_catta_ (catta) wrote,
_catta_
catta

Category:

вкл/выкл

Есть такая уже даже в общем не новость (потому что 2014 год), а сообщение. Koubeissi, Bartolomei, Beltagy и Picard во время работы с пациенткой-эпилептиком обнаружили небольшой участок мозга, электростимуляция которого отключает сознание на то время, пока идет стимуляция. А потом человек включется обратно, но не помнит ничего о том, что происходило во время стимуляции. Стимуляция не приводила ко сну или полному расслаблению мускулатуры, и проявлялась только отсутствием целенаправленного поведения, отсутствием ответа на слуховые и зрительные раздражители и амнезией.

Микростимуляция - рутинная процедура поиска эпилептического очага перед операцией по его удалению, она проводится, когда человек в сознании, и обычно ему дают какое-то задание, по которому можно определить, когда стимуляция вызывает существенные нарушения или вызывает эпилептическую активность. Например, заданием может быть чтение вслух, а нарушением - афазия - расстройство речи. Соответственно, если нарушения критические для жизни пациента, то эту конкретную область может быть нельзя удалить а если пациенту нормуль, то хоть весь мозг отрежь. Стимуляции проводятся в разных местах мозга, и результаты протоколируются, в качестве побочного эффекта накапливаются данные о функциональной привязке разных участков мозга. В данном случе симптомы пациентки соответствовали эпилептическому очагу в срединной части височной доли, поэтому стимулирующие электроды поместили туда - в область гиппокампа спереди, и в те области, которые имеют особенно много связей с этой. И вот один из "вторичных" электродов намеревались поместить в передюю часть инсулярной коры, но промахнулись на пару миллиметров и попали между передней инсулой и клауструмом. Этот самый электрод и дал мощный (в 10 случаях из 10) эффект отключения сознания.

Дальше начинаются проблемы интерпретации результата. Мало того, что электрод располагался между двух структур, стимуляция вообще по своей природе не очень точная, потому что стимулируется все, что лежит на пути тока: и клетки прилежащих структур, и волокна, которые они посылают куда-то вдаль, а иногда и мимо проходящие пучки волкон, которые вообще ни при чем. С интерпретацией было бы проще, если бы мы хорошо знали функции инсулы и клауструма, однако по забавному стечению обстоятельств как раз про эти стуктуры мы очень мало знаем. Инсулой заинтересовались только лет десять как, ее раньше считали скучной областю чувствительности и моторики внутренних органов. Спохватились уже после повсеместного распространения МРТ, когда оказалось, что инсула активируется во время выполнения человеком великого множества всяких когнитивных задач. Тогда все забегали, и выяснилось, что у приматов туда приходят сигналы вообще от всех сенсорных модальностей (слух, зрение, осязание, вкус, запах, болевые сигналы, ну и от самых разных рецепторов внутренних органов до кучи, см обзор Nieuwenhuys, 2012). То есть инсула должна быть предельно интеграционной по функциям. Сейчас полно теоретических статей о том, что она делает, но "talk is cheap" - кто-то должен залезть туда электродами и посмотреть, причем в разных задачах, и желательно на обезьянах, потому что, как мы теперь знаем, у разных животных в инсулу приходят несколько разная информация, и, например, у крыс зрительная туда не выдается. С клауструмом вообще все плохо, потому что он организован как неравномерная изогнутая в двуй плоскостях узкая полоска нервных клеток, втиснутая между других, более крупных структур. Поэтому МРТ сигнал от него плохой - маленький объем структуры. Электродом же туда попасть сможет далеко не всякий, а при стимуляции или химическом разрушении будут с хорошей вероятностью задеты и другие структуры вокруг. Поэтому работают с клауструмом преимущественно анатомы: окрашивают и смотрят на организацию волокон и куда они идут. И всем понятно, что структура крайне интересная, потому что связана практически со всеми областями коры, и, судя по всему, может тормозить любую часть коры мозга. То есть, производит какую-то загадочную для нас, но очень массированную регуляцию, все аж чешется понять какую именно, да зуб неймет.
Потому как что у нас вообще есть из методов изучения живого мозга? Энцефалограмма не годится для точной работы в глубоко лежащими структурами, МРТ слишком усредняет сигнал по времени, да и по локализации все еще тоже. Электроды для внутримозговых отведений нужно уметь точно ставить, что более-менее легко для поверхностных областей коры, но для глубоких с большой вариабельностью расположения становится уже не так легко. У приматов вариабельность большая. А подтверждать расположение электродов уже после введения по МРТ нельзя, потому что электрод металлический в МРТ металлы ни-ни. Ну и, конечно, где длительные исследования внутримозговыми электродами, да плюс выполнение задания в процессе, там обезьяны. А с ними не так много людей работает, потому что активизм, регуляции, дороговизна и потенциальный перенос вирусов от них к исследователю.

Сами исследователи группы Koubeissi склоняются к тому, что управляет уровнем сознания клауструм. Потому что он же может тормозить, вот он и тормозит во время стимуляции.
Еще интересный момент: структура ЭЭГ (електроэнцефалограммы), которая записывалась от поверхностных электродов, существенным образом во время потери сознания не изменилась вообще, что дает нехилый такой намек относительно чувствительности ЭЭГ к таким изменениям, которые не сопровождаются потерей тонуса мышц или сном. Анализ ЭЭГ показал только изменения скоррелированности ЭЭГ-сигнала между задними лобными и центрально-теменными зонами коры (medial parietal and posterior frontal channels). Т.е., стимуляция активировала одновременно обе эти области, значит, в зоне стимуляции должно быть проекции обеих областей. Это нам помогает не так уж сильно, потому что хотя в клауструме приматов анатомически есть зона перекрытия проэкций лобной и теменной областей (Reser et al., 2014), инсула тоже эти проекции получает (Bray et al., 2013; Cerliani et al., 2012).

Статья безусловно очень интересная. Это не тот случай, когда никто ничего не делает для продолжения работы, потому что фигня какая-то. Просто сделать что-то осмысленное в данном случае не так легко. Хотя и возможно, и, конечно, сделано будет рано или поздно.

--------------
Koubeissi MZ, Bartolomei F, Beltagy A, Picard F. Electrical stimulation of a small brain area reversibly disrupts consciousness.
Epilepsy Behav. 2014

Nieuwenhuys R. The insular cortex: a review. Prog Brain Res., 2012.

Reser DH, Richardson KE, Montibeller MO, Zhao S, Chan JM, Soares JG, Chaplin TA, Gattass R, Rosa MG. Claustrum projections to prefrontal cortex in the capuchin monkey (Cebus apella).  Front Syst Neurosci. 2014

Bray S, Arnold AEGF , Iaria G, MacQueen G. Structural connectivity of visuotopic intraparietal sulcus. NeuroImage., 2013.
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 28 comments