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)

Kuvan vasemman yläkulmassa kuvattu yhteys on nimeltään fasciculus arcuatis. Kun se on poikki, voi puheen tuotto ja ymmärrys olla suheellisen normaalia, mutta siinä esiintyy ajatusvirheitä. Brocan alue ei saa dataa Wernickenin alueelta. Häiriön nimi on konduktioafasia. Oireina on puhutun ja kirjoitetun toistamisen vaikeus, vaikka sisältö ymmäretään.

Visuaalisessa agnosiassa on kyse siitä, että yhteydet visuaaliselta korteksilta ovat vahingoittuneet niin että data ei siirry alueille, jotka assosioivat sitä. Tästä seuraa se, että henkilö näkee normaalisti, mutta ei osaa tulkita näkemäänsä, vaikka usein pystyykin kuvailemaan nähdyn objektin ominaisuuksia. Johtuen vaurion laajudesta voi vamma rajoittua esimerkiksi vain kasvojen tunnistukseen, jolloin on kyse prosopagnosiasta, tai muihin spesifisiin kohteisiin.
Apraksia on melko laaja ryhmä erilaisia motorisen järjestelmän ohjaukseen liittyviä häiriöitä. Henkilöillä on ongelmia joidenkin motoristen liikkeiden suorittamisessa. Henkilöllä voi olla esim ongelmia liikuttaa kasvojen lihaksia tai tehdä tarkkoja liikkeitä käsillä. Voi myös olla, että kun henkilö suorittaa liikesarjan tiedostamatta, se onnistuu, mutta tietoisesti suorittaessa epäonnistuu.

Aleksiassa on kyse siitä, että potilaan lukutaito on heikentynyt. Ääritapauksen aleksiassa potilas osaa puhua, tuottaa tekstiä kirjoittamalla ja ymmärtää puhetta, mutta hänellä on vaikeuksia ymmärtää lukemaansa, jopa tapauksessa, jossa teksti on hänen itse kirjoittamaansa. Tämä johtuu siitä että yhteydet vasemman aivopuoliskon näköaivokuorelta ovat poikki kielen käsittelyalueelle. Potilas siis näkee tekstin, mutta informaatio ei välity näköaivokuorelta eteenpäin, jolloin tekstin tulkitseminen ei onnistu. Kirjoittamiseen ei kuitenkaan näitä yhteyksiä tarvita, joten se onnistuu potilaalta.

http://en.wikipedia.org/wiki/Apraxia
http://en.wikipedia.org/wiki/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 on tilanne, jossa verkon useimmat solmut eivät ole suoraan liitoksissa, mutta ovat silti yhteyksissä toisiinsa muutaman muiden solmujen kautta menevien linkityksien kautta. Juuri näin on usein aivoissa, kaikki hermosolut eivät ole yhteyksissä toisiinsa, mutta toisten hermosolujen kautta tietoa saadaan siirrettyä helpostikin ympäri aivoja.

Näin hermosolujen muodostaman verkosta saadaan vähemmän ahdas tai tiheä, eli soluja saadaan tiheämpään. Lisäksi informaatiota saadaan siirrettyä yhtä nopeasti eri verkoston osiin, ja yhden solun/solmun poistaminen ei vaikuta paljoa yleiseen toimintaan tai informaation siirtonopeuksiin.

http://en.wikipedia.org/wiki/Small-world_network