Naukowe Centrum Obrazowania Medycznego to jednostka, w której badania obrazowe mózgu wykonuje się nie tylko w ramach projektów naukowych, lecz także u pacjentów z różnymi zaburzeniami i schorzeniami, wymagających szczegółowej diagnostyki. Do tej grupy należą m.in. pacjenci z zaburzeniami mowy, guzami mózgu przed operacją neurochirurgiczną, cierpiący na padaczkę, po udarach i urazach głowy. W ich przypadku wskazane jest tzw. mapowanie funkcji mózgu z wykorzystaniem techniki funkcjonalnego rezonansu magnetycznego. Na czym dokładnie polega to badanie, wyjaśniała podczas seminarium naukowego w Światowym Centrum Słuchu dr hab. Agnieszka Pluta.
Rys. Alphaspirit / Dreamstime.com
Mapowanie funkcji językowych za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) to nieinwazyjna metoda obrazowania aktywności mózgu, pomagająca m.in. w ustalaniu przyczyn zaburzeń językowych, a w przypadku pacjentów przed skomplikowanymi operacjami neurochirurgicznymi mającymi na celu usunięcie patologicznych zmian w mózgu – określenie, na ile blisko z guzem przeznaczonym do wycięcia sąsiadują obszary odpowiedzialne za funkcje językowe i mowę (pozwala to na bardziej precyzyjne wykonanie operacji i zmniejszenie ryzyka ich uszkodzenia). Przy przeprowadzaniu tych badań specjaliści kierują się najnowszą wiedzą, według której za funkcje językowe odpowiada bardzo rozbudowana sieć neuronowa obejmująca liczne obszary lewej i prawej półkuli mózgu. Wcześniejszy pogląd, że za język odpowiadają jedynie dwa obszary – Broki i Wernickego – należy w świetle wyników badań uznać za mit, mówiła dr hab. Agnieszka Pluta, przypominając, że pierwsze modele dotyczące korelatów procesów językowych były tworzone w oparciu o przypadki kliniczne pacjentów, którzy trafiali do neurologów z zaburzeniami funkcji poznawczych, w tym przypadku językowych, będących następstwem uszkodzenia mózgu. Właśnie tym sposobem neurolodzy Francuz Paul Broca i Niemiec Karl Wernicke zidentyfikowali obszary związane z procesami językowymi, nazwane obszarem Broki i Wernickego. Obszar Broki (umiejscowiony w część wieczkowej i trójkątnej zakrętu czołowego dolnego) jest wprawdzie nadal uważany za miejsce nadawania mowy – tam realizowane są czynności związane z przygotowaniem wypowiedzi, obszar Wernickego (umiejscowiony w tylnej części zakrętu skroniowego górnego) wiąże się z jej rozumieniem, dziś wiemy jednak, że ten model, który można nazwać neuroanatomicznym, stanowi duże uproszczenie.
Fot. arch. NCOB
Dr hab. Agnieszka Pluta odniosła się także do ogólnie znanego zróżnicowania funkcjonalnego między prawą i lewą półkulą mózgu. Powszechnie uznaje się – przypominała – że lewa półkula jest dominującą, jeśli chodzi o język. Jest to jednak dużym uproszczeniem. Faktycznie u około 95 proc. osób praworęcznych dominują obszary związane z mową w lewej półkuli mózgu. W przypadku osób leworęcznych – jest tak mniej więcej u 75 proc. osób. 15 proc. może mieć lateralizację nieokreśloną – to znaczy, że obszary związane z funkcjami językowymi będą zlokalizowane zarówno w prawej, jak i w lewej półkuli mózgu i trudno będzie wskazać półkulę dominującą. Natomiast kilka procent osób może mieć tzw. lateralizację skrzyżowaną, to znaczy, że w obrazach aktywności mózgu uzyskanych techniką funkcjonalnego rezonansu magnetycznego zaobserwujemy dominującą aktywność prawej półkuli (w obszarze Wernickego) podczas zadań wymagających rozumienia mowy oraz dominującą aktywność lewej półkuli mózgu (w obszarze Broki) podczas produkcji mowy, lub odwrotnie.
Prawa półkula długo była uważana za „niemą”, czyli niezwiązaną z funkcjami językowymi. Teraz wiemy, że tak nie jest. Prawa półkula ma związek między innymi z tworzeniem i rozumieniem dyskursu, czyli odpowiada za dłuższe, bardziej złożone wypowiedzi, także za przenośne użycie słów – za rozumienie metafor, antonimów, ironii, żartów, jak również za rozumienie różnych kontekstów oraz za prozodię, czyli za to, że rozumiemy, kiedy ktoś kończy zdanie, kiedy zdanie jest twierdzeniem, kiedy jest rozkazem, a kiedy pytaniem. Prawa półkula „ogarnia” mowę bardziej całościowo, dlatego zlokalizowane w niej uszkodzenia są związane z zaburzeniami leksykalno-semantycznymi.
Istotne, że prawa półkula może przejąć funkcje lewej, jeśli struktura tej ostatniej zostanie naruszona, np. po udarze, leczeniu nowotworów głowy itp. To niezwykle istotne w procesie rehabilitacji. Prawa półkula pełni także ważną funkcję w sytuacji, gdy późno poznajemy nowy język. Jeśli uczymy się go na przykład przez rok, to mniej więcej przez ten czas pamiętamy słowa czy konstrukcje. Z czasem – jeśli ich nie używamy – zaczynamy je zapominać. Dzieje się tak dlatego,że w mózgu nieustannie powstają nowe konfiguracje, nowe połączenia – może być ich mniej albo więcej w zależności od ilości nowych informacji, których się uczymy. Niemniej nowe „wypierają” starsze, które powoli zapominamy.
Fot. arch. NCOB
Mapowanie mózgu wykonuje się z zastosowaniem dwóch metod rezonansu magnetycznego: fMRI zadaniowego i fMRI spoczynkowego. W przypadku pierwszego pacjent wykonuje w skanerze określone zadania. Aby jednak takie badanie wykonać, niezbędna jest konsultacja neuropsychologiczna, podczas której m.in. uprzedza się pacjenta, na czym będzie polegało badanie i jakie zadanie otrzyma do wykonania. Co więcej, przed przeprowadzeniem badania wykonuje się całą procedurę, która potem zostanie powtórzona w skanerze MRI. Nie wszystkie ośrodki stosują taką praktykę. Ma ona jednak głęboki sens, zaznaczała dr hab. Agnieszka Pluta. Jeśli bowiem pacjent nie będzie potrafił wykonać wyznaczonego zadania, to badanie nie da oczekiwanego efektu – mózg nie będzie się aktywował w obszarach związanych z funkcją mowy. Dobrą praktyką jest dostosowanie schematu badania do stanu i możliwości pacjenta (np. wydłuża się czas podawania bodźców). Ponadto takie badania przeprowadza się wcześniej na zdrowych ochotnikach, aby uzyskać wzorzec aktywności mózgu, który będzie można porównać z wynikiem pacjenta. Zadania, które otrzymuje pacjent do wykonania w skanerze, są proste i polegają np. na nazywaniu przedmiotów („żółty, długi owoc to…,”), znajdowaniu terminów oznaczających przeciwieństwo i podawaniu odwrotności znaczeniowych wyrazów, czyli antonimy (np. mały – duży), czy kończeniu zdań takich jak na przykład: „Tygrysy mają ostre…”. Odpowiedzi pacjent musi zazwyczaj wygenerować w głowie, aby zmniejszyć ryzyko wystąpienia artefaktów ruchowych podczas badania, które zniekształcałyby obrazy uzyskane techniką rezonansu magnetycznego. Po zakończeniu badania zostaje stworzona mapa aktywacji mózgu, obrazująca jego aktywność związaną z mową, lateralizację i in.
Fot. Aleksandra Schönthaler
Więcej w wydaniu:
Jak MULTIMEDIA wpływają na dzieci? (marzec-kwiecień 2024 nr 2)