχο. Στην περίπτωση αυτή, η συμβολή σωματαισθητικών δεδομένων και κιναισθητικών απομνημονευμάτων (proprioceptive memories) της θέσης του αντικειμένου στο χώρο και της κίνησης 63 σύλληψης προς αυτό, είναι καθοριστική στην επιτυχή εκτέλεση αυτής της κινητικής συμπεριφοράς. Ένας ακόμη παράγοντας που συντελεί στην επιτυχή εκτέλεση μιας κίνησης σύλληψης είναι και η πρότερη εμπειρία. Είναι γνωστό ότι μια κινητική συμπεριφορά π.χ. μια κίνηση σύλληψης αντικειμένου, είναι πιο ακριβής και επιτυχημένη στην εκτέλεσή της όταν έχει υπάρξει πρότερη εμπειρία αυτής, είτε μέσω εκτέλεσής της, είτε μέσω παρατήρησης της ίδιας κίνησης επιτελούμενης από άλλο υποκείμενο. Κατά την άποψη πολλών ερευνητών, το ανθρώπινο κινητικό σύστημα μέσω της παρατήρησης χρησιμοποιεί της εμπειρίες άλλων για να κατασκευάσει το δικό του κινητικό ρεπερτόριο. Από τα παραπάνω φαίνεται ότι η πραγματοποίηση μιας φαινομενικά απλής συμπεριφοράς, όπως είναι η κίνηση σύλληψης με την άκρα χείρα, επιτυγχάνεται με την ενεργοποίηση πολυάριθμων εγκεφαλικών περιοχών που η καθεμιά ξεχωριστά θα συμβάλλει ώστε η κίνηση ανάλογα με τις τρέχουσες συνθήκες να επιτελεστεί επιτυχημένα και με ακρίβεια. Για την αποκάλυψη φλοιικών περιοχών εγκεφάλου πιθήκου που εμπλέκονται στην παρακολούθηση και εκτέλεση κινήσεων σύλληψης με την άκρα χείρα, παρουσία και απουσία οπτικής πληροφορίας, χρησιμοποιήσαμε την ποσοτική αυτοραδιογραφική μέθοδο της [14C]-δεοξυγλυκόζης. Η συγκεκριμένη μέθοδος επιτρέπει την άμεση εκτίμηση της μεταβολικής δραστηριότητας μιας εγκεφαλικής περιοχής, υπολογίζοντας ποσοτικά την τοπική κατανάλωση δεοξυγλυκόζης (DG), ραδιενεργού χημικού αναλόγου της γλυκόζης, η οποία ως γνωστό αποτελεί τη βασική πηγή ενέργειας για τα μεταβολικά δραστήρια νευρικά κύτταρα. Επίσης η μέθοδος αυτή, σε σχέση με όλες τις άλλες σύγχρονες νευρο-απεικονιστικές μεθόδους, διαθέτει την υψηλότερη χωρική διακρισιμότητα των εγκεφαλικών περιοχών (20μm) και δίνει τη δυνατότητα ταυτοποίησης των εμπλεκόμενων σε κάθε συνθήκη περιοχών με κυτταροαρχιτεκτονικά κριτήρια. Η παραπάνω μέθοδος εφαρμόστηκε σε πιθήκους Macaca mulatta, οι οποίοι είχαν εκπαιδευτεί στις παρακάτω δοκιμασίες: α) Εκτέλεση κίνησης σύλληψης τρισδιάστατων αντικειμένων με την άκρα χείρα στο φώς (EL), β) Εκτέλεση κίνησης σύλληψης με την άκρα χείρα στο σκοτάδι (ED) και γ) Παρατήρηση κίνησης σύλληψης τρισδιάστατου αντικειμένου, πραγματοποιούμενης από τον πειραματιστή (Ο), δ) Παρατήρηση κίνησης προσέγγισης του άνω άκρου του πειραματιστή με τεντωμένα τα δάκτυλα του χεριού χωρίς να πραγματοποιείται κίνηση σύλληψης (control of biological motion, Cm) και 64 ε) Παραμονή στο σκοτάδι σε συνθήκες όμοιες με εκείνες της δοκιμασίας ED με δυνατότητα κίνησης των οφθαλμών ελεύθερα στο χώρο (control dark, Cd). Ο ένας από τους πιθήκους αναφοράς της ομάδας αυτής προσλάμβανε νερό ως ανταμοιβή σε τυχαία χρονικά διαστήματα, ενώ ο άλλος δεν έπαιρνε καμία ανταμοιβή. Όλες οι διαδικασίες χειρισμού των πειραματοζώων, ήταν σύμφωνες με τις ισχύουσες νομοθεσίες τόσο των ελληνικών όσο και των ευρωπαϊκών αρμόδιων αρχών. Στις δοκιμασίες EL, ED, O και Cm, το βλέμμα των πειραματοζώων ήταν εστιασμένο ευθεία μπροστά, σε ένα νοητό κυκλικό παράθυρο διαμέτρου 8 deg. Ο αριθμός των κινήσεων σύλληψης που είτε πραγατοποιήθηκαν είτε παρατηρήθηκαν από τα πειραματόζωα κατά τη διάρκεια της πειραματικής διαδικασίας ήταν παρόμοιος, ώστε τα συγκριτικά αποτελέσματα των διαφορών στη μεταβολική δραστηριότητα ανά εγκεφαλική περιοχή και ανά δοκιμασία να είναι αξιόπιστα και με στατιστικώς σημαντική βαρύτητα. Μόνο διαφορές άνω του 7% ελήφθησαν υπόψη ως στατιστικώς σημαντικές στην παρούσα μελέτη, με δεδομένο ότι η διαφορά στη μεταβολική δραστηριότητα μεταξύ ομολόγων περιοχών των δύο ημισφαιρίων εγκεφάλου πιθήκου σε κατάσταση ηρεμίας μπορεί να φτάσει έως και 7%. Μετά το τέλος της πειραματικής διαδικασίας, τα εγκεφαλικά ημισφαίρια, η παρεγκεφαλίδα και τμήμα του νωτιαίου μυελού αφαιρέθηκαν, πάγωσαν με τη χρήση διαλύματος ισοπεντανίου σε θερμοκρασία κυμαινόμενη μεταξύ -450C και -500C και διατηρήθηκαν στους -800C. Οι σειριακές οριζόντιες εγκεφαλικές τομές πάχους 20μm που συλλέχθηκαν, εκτέθηκαν σε αυτοραδιογραφικά φιλμ και στη συνέχεια ψηφιοποιήθηκαν με τη βοήθεια υπολογιστικά υποστηριζόμενου συστήματος ανάλυσης εικόνας. Ακόλουθα, μετρήθηκε η τοπική κατανάλωση της δεοξυγλυκόζης (LCGU) στις περιοχές που αφορούσαν την παρούσα μελέτη, τομή προς τομή και pixel προς pixel και δημιουργήθηκαν δισδιάστατοι χάρτες που καλύπτουν ολόκληρη την ραχιαιοκοιλιακή και προσθιοπίσθια έκταση των αναλυόμενων περιοχών και αναπαριστούν τη χωρική κατανομή της μεταβολικής δραστηριότητας σε αυτές. Λόγω ανατομικών διαφοροποιήσεων που υπάρχουν μεταξύ των εγκεφαλικών ημισφαιρίων διαφορετικών πιθήκων, ακολούθησε γεωμετρική κανονικοποίηση των χαρτών αυτών με βάση ένα χάρτη αναφοράς. Ο χάρτης αναφοράς προέκυψε από το μέσον όρο κυτταροαρχιτεκτονικών και ανατομικών σημείων αναφοράς που συλλέχθησαν από το σύνολο των ημισφαιρίων των ζώων που έλαβαν μέρος στη μελέτη αυτή. Με την κανονικοποίηση όλων των δισδιάστατων χαρτών με βάση το χάρτη αναφοράς, μπορεί να γίνει άμεση σύγκριση της μεταβολικής δραστηριότητας όλων των προς μελέτη φλοιϊκών περιοχών σε όλα τα εγκεφαλικά ημισφαίρια και να εξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα. 65 Οι εγκεφαλικές περιοχές που αναλύθηκαν στην παρούσα μελέτη, είναι εκείνες που βρίσκονται στην πρόσθια όχθη της βρεγματοϊνιακής αύλακας (POs) και στον γειτνιάζοντα φλοιό, όπως επίσης και σε περιοχές της έσω επιφάνειας του εγκεφάλου. Πιο συγκεκριμένα, οι περιοχές που αναλύθηκαν είναι οι V6, V6A, PGm/7m, η περιοχή 31, οι περιοχές 29 και 30 και η περιοχή 5IPp η οποία περιγράφεται για πρώτη φορά και καταλαμβάνει μέρος της οπίσθιας ενδοβρεγματικής περιοχής (PIP). Όσον αφορά την περιοχή V6, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι υπάρχει αμφίπλευρη ενεργοποίησή της, τόσο κατά την εκτέλεση κινήσεων σύλληψης, όσο και κατά την παρακολούθηση της ίδιας κίνησης όταν πραγματοποιείται από τον πειραματιστή. Με δεδομένο ότι αυτή η περιοχή συνδέεται με οπτικές εγκεφαλικές περιοχές και προβάλλει σε περιοχές σχετιζόμενες με την κίνηση των άνω άκρων, όπως η έσω ενδοβρεγματική περιοχή (MIP) και η V6A, καθώς και σε άλλες οι οποίες κωδικοποιούν τη θέση των αντικειμένων-στόχων στο χώρο, όπως η V6A και η κοιλιακή ενδοβρεγματική περιοχή (VIP), θα μπορούσε να συμβάλλει στην οπτική αλλά και στην σωματαισθητική καθοδήγηση των κινήσεων σύλληψης. Στην περιοχή V6A, και ειδικά στο ραχιαίο τμήμα της (V6Ad), παρατηρήθηκε αντίπλευρη (στο κινούμενο χέρι) ενεργοποίηση, κατά την εκτέλεση κινήσεων σύλληψης τόσο στο φώς όσο και στο σκοτάδι. Το γεγονός ότι δεν παρατηρήθηκε αυξημένη μεταβολική δραστηριότητα στην περιοχή αυτή κατά την παρατήρηση εκτέλεσης κινήσεων σύλληψης από τον πειραματιστή, δείχνει ότι η V6Ad συμβάλλει στην εκτέλεση της κίνησης. Το παραπάνω εύρημα είναι σύμφωνο με προγενέστερα βιβλιογραφικά δεδομένα που αναφέρουν ότι η κίνηση σύλληψης αντικειμένου επηρεάζει την δραστηριότητα των νευρωνικών πληθυσμών της περιοχής αυτής, καθώς επίσης και ότι στη V6A υπάρχουν σωματαισθητικά κύτταρα με υποδεκτικά πεδία σε άπω και εγγύς τμήματα του αντίπλευρου άνω άκρου. Μελέτες εγκεφαλικών βλαβών σε πιθήκους και ανθρώπους, συνδέουν την ελατωματική συμπεριφορά κατά την εκτέλεση κινήσεων προσέγγισης και σύλληψης, όπως επίσης και την οπτική αταξία, με βλάβες εντοπισμένες στη V6A. Με βάση τα παραπάνω, φαίνεται ότι η περιοχή αυτή εμπλέκεται στον έλεγχο των κινήσεων σύλληψης με την άκρα χείρα, πιθανότατα ολοκληρώνοντας κινητικά και σωματαισθητικά ερεθίσματα για τη σύγχρονη (online) καθοδήγηση αυτής της κινητικής συμπεριφοράς. Η περιοχή PGm/7m παρουσίασε αμφίπλευρα αυξημένη μεταβολική δραστηριότητα, τόσο κατά την εκτέλεση οπτικά καθοδηγούμενων κινήσεων σύλληψης, όσο και κατά την παρατήρηση αυτών. Τα αποτελέσματα αυτά σε συνδυασμό με βιβλιογραφικά δεδομένα δείχνουν ότι οι νευρώνες της PGm/7m συνδυάζουν οπτικά δεδομένα σχετικά με την κίνηση του χεριού (visuomanual) με οφθαλμοκινητικά δεδομένα, με 66 σκοπό τη σύνθεση εντολών (βασιζόμενων σε κιναισθητικά και οπτικά ερεθίσματα) για την πρόκληση της κίνησης. Οι περιοχές 29 και 30, που αποτελούν το φλοιό του σπληνίου (RSC), βρέθηκαν αμφίπλευρα ενεργοποιημένες τόσο κατά την παρατήρηση, όσο και κατά την εκτέλεση οπτικά καθοδηγούμενων κινήσεων σύλληψης και πιθανά εμπλέκονται στην τοπογραφική χωρική πλοήγηση για την επίγνωση της θέσης ενός ατόμου (του παρατηρητή) στον περιβάλλοντα χώρο. Επίσης οι περιοχές αυτές θα μπορούσαν να κωδικοποιούν την τρέχουσα σημασία αντικειμένων ή γεγονότων στο άμεσο περιβάλλον και να συντελούν στην καθοδήγηση και τον προσανατολισμό προς αυτά. Η περιοχή 31 εμφάνισε αυξημένη μεταβολική δραστηριότητα μόνο κατά τη διάρκεια της παρατήρησης κινήσεων σύλληψης που πραγματοποιούνταν από τον πειραματιστή. Η αύξηση στην κατανάλωση της δεοξυγλυκόζης ήταν αμφίπλευρη. Τα αποτελέσματα αυτά είναι συμβατά με προηγούμενες μελέτες που συνδέουν την περιοχή 31 με μνημονικές διαδικασίες και στην απόδοση μιας κινητικής συμπεριφοράς σε ένα τρίτο πρόσωπο, δηλαδή στην επίγνωση ότι κάποιος άλλος εκτελεί μια κίνηση σύλληψης. Στην παραπάνω υπόθεση συμβάλλει το γεγονός ότι η περιοχή αυτή παρουσίασε υψηλούς μεταβολικούς ρυθμούς (κατανάλωση δεοξυγλυκόζης) μόνο κατά τη διαδικασία της παρατήρησης (Ο) και όχι κατά την εκτέλεση της κίνησης. Αντίστοιχα και η περιοχή V6A η οποία έχει αυξημένη μεταβολική δραστηριότητα μόνο κατά την εκτέλεση κίνησης σύλληψης και όχι κατά την παρατήρησή της, θα μπορούσε να εμπλέκεται στην απόδοση της κινητικής αυτής συμπεριφοράς σε αυτόν που την πραγματοποιεί (εαυτό) και όχι σε κάποιο τρίτο πρόσωπο. Η περιοχή 5ΙPp, η οποία καταλαμβάνει μέρος της οπίσθιας ενδοβρεγματικής περιοχής (PIP) και περιγράφεται για πρώτη φορά στην παρούσα μελέτη, παρουσίασε έντονη μεταβολική δραστηριότητα κατά την εκτέλεση κινήσεων σύλληψης τόσο παρουσία όσο και απουσία οπτικής πληροφορίας. Η δραστηριότητα αυτή ήταν έντονη και στα δύο ημισφαίρια των πιθήκων που εκτελούσαν τις προαναφερθείσες συμπεριφορές. Η δραστηριότητα της περιοχής αυτής κατά την εκτέλεση και όχι κατά την παρατήρηση της κίνησης σύλληψης, σε συνδυασμό με παλαιότερα βιβλιογραφικά δεδομένα που αναφέρουν ότι στην PIP γίνεται ολοκλήρωση της πληροφορίας για το σχήμα (με «ταίριασμα» οπτικών και απτικών δεδομένων), συγκλίνουν στην ιδέα ότι σε αυτή την περιοχή λαμβάνει χώρα η ολοκλήρωση (απαρτίωση) της πληροφορίας που αφορά το σχήμα, αλλά και ταυτόχρονα η απόδοση της κινητικής συμπεριφοράς σε αυτόν που την επιτελεί.
Φυσική περιγραφή 73 σ. : πιν. ; 30 εκ.
Γλώσσα Αγγλικά, Αγγλικά
Θέμα Neurophysiology
Sense Organs
Νευροφυσιολογία
Ημερομηνία έκδοσης 2008-07-30
Συλλογή   Σχολή/Τμήμα--Σχολή Επιστημών Υγείας--Τμήμα Ιατρικής--Διδακτορικές διατριβές
  Τύπος Εργασίας--Διδακτορικές διατριβές
Εμφανίσεις 53

Ψηφιακά τεκμήρια
No preview available

Προβολή Εγγράφου
Εμφανίσεις : 4