Viikkotehtävä #5

1. Monet arkisetkin tehtävät on jaettu eri aivoalueiden kesken. Tällöin niiden välisten yhteyksien häiriintyminen saattaa johtaa helpohkosti tunnistettaviin käyttäytymisen ongelmiin. Nykyisin ajatellaan monienkin aivosairauksien johtuvan ainakin osittain ongelmista erilaisissa hermostollisissa yhteyksissä. Oheisessa kuvassa on esitetty neljä ns. klassista johtumisperäistä sairautta (dysconnection syndromes). Selvittäkää kuinka nämä ongelmat ilmenevät, mikä rakenteellinen yhteys (minkälaisten toiminnallisten alueiden välillä) häiriintyy, ja kuinka yhteyden vaurioituminen johtaa kuvattuun toiminnan häiriöön. (kuva: Catani & ffytche, Brain 2005)

Käydään yksi kerrallaan sairaudet läpi:

Conduction aphasia

Conduction aphasia on kielellinen häiriö. Se on eräs, ilmeisesen harvinainen afasian muoto. Potilailla, joilla on kondukiivinen afasia (suomennos?) ei ole ongelmia ymmärtää kuulemaansa puhetta. Aktiivinen puheen tuottaminenkin yleensä onnistuu, vaikka parafasioita esiintyykin. Parafasiat luokitellaan yleensä kahteen alalajiin: semanttiset parafasiat (esim. tavoitteena sanoa kissa, sanookin koira) ja fonologiset parafasiat esim. tavoite: kissa, sanoo: kirra). Ongelmana on havaitun puheen toistaminen.

Tyypillinen selitys konduktiiviselle afasialle on klassisten puhealueiden, Brockan alueen (BA 44/45)  ja Wernicken  (BA 22) alueen välisen yhteyden katkeaminen, joka johtuu erityisesti arcuate fasciculuksen vahingoittumisesta. Arcuate fasciculus (AF)  (HAJOTTAA SUOMENNOKSIEN HANKALA HANKKIMINEN! MIKSI ******** AALLOLTA PUUTTUU MOTin LÄÄKETIETEELLISEN SANAKIRJAN LISENSSI??? ) on klassisen teorian mukaan Brockan ja Wenicken alueet uhdistävä rata, mutta uusia, eriäiviä teorioita on. Esimerkiksi on esitetty, että AF:ta ei tarvita puheen toistamisessa, vaan se kuuluu osana kyseistä toimintoa suorittavaan verkostoon. Tämän teorian mukaan AF yhdistää posterioiriset alueet Brocan alueeseen (pre)motorisen alueen linkin kautta. Uudemmat tutkimukset ehdottavat, että konduktiivisen afasian syynä olisikin supramarginaalisen gyruksen (SMG) tai parietaalilohkon syväosien leesiot. Etenkin SMG:n on havaittu olevan tärkeä alue kielellisissä prosesseissa.

Lähteet:

Apraxia

Apraksiassa potilas on kyvytön suorittamaan opittuja tavoitteellisia liikkeitä, vaikka ne olisivat tuttuja, ja vaikka potilaan fyysiset kyvyt ja tahtotila mahdollistaisivat suorittamisen. Kyseessä on siis motorisen suunnittelun häiriö. Apraksia liittyy usein johonkin tiettyyn liikekokonaisuuteen. Ohessa listattu muutama esimerkki:

  • Ideomotorinen apraksia: kyvyttömyys suorittaa liikekomboja, joihin tarvitaan semanttista muistia. Esim. hampaiden harjaus voisi olla tälläinen liikesarja.
  • Konseptuaalinen apraksia: Ymmärrys osista koostuvien liikesarjojen järjestyksestä häilyy, koska kokonaisten motoristen ohjelmien suorittaminen ei onnistu. Esimerkiksi hammasharjalla pestään ensin, ja laitetaan tahna sitten.
  • Konstruktionaalinen apraksia: Kyvyttömyys piirtää yksinkertaisia muotoja, kuten suorakulmaisia kolmioita.
  • Puheen apraksia: Kyvyttömyys suunnitella ja hallita puheeseen tarvittavia liikkeitä. Eri juttu kuin afasia!

Apraksian syyt, kuten sen lajitkin, voivat johtua useammasta asiasta. Tyypillisesti apraksiaa edeltää dominoivan aivopuoliskon parietaalilohkon leesio, joka johtuu joko kehittyvästä aivosairaudesta tai tapaturmasta. Myös muiden alueiden leesiot voivat johtaa apraxiaan, sillä se voi ilmetä monin tavoin. Esimerkiksi motorisen alueen mahdollisessa peilineuronijärjestelmässä voi olla häikkää, jolloin liikeratojen ‘kuvittelu’ ei onnistu. Toisaalta, puhelihasten motorisessa säädössä voi olla vikaa, jolloin saattaa seurata puheapraksia. Tämä sekoitetaan usein, kenties myös tässä, afasiaan, mutta ei kannattaisi. Juuri puheeseen liittyvien häiriöiden nimeämisessä onkin melkoista päällekkäisyyttä, ja vain harvoin käytetään termejä oikein (afasia, puhapraksia, dysfasia, dysartria, puheen estyminen/speech arrest, anomia, parafasia).

Lähteet:

Visual Agnosia

Visual Agnosiasta kärsivillä henkilöillä on eriasteisia vaikeuksia tunnistaa tai käsittää näkemäänsä. Tällöin esimerkiksi esineiden ja naamojen tunnistaminen tuottaa vaikeuksia. Visual Agnosialla on kuitenkin useita alatyyppejä, joten mitään yleisiä oireita ei välttämättä pystytä kirjaamaan. Esimerkkejä alatyypeistä ovat muun muassa häiriöt värinäössä tai esineen suuntauksessa. Sairaudesta kärsivät ihmiset pystyvät yleensä muuten kuvailemaan ympäristöä tarkasti, mutta eivät pysty tunnistamaan esineitä siitä.

Visual agnosian voi aiheuttaa esimerkiksi leesio tai häkämyrkytys ja se on liitetty vahinkoon takaraivo- ja ohimolohkoille. On klassiesti esitetty, että visual agnosia johtuu oksipitotemporaalisen ja oksipitoparietaalisten yhteyksien katkeamisesta (“what” ja “where” pathway), mutta tästäkin löytyy useampia mielipiteitä.

Lähteet:

Wikipedia – Visual Agnosia
Karnath et al. : The Anatomy of Object Recognition—Visual Form Agnosia Caused by Medial Occipitotemporal Stroke, The Journal of Neuroscience, 6 May 2009, 29(18): 5854-5862; doi: 10.1523/​JNEUROSCI.5192-08.2009

Pure Alexia

Kyseisen häiriön omaavilla ihmisillä on suuria vaikeuksia lukea. Tekstiä joudutaan käymään läpi mahdollisesti jopa kirjain kirjaimelta “letter-by-letter dyslexia”. Henkilöt kuitenkin pystyvät yleensä kirjoittamaan ja puhumaan normaalisti. Pure Alexia johtuu yleensä infarktista ja se voi katkaista yhteyden näköaivokuorelta kielialueille (mm. Brocan alue). Tämä luonnollisesti vaikuttaa nähdyn tekstin lukemiseen, sillä vaikka näemmekin tekstin emme välttämättä pysty ymmärtämään sitä koska informaatio ei ikinä päässyt ehjänä alueille jotka vastaavat kielellisestä ymmärryksestä.

Wikipedia – Pure Alexia

2. Monien luonnollisten ja myös keinotekoisten systeemien on havaittu noudattavan ns. small-world verkostorakennetta. Mitkä ovat tällaisen verkoston tunnusmerkit? Mitä hyötyä aivoille voisi olla sellaisesta rakenteesta?

Small-world-verkosto (SMN) on matemaattinen graafirakenne, jossa suurin osa solmuista ei ole toistensa naapureita, mutta kuitenkin saavutettavissa pienellä määrällä askelia/hyppyjä. Erityisesti, SMN määritellään verkostona, jossa tyypillinen kahden mielivaltaisen solmun välimatka L (i.e. askelten määrä solmusta A solmuun B) on verrannollinen verkon solmujen lukumäärään N logaritmisesti: L ~ log(N).  Esimerkkinä käy sosiaalinen verkosto, jossa toisilleen tuntemattomat ihmiset linkittyvät yhteisten tuttujen kautta yllättävän vähin välikäsin ystävänystävä-periaatteella. Tähän liittyy varmasti kaikkien tuntema termi ‘6 degrees of separation’, eli ajatus, että kaikki ihmiset ovat linkittyneet keskenään keskimäärin 6 kaverilla. SMN:lle on ominaista, että siinä on klikkejä, eli alueita, jotka ovat lokaalisti tiheämmin linkittyneitä.

Tällaisen verkoston hyöty aivoille piilee siinä, että kaikki hermosolut linkittyvät keskenään verrattain vähäisellä määrällä välisolmuja. Ts. aivoille sol(m)usta-sol(m)uun-etäisyys, L, on pieni. Tällöin verkostoituminen tapahtuu harvemmilla kytkennöillä, ja piuhaa säästyy. Lisäksi lokaalit klikit mahdollistavat aivojen modulaarisen erikoistumisen. Esimerkiksi alue, jolla kämmenen lihakset ovat, ovat varmasti voimakkaasti linkittyneet toisiinsa, jolloin esim sormien monipuolinen, kompleksinen ja nopea yhteistoiminta on mahdollista. SMN-verkosto pienentää myös aivojen häiriöherkkyyttä, juurikin verkoston klikkien lokaalisuuden takia: Vaikka kaikki teoriassa vaikuttaa kaikkeen, yksi häiriö, esim yhteyden poistuminen ei vahingoita verkostoa, sillä suurin osa linkeistä on lokaaleja.

Lähteet: