فیزیولوژی پزشکی گانونگ؛ یادگیری، حافظه، زبان و گفتار

---

---

---

---

---

CHAPTER 15
Learning, Memory, Language, & Speech

فصل ۱۵
یادگیری، حافظه، زبان و گفتار

INTRODUCTION

The understanding of brain function in humans has been revolutionized by the development and widespread availability of positron emission tomographic (PET), functional magnetic resonance imaging (fMRI), computed tomography (CT) scanning, and other imaging and diagnostic techniques. CT scans provide a high-resolution 3-dimensional image of the brain; it is useful for examining damage to the skull and detecting acute subarachnoid hemorrhage. PET imaging can measure local glucose metabolism, blood flow, and oxygen; fMRI can measure local amounts of oxygenated blood. PET and fMRI provide an index of the level of the activity in various parts of the brain in healthy humans and in those with pathologies or brain injuries (see Clinical Box 15-1). They are used to study not only simple responses but also complex aspects of learning, memory, and perception. Different portions of the cortex are activated when a person is hearing, seeing, speaking, or generating words. Figure 15–۱ shows examples of the use of imaging to compare the functions of the cerebral cortex in processing words in a male versus a female subject.

مقدمه

درک عملکرد مغز در انسان با توسعه و در دسترس بودن گسترده توموگرافی گسیل پوزیترون (PET)، تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی (fMRI)، اسکن توموگرافی کامپیوتری (CT) و سایر تکنیک‌های تصویربرداری و تشخیصی متحول شده است. سی تی اسکن یک تصویر سه بعدی با وضوح بالا از مغز ارائه می‌دهد. برای بررسی آسیب به جمجمه و تشخیص خونریزی زیر عنکبوتیه حاد مفید است. تصویربرداری PET می‌تواند متابولیسم موضعی گلوکز، جریان خون و اکسیژن را اندازه گیری کند. fMRI می‌تواند مقادیر موضعی خون اکسیژن دار را اندازه گیری کند. PET و fMRI شاخصی از سطح فعالیت در بخش‌های مختلف مغز در انسان‌های سالم و در افرادی که آسیب‌شناسی یا آسیب‌های مغزی دارند ارائه می‌کنند (به کادر بالینی ۱۵-۱ مراجعه کنید). آنها نه تنها برای مطالعه پاسخ‌های ساده بلکه جنبه‌های پیچیده یادگیری، حافظه و ادراک نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. زمانی که فرد در حال شنیدن، دیدن، صحبت کردن یا تولید کلمات است، بخش‌های مختلف قشر مغز فعال می‌شوند. شکل ۱۵-۱ نمونه‌هایی از استفاده از تصویربرداری برای مقایسه عملکرد قشر مغز در پردازش کلمات در یک آزمودنی مرد و یک زن را نشان می‌دهد.

FIGURE 15-1 Comparison of the images of the active areas of the brain in a man (left) and a woman (right) during a language-based activity. Women use both sides of their brain whereas men use only a single side. This difference may reflect different strategies used for language processing. (Used with permission of Shaywitz et al, 1995. NMR Research/Yale Medical School.)

شکل ۱۵-۱ مقایسه تصاویر مناطق فعال مغز در یک مرد (چپ) و یک زن (راست) در طول یک فعالیت مبتنی بر زبان. زنان از هر دو طرف مغز خود استفاده می‌کنند در حالی که مردان فقط از یک طرف استفاده می‌کنند. این تفاوت ممکن است منعکس کننده راهبردهای مختلف مورد استفاده برای پردازش زبان باشد. (استفاده با اجازه Shaywitz و همکاران، ۱۹۹۵. NMR Research/Yale Medical School.)

CLINICAL BOX 15- 1

Traumatic Brain Injury
Traumatic brain injury (TBI) is defined as a nondegenerative, noncongenital insult to the brain due to an excessive mechanical force or penetrating injury to the head. It can lead to a permanent or temporary impairment of cognitive, physical, emotional, and behavioral functions, and it can be associated with a diminished or altered state of consciousness. TBI is one of the leading causes of death or disability worldwide. According to the Centers for Disease Control and Prevention, each year at least 1.5 million individuals in the United States sustain a TBI. It is most common in children under age 4, in adolescents aged 15-19 years of age, and in adults over the age of 65. In all age groups, TBI occurs twice as often in males compared to females. In about 75% of the cases, the TBI is considered mild and manifests as a concussion. Adults with severe TBI who are treated have a mortality rate of about 30%, but about 50% regain most if not all of their functions with therapy. The leading causes of TBI include falls, motor vehicle accidents, being struck by an object, and assaults. In some cases, areas remote from the actual injury also begin to malfunction, a process called diaschisis. TBI is often divided into primary and secondary stages. Primary injury is that caused by the mechanical force (eg, skull fracture and surface contusions) or acceleration-deceleration due to unrestricted movement of the head leading to shear, tensile, and compressive strains. These injuries can cause intracranial hematoma (epidural, subdural, or subarachnoid) and diffuse axonal injury. Secondary injury is often a delayed response and may be due to impaired cerebral blood flow that can eventually lead to cell death. A Glasgow Coma Scale is the most common system used to define the severity of TBI and evaluates motor responses, verbal responses, and eye opening to assess the levels of consciousness and neurologic functioning after an injury. Symptoms of mild TBI include headache, confusion, dizziness, blurred vision, ringing in the ears, a bad taste in the mouth, fatigue, disturbances in sleep, mood changes, and problems with memory, concentration, or thinking. Individuals with moderate or severe TBI show these symptoms as well as vomiting or nausea, convulsions or seizures, an inability to be roused, fixed and dilated pupils, slurred speech, limb weakness, loss of coordination, and increased confusion, restlessness, or agitation. In the most severe cases of TBI, the affected individual may go into a permanent vegetative state.

جعبه بالینی ۱۵-۱

آسیب تروماتیک مغزی
آسیب مغزی تروماتیک (TBI) به عنوان یک توهین غیردژنراتیو و غیر مادرزادی به مغز به دلیل نیروی مکانیکی بیش از حد یا آسیب نافذ به سر تعریف می‌شود. این می‌تواند منجر به آسیب دائمی‌یا موقتی در عملکردهای شناختی، فیزیکی، عاطفی و رفتاری شود و می‌تواند با کاهش یا تغییر حالت هوشیاری همراه باشد. TBI یکی از علل اصلی مرگ یا ناتوانی در سراسر جهان است. با توجه به مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری‌ها، هر سال حداقل ۱.۵ میلیون نفر در ایالات متحده به TBI مبتلا می‌شوند. در کودکان زیر ۴ سال، در نوجوانان ۱۵ تا ۱۹ سال و در بزرگسالان بالای ۶۵ سال شایع‌تر است. در همه گروه‌های سنی، TBI در مردان دو برابر بیشتر از زنان رخ می‌دهد. در حدود ۷۵ درصد موارد، TBI خفیف در نظر گرفته می‌شود و به صورت ضربه مغزی ظاهر می‌شود. بزرگسالان مبتلا به TBI شدید که تحت درمان قرار می‌گیرند، میزان مرگ و میر حدود ۳۰٪ دارند، اما حدود ۵۰٪ بیشتر یا نه همه عملکردهای خود را با درمان به دست می‌آورند. علل اصلی TBI عبارتند از سقوط، تصادفات وسایل نقلیه موتوری، برخورد با یک شی و حمله. در برخی موارد، نواحی دور از آسیب واقعی نیز شروع به عملکرد نادرست می‌کنند، فرآیندی که به آن دیاشیزیس می‌گویند. TBI اغلب به مراحل اولیه و ثانویه تقسیم می‌شود. آسیب اولیه آسیبی است که در اثر نیروی مکانیکی (مانند شکستگی جمجمه و کوفتگی‌های سطحی) یا شتاب-کاهش به دلیل حرکت نامحدود سر که منجر به کرنش‌های برشی، کششی و فشاری می‌شود، ایجاد می‌شود. این آسیب‌ها می‌توانند باعث هماتوم داخل جمجمه (اپیدورال، ساب دورال یا ساب عنکبوتیه) و آسیب منتشر آکسون شوند. آسیب ثانویه اغلب یک پاسخ تاخیری است و ممکن است به دلیل اختلال در جریان خون مغزی باشد که در نهایت می‌تواند منجر به مرگ سلولی شود. مقیاس کما گلاسکو رایج ترین سیستمی‌است که برای تعریف شدت TBI استفاده می‌شود و پاسخ‌های حرکتی، پاسخ‌های کلامی‌و باز شدن چشم را برای ارزیابی سطوح هوشیاری و عملکرد عصبی پس از آسیب ارزیابی می‌کند. علائم TBI خفیف شامل سردرد، گیجی، سرگیجه، تاری دید، صدای زنگ در گوش، طعم بد دهان، خستگی، اختلال در خواب، تغییرات خلق و خو و مشکلات حافظه، تمرکز یا تفکر است. افراد مبتلا به TBI متوسط ​​یا شدید، این علائم و همچنین استفراغ یا حالت تهوع، تشنج یا تشنج، ناتوانی در بیدار شدن، ثابت و گشاد شدن مردمک چشم، تکلم نامفهوم، ضعف اندام، از دست دادن هماهنگی، و افزایش گیجی، بی قراری یا بی قراری را نشان می‌دهند. در شدیدترین موارد TBI، فرد مبتلا ممکن است به حالت رویشی دائمی‌برود.

THERAPEUTIC HIGHLIGHTS

The advancements in brain imaging technology have improved the ability of medical personnel to diagnose and evaluate the extent of brain damage. Since little can be done to reverse the brain damage, therapy is initially directed at stabilizing the patient and trying to prevent further (secondary) injury. Medications that can be administered include diuretics (to reduce pressure in the brain), anticonvulsant drugs during the first week post injury (to avoid additional brain damage resulting from a seizure), and coma-inducing drugs (to reduce oxygen demands). This is followed by rehabilitation that includes physical, occupational, and speech/language therapies. Recovery of brain function can be due to several factors: brain regions that were suppressed but not damaged can regain their function, axonal sprouting and redundancy allows other areas of the brain to take over the functions that were lost due to the injury, and behavioral substitution, by learning new strategies to compensate for the deficits.

نکات برجسته درمانی

پیشرفت‌ها در فناوری تصویربرداری مغز، توانایی پرسنل پزشکی را برای تشخیص و ارزیابی میزان آسیب مغزی بهبود بخشیده است. از آنجایی که نمی‌توان برای معکوس کردن آسیب مغزی کاری انجام داد، درمان در ابتدا برای ایجاد ثبات در بیمار و تلاش برای جلوگیری از آسیب بیشتر (ثانویه) است. داروهایی که می‌توانند تجویز شوند عبارتند از دیورتیک‌ها (برای کاهش فشار در مغز)، داروهای ضد تشنج در هفته اول پس از آسیب (برای جلوگیری از آسیب اضافی مغزی ناشی از تشنج)، و داروهای محرک کما (برای کاهش نیاز به اکسیژن). پس از آن توانبخشی شامل درمان‌های فیزیکی، شغلی و گفتار/زبان می‌شود. بازیابی عملکرد مغز می‌تواند به دلیل عوامل متعددی باشد: نواحی مغزی که سرکوب شده اند اما آسیب ندیده اند می‌توانند عملکرد خود را بازیابند، جوانه زدن آکسون و افزونگی به سایر نواحی مغز اجازه می‌دهد تا عملکردهایی را که به دلیل آسیب از دست داده اند را به عهده بگیرند و جایگزینی رفتاری با یادگیری استراتژی‌های جدید برای جبران کمبودها.

LEARNING & MEMORY

A characteristic of humans is their ability to alter behavior based on experience. Learning is acquisition of the information that makes this possible and memory is the retention and storage of that information. The two are obviously closely related and are considered together in this chapter.

یادگیری و حافظه

ویژگی انسان‌ها توانایی آنها در تغییر رفتار بر اساس تجربه است. یادگیری، کسب اطلاعاتی است که این امر را ممکن می‌سازد و حافظه، حفظ و ذخیره آن اطلاعات است. این دو آشکارا به هم مرتبط هستند و در این فصل با هم در نظر گرفته شده اند.

FORMS OF MEMORY

From a physiological point of view, memory is divided into explicit and implicit forms (Figure 15–۲). Explicit or declarative memory is associated with consciousness, or at least awareness, and is dependent on the hippocampus and other parts of the medial temporal lobes of the brain for its retention. Clinical Box 15-2 describes how tracking a patient with brain damage has led to an awareness of the role of the temporal lobe in declarative memory. Implicit or nondeclarative memory does not involve awareness, and its retention does not usually involve processing in the hippocampus.

اشکال حافظه

از نقطه نظر فیزیولوژیکی، حافظه به اشکال آشکار و ضمنی تقسیم می‌شود (شکل ۱۵-۲). حافظه آشکار یا بیانی با هوشیاری یا حداقل آگاهی همراه است و برای حفظ آن به هیپوکامپ و سایر بخش‌های لوب گیجگاهی داخلی مغز وابسته است. جعبه بالینی ۱۵-۲ توضیح می‌دهد که چگونه ردیابی بیمار مبتلا به آسیب مغزی به آگاهی از نقش لوب تمپورال در حافظه بیانی منجر شده است. حافظه ضمنی یا غیراعلامی‌شامل آگاهی نیست و حفظ آن معمولاً شامل پردازش در هیپوکامپ نمی‌شود.

FIGURE 15-2 Forms of memory. Explicit (declarative) memory is associated with consciousness and is dependent on the integrity of the hippocampus, temporal lobes, neocortex, and prefrontal cortex for its retention. Explicit memory is for factual knowledge about people, places, things, and events. Implicit (nondeclarative) memory does not involve awareness, and it does not involve processing in the hippocampus. It requires the integrity of the amygdala, cerebellum, striatum, and neocortex as well as reflex pathways. Implicit memory is important for training reflexive motor or perceptual skills, classical conditioning, and habituation and sensitization. (Modified with permission from Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM [editors]: Principles of Neural Science, 4th ed. New York, NY: McGraw-Hill; 2000.)

شکل ۱۵-۲ اشکال حافظه. حافظه آشکار (اعلامی) با هوشیاری مرتبط است و برای حفظ آن به یکپارچگی هیپوکامپ، لوب‌های تمپورال، نئوکورتکس و قشر پیش پیشانی وابسته است. حافظه آشکار برای شناخت واقعی افراد، مکان‌ها، اشیا و رویدادها است. حافظه ضمنی (غیر اعلامی) شامل آگاهی نیست و شامل پردازش در هیپوکامپ نمی‌شود. به یکپارچگی آمیگدال، مخچه، مخطط و نئوکورتکس و همچنین مسیرهای رفلکس نیاز دارد. حافظه ضمنی برای آموزش مهارت‌های حرکتی یا ادراکی انعکاسی، شرطی سازی کلاسیک و عادت و حساسیت مهم است. (اصلاح شده با اجازه Kandel ER، Schwartz JH، Jessell TM [ویراستاران]: Principles of Neural Science، ویرایش چهارم نیویورک، نیویورک: McGraw-Hill؛ ۲۰۰۰.)

Explicit memory is for factual knowledge about people, places, and things. It is divided into semantic memory for facts (eg, words, rules, and language) and episodic memory for events. Explicit memories that are initially required for activities such as riding a bicycle can become implicit once the task is thoroughly learned.

حافظه صریح برای دانش واقعی درباره افراد، مکان‌ها و اشیا است. این حافظه به حافظه معنایی برای حقایق (مثلاً کلمات، قوانین و زبان) و حافظه اپیزودیک برای رویدادها تقسیم می‌شود. خاطرات صریح که در ابتدا برای فعالیت‌هایی مانند دوچرخه سواری مورد نیاز هستند، زمانی که کار به طور کامل آموخته شد، می‌توانند به طور ضمنی تبدیل شوند.

Implicit memory is important for training reflexive motor or perceptual skills and is subdivided into four types. Priming is the facilitation of the recognition of words or objects by prior exposure to them and is dependent on the neocortex. An example of priming is the improved recall of a word when presented with the first few letters of it. Procedural memory includes skills and habits, which, once acquired, become unconscious and automatic. This type of memory is processed in the striatum. Associative learning relates to classical and operant conditioning in which one learns about the relationship between one stimulus and another. This type of memory is dependent on the amygdala for its emotional responses and the cerebellum for the motor responses. Nonassociative learning includes habituation and sensitization and is dependent on various reflex pathways.

حافظه ضمنی برای آموزش مهارت‌های حرکتی بازتابی یا ادراکی مهم است و به چهار نوع تقسیم می‌شود. پرایمینگ تسهیل تشخیص کلمات یا اشیا با قرار گرفتن قبلی در معرض آنها است و به نئوکورتکس وابسته است. نمونه ای از پرایمینگ، یادآوری بهبود یافته یک کلمه در صورت ارائه با چند حرف اول آن است. حافظه رویه‌ای شامل مهارت‌ها و عادت‌هایی است که پس از کسب، ناخودآگاه و خودکار می‌شوند. این نوع حافظه در جسم مخطط پردازش می‌شود. یادگیری تداعی به شرطی سازی کلاسیک و عاملی مربوط می‌شود که در آن فرد در مورد رابطه بین یک محرک و محرک دیگر می‌آموزد. این نوع حافظه برای پاسخ‌های عاطفی به آمیگدال و برای پاسخ‌های حرکتی به مخچه وابسته است. یادگیری غیراجتماعی شامل عادت کردن و ایجاد حساسیت است و به مسیرهای بازتابی مختلف وابسته است.

CLINICAL BOX 15- 2

The Case of HM: Defining a Link between Brain Function & Memory
HM was a patient who suffered from bilateral temporal lobe seizures that began following a bicycle accident at age 9. His case has been studied by many scientists and has led to a greater understanding of the link between the temporal lobe and declarative memory. HM had partial seizures for many years, and then several tonic-clonic seizures by age 16. In 1953, at the age of 27, HM underwent bilateral surgical removal of the amygdala, large portions of the hippocampal formation, and portions of the association area of the temporal cortex. HM’s seizures were better controlled after surgery, but removal of the temporal lobes led to devastating memory deficits. He maintained long-term memory for events that occurred prior to surgery, but he suffered from anterograde amnesia. His short-term memory was intact, but he could not commit new events to long-term memory. He had normal procedural memory, and he could learn new puzzles and motor tasks. His case was the first to bring attention to the critical role of temporal lobes in formation of long-term declarative memories and to implicate this region in the conversion of short-term to long-term memories. Later work showed that the hippocampus is the primary structure within the temporal lobe involved in this conversion. Because HM retained memories from before surgery, his case also shows that the hippocampus is not involved in the storage of declarative memory. HM died in 2008 and only at that time was his identity released; his full name was Henry Gustav Molaison. An audio-recording and a transcript of the dialog by National Public Radio from the 1990s of HM talking to scientists was released in 2007 and is available at http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=7584970.

جعبه بالینی ۱۵-۲

مورد HM: تعریف پیوند بین عملکرد مغز و حافظه
HM بیمار بود که از تشنج دو طرفه لوب تمپورال رنج می‌برد که به دنبال یک تصادف دوچرخه در سن ۹ سالگی شروع شد. مورد او توسط بسیاری از دانشمندان مورد مطالعه قرار گرفته است و منجر به درک بیشتر ارتباط بین لوب تمپورال و حافظه اعلامی‌شده است. HM برای سال‌ها تشنج‌های نسبی داشت، و سپس چندین تشنج تونیک-کلونیک در سن ۱۶ سالگی داشت. در سال ۱۹۵۳، در سن ۲۷ سالگی، HM تحت عمل جراحی دو طرفه آمیگدال، بخش‌های بزرگی از تشکیل هیپوکامپ، و بخش‌هایی از ناحیه ارتباطی قشر تمپورال قرار گرفت. تشنج HM بعد از جراحی بهتر کنترل شد، اما برداشتن لوب‌های تمپورال منجر به نقص حافظه ویرانگر شد. او حافظه بلندمدت را برای رویدادهایی که قبل از جراحی رخ داده بود حفظ می‌کرد، اما از فراموشی انتروگراد رنج می‌برد. حافظه کوتاه مدت او دست نخورده بود، اما او نمی‌توانست اتفاقات جدیدی را در حافظه بلند مدت بسازد. او حافظه رویه‌ای معمولی داشت و می‌توانست پازل‌ها و کارهای حرکتی جدید یاد بگیرد. مورد او اولین موردی بود که توجه را به نقش حیاتی لوب‌های گیجگاهی در شکل گیری حافظه‌های اعلامی‌بلندمدت جلب کرد و این منطقه را در تبدیل خاطرات کوتاه مدت به بلند مدت دخالت داد. کار بعدی نشان داد که هیپوکامپ ساختار اولیه در لوب تمپورال است که در این تبدیل نقش دارد. از آنجایی که HM خاطرات قبل از عمل جراحی را حفظ کرده است، مورد او نیز نشان می‌دهد که هیپوکامپ در ذخیره سازی حافظه اظهاری نقشی ندارد. HM در سال ۲۰۰۸ درگذشت و تنها در آن زمان هویت او منتشر شد. نام کامل او هنری گوستاو مولایسون بود. یک فایل صوتی ضبط شده و متنی از گفتگوی رادیوی ملی ملی مربوط به دهه ۱۹۹۰ در گفتگوی HM با دانشمندان در سال ۲۰۰۷ منتشر شد و در http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=7584970 موجود است.

Explicit memory and many forms of implicit memory involve (1) short-term memory, which lasts seconds to hours, during which processing in the hippocampus and elsewhere lays down long-term changes in synaptic strength and (2) long-term memory, which stores memories for years and sometimes for life. During short-term memory, the memory traces are subject to disruption by trauma and various drugs, whereas long-term memory traces are remarkably resistant to disruption. Working memory is a form of short-term memory that keeps information available, usually for very short periods of time, while the individual plans action based on it.

حافظه آشکار و بسیاری از اشکال حافظه ضمنی شامل (۱) حافظه کوتاه مدت است که از چند ثانیه تا چند ساعت طول می‌کشد، که در طی آن پردازش در هیپوکامپ و جاهای دیگر باعث تغییرات طولانی مدت در قدرت سیناپسی می‌شود و (۲) حافظه بلند مدت که خاطرات را برای سال‌ها و گاهی اوقات مادام العمر ذخیره می‌کند. در طول حافظه کوتاه‌مدت، آثار حافظه در معرض آسیب‌ها و داروهای مختلف مختل می‌شوند، در حالی که آثار حافظه بلندمدت به طور قابل‌توجهی در برابر اختلال مقاوم هستند. حافظه کاری شکلی از حافظه کوتاه مدت است که اطلاعات را معمولاً برای مدت زمان بسیار کوتاهی در دسترس نگه می‌دارد، در حالی که فرد بر اساس آن اقدام را برنامه ریزی می‌کند.

NEURAL BASIS OF MEMORY

The key to memory is alteration in the strength of selected synaptic connections. Second messenger systems contribute to the changes in neural circuitry required for learning and memory. Alterations in cellular membrane channels are often correlated to learning and memory. In all but the simplest of cases, the alteration involves the synthesis of proteins and the activation of genes. This occurs during the change from short-term working memory to long-term memory.

اساس عصبی حافظه

کلید حافظه، تغییر در قدرت اتصالات سیناپسی انتخاب شده است. سیستم‌های پیام رسان دوم به تغییرات در مدارهای عصبی مورد نیاز برای یادگیری و حافظه کمک می‌کنند. تغییرات در کانال‌های غشای سلولی اغلب با یادگیری و حافظه مرتبط است. در همه موارد به جز ساده ترین موارد، تغییر شامل سنتز پروتئین‌ها و فعال شدن ژن‌ها می‌شود. این در هنگام تغییر حافظه کاری کوتاه مدت به حافظه بلند مدت رخ می‌دهد.

Acquisition of long-term learned responses can be prevented in some cases. For example, there is a loss of memory for the events immediately preceding a brain concussion or electroshock therapy (retrograde amnesia). This amnesia can actually encompass many days preceding the event that triggered it; remote memories remain intact.

در برخی موارد می‌توان از کسب پاسخ‌های آموخته شده درازمدت جلوگیری کرد. برای مثال، از دست دادن حافظه برای رویدادهای بلافاصله قبل از ضربه مغزی یا الکتروشوک درمانی (فراموشی رتروگراد) وجود دارد. این فراموشی در واقع می‌تواند بسیاری از روزهای قبل از رویدادی که باعث آن شده است را در بر گیرد. خاطرات از راه دور دست نخورده باقی می‌مانند.

SYNAPTIC PLASTICITY & LEARNING

Short- and long-term changes in synaptic function can occur because of the history of discharge at a synapse; that is, synaptic conduction can be strengthened or weakened on the basis of past experience. These changes are of great interest because they represent forms of learning and memory. They can be presynaptic or postsynaptic in location.

پلاستیسیته و یادگیری سیناپتیک

تغییرات کوتاه مدت و بلندمدت در عملکرد سیناپسی ممکن است به دلیل سابقه ترشح در سیناپس رخ دهد. یعنی هدایت سیناپسی را می‌توان بر اساس تجربیات گذشته تقویت یا تضعیف کرد. این تغییرات بسیار جالب هستند زیرا آنها اشکال یادگیری و حافظه را نشان می‌دهند. آنها می‌توانند پیش سیناپسی یا پس سیناپسی باشند.

One form of plastic change is posttetanic potentiation, the production of enhanced postsynaptic potentials in response to stimulation. This enhancement lasts up to 60 s and occurs after a brief tetanizing train of stimuli in the presynaptic neuron. The tetanizing stimulation causes Ca2+ to accumulate in the presynaptic neuron to such a degree that the intracellular binding sites that keep cytoplasmic Ca2+ low are overwhelmed.

یکی از شکل‌های تغییر پلاستیک، تقویت پس از کزاز، تولید پتانسیل‌های پس سیناپسی افزایش یافته در پاسخ به تحریک است. این افزایش تا ۶۰ ثانیه طول می‌کشد و پس از یک قطار تتانیز کننده کوتاه از محرک‌ها در نورون پیش سیناپسی رخ می‌دهد. تحریک تتانیزاسیون باعث می‌شود تا Ca2+ در نورون پیش سیناپسی تجمع یابد تا جایی که مکان‌های اتصال داخل سلولی که Ca2+ سیتوپلاسمی‌را پایین نگه می‌دارند، تحت تأثیر قرار می‌گیرند.

Habituation is a simple form of learning in which a neutral stimulus is repeated many times. The first time it is applied it is novel and evokes a reaction (the orienting reflex or “what is it?” response). However, it evokes less and less electrical response as it is repeated. Eventually, the subject becomes habituated to the stimulus and ignores it. This is associated with decreased release of neurotransmitter from the presynaptic terminal because of decreased intracellular Ca2+. The decrease in intracellular Ca2+ is due to a gradual inactivation of Ca2+ channels. It can be short term, or it can be prolonged if exposure to the benign stimulus is repeated many times. Habituation is a classic example of nonassociative learning.

عادت کردن شکل ساده ای از یادگیری است که در آن یک محرک خنثی بارها تکرار می‌شود. اولین باری که استفاده می‌شود، جدید است و واکنشی را برمی‌انگیزد (بازتاب جهت‌گیری یا پاسخ “چیست؟”). با این حال، با تکرار، پاسخ الکتریکی کمتر و کمتری را برمی‌انگیزد. در نهایت، سوژه به محرک عادت می‌کند و آن را نادیده می‌گیرد. این امر با کاهش انتشار انتقال دهنده عصبی از پایانه پیش سیناپسی به دلیل کاهش Ca2 + داخل سلولی همراه است. کاهش Ca2+ داخل سلولی به دلیل غیرفعال شدن تدریجی کانال‌های Ca2+ است. ممکن است کوتاه مدت باشد یا اگر قرار گرفتن در معرض محرک خوش خیم بارها تکرار شود، می‌تواند طولانی شود. عادت کردن یک نمونه کلاسیک از یادگیری غیر اجتماعی است.

Sensitization is in a sense the opposite of habituation. Sensitization is the prolonged occurrence of augmented postsynaptic responses after a stimulus to which one has become habituated is paired once or several times with a noxious stimulus. The sensitization is due to presynaptic facilitation. Sensitization may occur as a transient response, or if it is reinforced by additional pairings of the noxious stimulus and the initial stimulus, it can exhibit features of short-term or long-term memory. The short-term prolongation of sensitization is due to a Ca2+- mediated change in adenylyl cyclase that leads to a greater production of cAMP. The long-term potentiation (LTP) also involves protein synthesis and growth of the presynaptic and postsynaptic neurons and their connections.

حساس شدن به یک معنا نقطه مقابل عادت کردن است. حساسیت عبارت است از وقوع طولانی پاسخ‌های پس سیناپسی تقویت شده پس از اینکه محرکی که فرد به آن عادت کرده است یک یا چند بار با یک محرک مضر جفت شود. حساسیت به دلیل تسهیل پیش سیناپسی است. حساسیت ممکن است به عنوان یک پاسخ گذرا رخ دهد، یا اگر توسط جفت‌های اضافی محرک مضر و محرک اولیه تقویت شود، می‌تواند ویژگی‌های حافظه کوتاه مدت یا بلند مدت را نشان دهد. طولانی‌مدت حساس‌سازی به دلیل تغییر Ca2+- در آدنیلیل سیکلاز است که منجر به تولید بیشتر cAMP می‌شود. تقویت طولانی مدت (LTP) همچنین شامل سنتز پروتئین و رشد نورون‌های پیش سیناپسی و پس سیناپسی و اتصالات آنها می‌شود.

LTP is a rapidly developing persistent enhancement of the postsynaptic potential response to presynaptic stimulation after a brief period of rapidly repeated stimulation of the presynaptic neuron. It resembles posttetanic potentiation but is much more prolonged and can last for days. There are multiple mechanisms by which LTP can occur, some are dependent on changes in the N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor and some are independent of the NMDA receptor. LTP is initiated by an increase in intracellular Ca2+ in either the presynaptic or postsynaptic neuron.

LTP یک افزایش مداوم و سریع در حال توسعه پاسخ بالقوه پس سیناپسی به تحریک پیش سیناپسی پس از یک دوره کوتاه تحریک سریع و مکرر نورون پیش سیناپسی است. این شبیه تقویت پس از کزاز است، اما بسیار طولانی تر است و می‌تواند برای روزها ادامه یابد. مکانیسم‌های متعددی وجود دارد که توسط آن LTP می‌تواند رخ دهد، برخی به تغییرات در گیرنده N-methyl-D-aspartate (NMDA) وابسته هستند و برخی مستقل از گیرنده NMDA هستند. LTP با افزایش Ca2 داخل سلولی در هر دو نورون پیش سیناپسی یا پس سیناپسی آغاز می‌شود.

LTP occurs in many parts of the nervous system but has been studied in greatest detail in a synapse within the hippocampus, specifically the connection of a pyramidal cell in the CA3 region and a pyramidal cell in the CA1 region via the Schaffer collateral. This is an example of an NMDA receptor-dependent form of LTP involving an increase in Ca2+ in the postsynaptic neuron. Recall that NMDA receptors are permeable to Ca2+ as well as to Na* and K+. Figure 15-3 summarizes the hypothetical basis of the Schaffer collateral LTP. At the resting membrane potential, glutamate release from a presynaptic neuron binds to both NMDA and non-NMDA receptors on the postsynaptic neuron. In the case of the Schaffer collateral, the non-NMDA receptor of interest is the a-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4 propionic acid (AMPA) receptor. Na* and K+ can flow only through the AMPA receptor because the presence of Mg2+ on the NMDA receptor blocks it. However, the membrane depolarization that occurs in response to high frequency tetanic stimulation of the presynaptic neuron is sufficient to expel the Mg2+ from the NMDA receptor, allowing the influx of Ca2+ into the postsynaptic neuron. This leads to activation of Ca2+/calmodulin kinase, protein kinase C, and tyrosine kinase which together induce LTP. The Ca2+/calmodulin kinase phosphorylates the AMPA receptors, increasing their conductance, and moves more of these receptors into the synaptic cell membrane from cytoplasmic storage sites. Once LTP is induced, a chemical signal (possibly nitric oxide, NO) is released by the postsynaptic neuron and passes retrogradely to the presynaptic neuron, producing a long-term increase in the quantal release of glutamate.

LTP در بسیاری از بخش‌های سیستم عصبی رخ می‌دهد، اما با جزئیات بیشتر در یک سیناپس در هیپوکامپ مطالعه شده است، به‌ویژه اتصال یک سلول هرمی‌در ناحیه CA3 و یک سلول هرمی‌در ناحیه CA1 از طریق وثیقه Schaffer. این نمونه ای از شکل وابسته به گیرنده NMDA از LTP است که شامل افزایش Ca2+ در نورون پس سیناپسی است. به یاد بیاورید که گیرنده‌های NMDA نسبت به Ca2+ و همچنین به Na* و K+ نفوذپذیر هستند. شکل ۱۵-۳ اساس فرضی LTP وثیقه شافر را خلاصه می‌کند. در پتانسیل استراحت غشاء، انتشار گلوتامات از یک نورون پیش سیناپسی به گیرنده‌های NMDA و غیر NMDA روی نورون پس سیناپسی متصل می‌شود. در مورد وثیقه Schaffer، گیرنده غیر NMDA مورد نظر گیرنده a-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4 propionic acid (AMPA) است. Na* و K+ فقط می‌توانند از طریق گیرنده AMPA جریان داشته باشند زیرا وجود Mg2+ روی گیرنده NMDA آن را مسدود می‌کند. با این حال، دپلاریزاسیون غشایی که در پاسخ به تحریک کزاز با فرکانس بالا نورون پیش‌سیناپسی رخ می‌دهد، برای بیرون راندن Mg2+ از گیرنده NMDA کافی است و اجازه ورود Ca2+ به نورون پس سیناپسی را می‌دهد. این منجر به فعال شدن Ca2+/calmodulin کیناز، پروتئین کیناز C و تیروزین کیناز می‌شود که با هم LTP را القا می‌کنند. Ca2+/calmodulin kinase گیرنده‌های AMPA را فسفریله می‌کند و هدایت آنها را افزایش می‌دهد و تعداد بیشتری از این گیرنده‌ها را از محل‌های ذخیره سیتوپلاسمی‌به داخل غشای سلولی سیناپسی منتقل می‌کند. هنگامی‌که LTP القا می‌شود، یک سیگنال شیمیایی (احتمالا اکسید نیتریک، NO) توسط نورون پس سیناپسی آزاد می‌شود و به طور رتروگراد به نورون پیش سیناپسی می‌رسد و باعث افزایش طولانی مدت در انتشار کمی‌گلوتامات می‌شود.

FIGURE 15-3 Production of LTP in Schaffer collaterals in the hippocampus. Glutamate (Glu) released from the presynaptic neuron binds to AMPA and NMDA receptors in the membrane of the postsynaptic neuron. The depolarization triggered by activation of the AMPA receptors relieves the Mg2+ block in the NMDA receptor channel, and Ca2+ enters the neuron with Na*. The increase in cytoplasmic Ca2+ activates Ca2+/calmodulin kinase, protein kinase C, and tyrosine kinase which together induce LTP. The Ca2+/calmodulin kinase II phosphorylates the AMPA receptors, increasing their conductance, and moves more AMPA receptors into the synaptic cell membrane from cytoplasmic storage sites. In addition, once LTF is induced, a chemical signal (possibly nitric oxide, NO) is released by the postsynaptic neuron and passes retrogradely to the presynaptic neuron, producing a long-term increase in the quantal release of glutamate. AMPA, α-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4 propionic acid; LTP, long-term potentiation; NMDA, N-methyl-D-aspartate.

شکل ۱۵-۳ تولید LTP در وثیقه‌های شافر در هیپوکامپ. گلوتامات (Glu) آزاد شده از نورون پیش سیناپسی به گیرنده‌های AMPA و NMDA در غشای نورون پس سیناپسی متصل می‌شود. دپلاریزاسیون ناشی از فعال شدن گیرنده‌های AMPA، بلوک Mg2+ را در کانال گیرنده NMDA از بین می‌برد و Ca2+ با Na* وارد نورون می‌شود. افزایش Ca2 سیتوپلاسمی‌باعث فعال شدن Ca2+/calmodulin کیناز، پروتئین کیناز C و تیروزین کیناز می‌شود که با هم LTP را القا می‌کنند. Ca2+/calmodulin kinase II گیرنده‌های AMPA را فسفریله می‌کند، رسانایی آنها را افزایش می‌دهد و گیرنده‌های AMPA بیشتری را از محل‌های ذخیره سیتوپلاسمی‌به داخل غشای سلولی سیناپسی منتقل می‌کند. علاوه بر این، هنگامی‌که LTF القا می‌شود، یک سیگنال شیمیایی (احتمالا اکسید نیتریک، NO) توسط نورون پس سیناپسی آزاد می‌شود و به صورت رتروگراد به نورون پیش سیناپسی می‌رسد و باعث افزایش طولانی مدت در انتشار کمی‌گلوتامات می‌شود. AMPA، α-آمینو-۳-هیدروکسی-۵-متیل ایزوکسازول-۴ پروپیونیک اسید. LTP، تقویت طولانی مدت؛ NMDA، N-متیل-D-آسپارتات.

LTP identified in the mossy fibers of the hippocampus (connecting granule cells in the dentate cortex) is due to an increase in Ca2+ in the presynaptic rather than the postsynaptic neuron in response to tetanic stimulation and is independent of NMDA receptors. The influx of Ca2+ in the presynaptic neuron is thought to activate Ca2+/calmodulin-dependent adenylyl cyclase to increase CAMP.

LTP شناسایی شده در الیاف خزه ای هیپوکامپ (اتصال سلول‌های گرانول در قشر دندانه ای) به دلیل افزایش Ca2+ در پیش سیناپسی به جای نورون پس سیناپسی در پاسخ به تحریک کزاز است و مستقل از گیرنده‌های NMDA است. هجوم Ca2+ در نورون پیش سیناپسی باعث فعال شدن آدنیلیل سیکلاز وابسته به Ca2+/calmodulin برای افزایش CAMP می‌شود.

Long-term depression (LTD) was first noted in the hippocampus but occurs throughout the brain in the same fibers as LTP. LTD is the opposite of LTP. It resembles LTP in many ways, but it is characterized by a decrease in synaptic strength. It is produced by slower stimulation of presynaptic neurons and is associated with a smaller rise in intracellular Ca2+ than occurs in LTP. In the cerebellum, its occurrence requires the phosphorylation of the GluR2 subunit of the AMPA receptors. It may be part of the mechanism by which learning occurs in the cerebellum.

افسردگی طولانی مدت (LTD) برای اولین بار در هیپوکامپ مشاهده شد، اما در سراسر مغز در رشته‌های مشابه LTP رخ می‌دهد. LTD برعکس LTP است. از بسیاری جهات شبیه LTP است، اما با کاهش قدرت سیناپسی مشخص می‌شود. این توسط تحریک کندتر نورون‌های پیش سیناپسی تولید می‌شود و با افزایش کمتری در Ca2 + داخل سلولی نسبت به LTP همراه است. در مخچه، وقوع آن مستلزم فسفوریلاسیون زیر واحد GluR2 گیرنده‌های AMPA است. ممکن است بخشی از مکانیسمی‌باشد که توسط آن یادگیری در مخچه رخ می‌دهد.

NEUROGENESIS

The traditional view that brain cells are not added after birth is wrong; new neurons form from stem cells throughout life in at least two areas: the olfactory bulb and the hippocampus. This is a process called neurogenesis. Experience- dependent growth of new granule cells in the dentate gyrus of the hippocampus may contribute to learning and memory. A reduction in the number of new neurons formed reduces at least one form of hippocampal memory production.

نوروژنز

دیدگاه سنتی مبنی بر اینکه سلول‌های مغز پس از تولد اضافه نمی‌شوند، اشتباه است. نورون‌های جدید از سلول‌های بنیادی در طول زندگی حداقل در دو ناحیه تشکیل می‌شوند: پیاز بویایی و هیپوکامپ. این فرآیندی به نام نوروژنز است. رشد وابسته به تجربه سلول‌های گرانول جدید در شکنج دندانه دار هیپوکامپ ممکن است به یادگیری و حافظه کمک کند. کاهش تعداد نورون‌های جدید تشکیل شده حداقل یک شکل از تولید حافظه هیپوکامپ را کاهش می‌دهد.

ASSOCIATIVE LEARNING: CONDITIONED REFLEXES

A classic example of associative learning is a conditioned reflex. A conditioned reflex is a reflex response to a stimulus that previously elicited little or no response, acquired by repeatedly pairing the stimulus with another stimulus that normally does produce the response. In Pavlov’s classic experiments, the salivation normally induced by placing meat in the mouth of a dog was studied. A bell was rung just before the meat was placed in the dog’s mouth, and this was repeated several times until the animal would salivate when the bell was rung even though no meat was placed in its mouth. In this experiment, the meat placed in the mouth was the unconditioned stimulus (US), the stimulus that normally produces an innate response. The conditioned stimulus (CS) was the bell ringing. After the CS and US had been paired a sufficient number of times, the CS produced the response originally evoked only by the US. The CS had to precede the US. Many somatic, visceral, and other neural changes can be made to occur as conditioned reflex responses. Conditioning of visceral responses is called biofeedback.

یادگیری انجمنی: رفلکس‌های مشروط

یک مثال کلاسیک از یادگیری تداعی، یک رفلکس شرطی است. رفلکس شرطی یک پاسخ بازتابی به محرکی است که قبلاً پاسخ کم یا بدون پاسخ را برانگیخته است و با جفت شدن مکرر محرک با محرک دیگری که معمولاً پاسخ را ایجاد می‌کند، به دست می‌آید. در آزمایش‌های کلاسیک پاولوف، ترشح بزاق ناشی از قرار دادن گوشت در دهان سگ مورد مطالعه قرار گرفت. درست قبل از قرار دادن گوشت در دهان سگ، زنگی به صدا درآمد و این کار چندین بار تکرار شد تا زمانی که زنگ در حیوان به صدا درآمده بود، حتی اگر گوشتی در دهانش قرار نمی‌گرفت. در این آزمایش، گوشتی که در دهان قرار می‌گیرد، محرک بدون شرط (US) بود، محرکی که معمولاً یک پاسخ ذاتی ایجاد می‌کند. محرک شرطی (CS) زنگ زنگ بود. پس از اینکه CS و US به تعداد کافی جفت شدند، CS پاسخی را ایجاد کرد که در ابتدا فقط توسط ایالات متحده برانگیخته شد. CS باید بر ایالات متحده مقدم می‌شد. بسیاری از تغییرات جسمی، احشایی، و سایر تغییرات عصبی را می‌توان به عنوان پاسخ‌های رفلکس شرطی ایجاد کرد. شرطی شدن پاسخ‌های احشایی بیوفیدبک نامیده می‌شود.

WORKING MEMORY

As noted above, working memory keeps incoming information available for a short time while deciding what to do with it. It is that form of memory which permits us, for example, to look up a telephone number, and then remember the number while we pick up the telephone and dial the number. It consists of a central executive located in the prefrontal cortex, and two “rehearsal systems”: a verbal system for retaining verbal memories and a parallel visuospatial system for retaining visual and spatial aspects of objects. The executive steers information into these rehearsal systems.

حافظه کاری

همانطور که در بالا ذکر شد، حافظه کاری اطلاعات دریافتی را برای مدت کوتاهی در دسترس نگه می‌دارد و تصمیم می‌گیرد با آن چه کاری انجام دهید. این همان شکلی از حافظه است که به ما اجازه می‌دهد، برای مثال، یک شماره تلفن را جستجو کنیم، و سپس در حالی که تلفن را برمی‌داریم و شماره را می‌گیریم، شماره را به خاطر بسپاریم. این شامل یک مدیر اجرایی مرکزی است که در قشر جلوی مغز قرار دارد و دو “سیستم تمرین”: یک سیستم کلامی‌برای حفظ خاطرات کلامی‌و یک سیستم فضایی موازی برای حفظ جنبه‌های بصری و فضایی اشیا. مجری اطلاعات را به این سیستم‌های تمرین هدایت می‌کند.

HIPPOCAMPUS & MEDIAL TEMPORAL LOBE

Working memory areas are connected to the hippocampus and the adjacent parahippocampal portions of the medial temporal cortex. Output from the hippocampus leaves via the subiculum and the entorhinal cortex and binds together and strengthens circuits in different neocortical areas, forming over time the stable remote memories that can now be triggered by many different cues.

هیپوکامپوس و لوب گیجگاهی میانی

نواحی حافظه کاری به هیپوکامپ و بخش‌های پاراهیپوکامپ مجاور قشر گیجگاهی داخلی متصل هستند. خروجی هیپوکامپ از طریق سابیکولوم و قشر آنتورینال خارج می‌شود و به هم متصل می‌شود و مدارها را در نواحی مختلف نئوکورتیکال تقویت می‌کند و به مرور زمان خاطرات دور پایداری را تشکیل می‌دهد که اکنون می‌تواند توسط نشانه‌های مختلف ایجاد شود.

Bilateral destruction of the ventral hippocampus, or Alzheimer disease and similar disease processes that destroy its CA1 neurons, can cause striking defects in short-term memory. Humans with such destruction have intact working memory and remote memory. Their implicit memory processes are generally intact. They perform adequately in terms of conscious memory if they concentrate on what they are doing. However, if they are distracted even briefly,all memory of what they were doing and what they proposed to do is lost. They are thus capable of new learning and retain old prelesion memories, but they cannot form new long-term memories.

تخریب دو طرفه هیپوکامپ شکمی، یا بیماری آلزایمر و فرآیندهای بیماری مشابه که نورون‌های CA1 آن را از بین می‌برند، می‌توانند باعث نقص‌های چشمگیر در حافظه کوتاه‌مدت شوند. انسان‌هایی که چنین تخریبی دارند، حافظه فعال و حافظه راه دور دست نخورده دارند. فرآیندهای حافظه ضمنی آنها عموماً دست نخورده است. اگر روی کاری که انجام می‌دهند تمرکز کنند، از نظر حافظه آگاهانه عملکرد مناسبی دارند. با این حال، اگر حتی برای مدت کوتاهی حواسشان پرت شود، تمام خاطره کاری که انجام می‌دادند و کاری را که پیشنهاد انجام دادند از بین می‌رود. بنابراین آنها قادر به یادگیری جدید هستند و خاطرات قبلی قبلی را حفظ می‌کنند، اما نمی‌توانند خاطرات بلندمدت جدیدی را تشکیل دهند.

The hippocampus is closely associated with the overlying parahippocampal cortex in the medial frontal lobe. Memory processes can be studied with fMRI and with measurement of evoked potentials (event-related potentials; ERPs) in epileptic patients with implanted electrodes. When subjects recall words, activity in their left frontal lobe and their left parahippocampal cortex increases. In contrast, when they recall pictures or scenes, activity takes place in their right frontal lobe and the parahippocampal cortex on both sides.

هیپوکامپ ارتباط نزدیکی با قشر پاراهیپوکامپ پوشاننده در لوب فرونتال داخلی دارد. فرآیندهای حافظه را می‌توان با fMRI و با اندازه گیری پتانسیل‌های برانگیخته (پتانسیل‌های مرتبط با رویداد، ERP) در بیماران صرعی با الکترودهای کاشته شده مورد مطالعه قرار داد. وقتی آزمودنی‌ها کلمات را به خاطر می‌آورند، فعالیت در لوب فرونتال چپ و قشر پاراهیپوکامپ چپ آنها افزایش می‌یابد. در مقابل، هنگامی‌که آنها تصاویر یا صحنه‌ها را به یاد می‌آورند، فعالیت در لوب پیشانی راست و قشر پاراهیپوکامپ در هر دو طرف انجام می‌شود.

The connections of the hippocampus to the diencephalon are also involved in memory. Some people with alcoholism-related brain damage develop impairment of recent memory, and the memory loss correlates well with the presence of pathologic changes in the mamillary bodies that have extensive efferent connections to the hippocampus via the fornix. The mamillary bodies project to the anterior thalamus via the mamillothalamic tract, and lesions of the thalamus cause loss of recent memory. From the thalamus, the fibers concerned with memory project to the prefrontal cortex and from there to the basal forebrain. From the nucleus basalis of Meynert in the basal forebrain, a diffuse cholinergic projection goes to the entire neocortex, the amygdala, and the hippocampus. Severe loss of these fibers occurs in Alzheimer disease.

اتصالات هیپوکامپ به دی انسفالون نیز در حافظه نقش دارد. برخی از افراد مبتلا به آسیب مغزی مرتبط با الکلیسم دچار اختلال در حافظه اخیر می‌شوند و از دست دادن حافظه به خوبی با وجود تغییرات پاتولوژیک در بدن پستانی که اتصالات وابران گسترده ای به هیپوکامپ از طریق فورنیکس دارند، ارتباط دارد. اجسام پستانی از طریق مجرای مامیلوتالاموس به سمت تالاموس قدامی‌پیش می‌روند و ضایعات تالاموس باعث از دست دادن حافظه اخیر می‌شود. از تالاموس، الیاف مربوط به حافظه به قشر جلوی مغز و از آنجا به پیش‌مغز قاعده‌ای پیش می‌روند. از هسته بازالیس Meynert در پیش مغز قاعده ای، یک برآمدگی کولینرژیک منتشر به کل نئوکورتکس، آمیگدال و هیپوکامپ می‌رود. از دست دادن شدید این فیبرها در بیماری آلزایمر رخ می‌دهد.

The amygdala is closely associated with the hippocampus and is concerned with encoding and recalling emotionally charged memories. During retrieval of fearful memories, the theta rhythms of the amygdala and the hippocampus become synchronized. In healthy subjects, events associated with strong emotions are remembered better than events without an emotional charge, but in patients with bilateral lesions of the amygdala, this difference is absent.

آمیگدال ارتباط نزدیکی با هیپوکامپ دارد و به رمزگذاری و یادآوری خاطرات باردار عاطفی مربوط می‌شود. در طول بازیابی خاطرات ترسناک، ریتم تتا آمیگدال و هیپوکامپ با هم هماهنگ می‌شوند. در افراد سالم، رویدادهای مرتبط با احساسات قوی بهتر از رویدادهای بدون بار عاطفی به خاطر سپرده می‌شوند، اما در بیماران مبتلا به ضایعات دو طرفه آمیگدال، این تفاوت وجود ندارد.

Individuals with lesions of the ventromedial prefrontal cortex perform poorly on memory tests, but they spontaneously describe events that never occurred. This phenomenon is called confabulation or false memories.

افراد مبتلا به ضایعات قشر جلوی مغز شکمی‌در تست‌های حافظه عملکرد ضعیفی دارند، اما آنها به طور خود به خود رویدادهایی را توصیف می‌کنند که هرگز رخ نداده اند. این پدیده را مخدوش شدن یا خاطرات کاذب می‌نامند.

LONG-TERM MEMORY

While the encoding process for short-term explicit memory involves the hippocampus, long-term memories are stored in various parts of the neocortex. Apparently, the various parts of the memories (visual, olfactory, auditory, etc) are localized to the cortical regions concerned with these functions. These pieces are tied together by long-term changes in the strength of transmission at relevant synaptic junctions so that all the components are brought to consciousness when the memory is recalled.

حافظه بلند مدت

در حالی که فرآیند رمزگذاری برای حافظه صریح کوتاه مدت شامل هیپوکامپ می‌شود، خاطرات طولانی مدت در قسمت‌های مختلف نئوکورتکس ذخیره می‌شوند. ظاهراً بخش‌های مختلف خاطرات (بصری، بویایی، شنوایی و غیره) در نواحی قشری مرتبط با این عملکردها قرار دارند. این قطعات با تغییرات طولانی مدت در قدرت انتقال در اتصالات سیناپسی مربوطه به هم گره می‌خورند به طوری که هنگام یادآوری حافظه، تمام اجزا به هوش می‌آیند.

Once long-term memories have been established, they can be recalled or accessed by many different associations. For example, the memory of a vivid scene can be evoked not only by a similar scene but also by a sound or smell associated with the scene and by words such as “scene,” “vivid,” and “view.” Thus, each stored memory must have multiple routes or keys. Furthermore, many memories have an emotional component or “color,” that is, in simplest terms, memories can be pleasant or unpleasant.

هنگامی‌که خاطرات بلند مدت ایجاد شد، می‌توان آنها را به خاطر آورد یا توسط بسیاری از انجمن‌های مختلف به آنها دسترسی داشت. به عنوان مثال، خاطره یک صحنه زنده نه تنها با یک صحنه مشابه، بلکه با صدا یا بوی مرتبط با صحنه و با کلماتی مانند “صحنه”، “روشن” و “نما” قابل یادآوری است. بنابراین، هر حافظه ذخیره شده باید چندین مسیر یا کلید داشته باشد. علاوه بر این، بسیاری از خاطرات دارای یک جزء احساسی یا “رنگ” هستند، یعنی به عبارت ساده، خاطرات می‌توانند خوشایند یا ناخوشایند باشند.

STRANGENESS & FAMILIARITY

Stimulation of some parts of the temporal lobes causes a change in interpretation of one’s surroundings. For example, when the stimulus is applied, the subject may feel strange in a familiar place or may feel that what is happening now has happened before. The occurrence of a sense of familiarity or a sense of strangeness in appropriate situations may help the healthy individual adjust to the environment. In strange surroundings, one is alert and on guard, whereas in familiar surroundings, vigilance is relaxed. An inappropriate feeling of familiarity with new events or in new surroundings is known as the déjà vu phenomenon from the French words meaning “already seen.” This occurs occasionally in healthy persons, and it may also occur as an aura (a sensation immediately preceding a seizure) in patients with temporal lobe epilepsy.

عجیب و غریب بودن و آشنایی

تحریک برخی از قسمت‌های لوب تمپورال باعث تغییر در تفسیر محیط اطراف می‌شود. به عنوان مثال، هنگامی‌که محرک اعمال می‌شود، آزمودنی ممکن است در یک مکان آشنا احساس غریبگی کند یا ممکن است احساس کند آنچه اکنون اتفاق می‌افتد قبلاً اتفاق افتاده است. بروز حس آشنایی یا احساس غریبگی در موقعیت‌های مناسب ممکن است به فرد سالم کمک کند تا با محیط سازگار شود. در محیط‌های عجیب و غریب، فرد هوشیار و مراقب است، در حالی که در محیط آشنا، هوشیاری آرام است. احساس نامناسب آشنایی با رویدادهای جدید یا در محیط جدید به عنوان پدیده دژاوو از کلمات فرانسوی به معنای “از قبل دیده شده” شناخته می‌شود. این امر گاهی در افراد سالم رخ می‌دهد و همچنین ممکن است به صورت‌هاله (احساس بلافاصله قبل از تشنج) در بیماران مبتلا به صرع لوب تمپورال رخ دهد.

ALZHEIMER DISEASE & SENILE DEMENTIA

Alzheimer disease is the most common age-related neurodegenerative disorder. Memory decline initially manifests as a loss of episodic memory, which impedes recollection of recent events. Loss of short-term memory is followed by general loss of cognitive and other brain functions, agitation, depression, the need for constant care, and, eventually, death. Clinical Box 15-3 describes the etiology and therapeutic strategies for the treatment of Alzheimer disease.

بیماری آلزایمر و زوال عقل پیری

بیماری آلزایمر شایع ترین اختلال عصبی مرتبط با افزایش سن است. کاهش حافظه در ابتدا به صورت از دست دادن حافظه اپیزودیک خود را نشان می‌دهد که مانع از یادآوری وقایع اخیر می‌شود. از دست دادن حافظه کوتاه مدت با از دست دادن کلی عملکردهای شناختی و سایر عملکردهای مغز، بی قراری، افسردگی، نیاز به مراقبت مداوم و در نهایت مرگ همراه است. جعبه بالینی ۱۵-۳ علت شناسی و استراتژی‌های درمانی برای درمان بیماری آلزایمر را شرح می‌دهد.

The cytopathologic hallmarks of Alzheimer disease are intracellular neurofibrillary tangles, made up in part of hyperphosphorylated forms of the tau protein that normally binds to microtubules, and extracellular amyloid plaques that have a core of ẞ-amyloid peptides surrounded by altered nerve fibers and reactive glial cells (Figure 15-4). The ẞ-amyloid peptides are products of amyloid precursor protein (APP), a transmembrane protein that projects into the extracellular fluid from all nerve cells. This protein is hydrolyzed at three different sites by a-secretase, ẞ-secretase, and y-secretase, respectively. When APP is hydrolyzed by a-secretase, nontoxic peptide products are produced. However, when it is hydrolyzed by ẞ-secretase and y-secretase, polypeptides with 40-42 amino acids are produced; the actual length varies because of variation in the site at which y-secretase cuts the protein chain. These polypeptides are toxic, the most toxic being Aẞo1-42. The polypeptides form extracellular aggregates that can stick to AMPA receptors and Ca2+ ion channels, increasing Ca2+ influx. The polypeptides also initiate an inflammatory response with production of intracellular tangles. The damaged cells eventually die, leading to a third characterization of the brain pathology in individuals with this neurodegenerative disease—atrophy associated with narrowing of the gyri, widening of the sulci, enlargement of the ventricles, and reduction in brain weight.

علائم سیتوپاتولوژیک بیماری آلزایمر، گره‌های نوروفیبریلاری درون سلولی است که در بخشی از اشکال‌هایپرفسفریله پروتئین تاو که به طور معمول به میکروتوبول‌ها متصل می‌شود، و پلاک‌های آمیلوئید خارج سلولی که هسته ای از پپتیدهای آمیلوئید ẞ-آمیلوئید احاطه شده توسط سلول‌های عصبی فیبر ۱-۵ تغییر یافته و احاطه شده توسط سلول‌های عصبی Fig15-4 را تشکیل می‌دهند. پپتیدهای آمیلوئیدی محصولاتی از پروتئین پیش ساز آمیلوئید (APP) هستند، یک پروتئین غشایی که از تمام سلول‌های عصبی به داخل مایع خارج سلولی نفوذ می‌کند. این پروتئین در سه مکان مختلف به ترتیب توسط a-secretase، ẞ-secretase و y-secretase هیدرولیز می‌شود. هنگامی‌که APP توسط a-secretase هیدرولیز می‌شود، محصولات پپتیدی غیر سمی‌تولید می‌شوند. با این حال، هنگامی‌که توسط ẞ-secretase و y-secretase هیدرولیز می‌شود، پلی پپتیدهایی با ۴۰-۴۲ اسید آمینه تولید می‌شوند. طول واقعی به دلیل تغییر در محلی که y-secretase زنجیره پروتئین را قطع می‌کند متفاوت است. این پلی پپتیدها سمی‌هستند که سمی‌ترین آنها Aẞo1-42 است. پلی پپتیدها تجمعات خارج سلولی را تشکیل می‌دهند که می‌توانند به گیرنده‌های AMPA و کانال‌های یونی Ca2+ بچسبند و هجوم Ca2+ را افزایش دهند. پلی پپتیدها همچنین با تولید رگه‌های درون سلولی پاسخ التهابی را آغاز می‌کنند. سلول‌های آسیب‌دیده در نهایت می‌میرند و منجر به شناسایی سوم آسیب‌شناسی مغز در افراد مبتلا به این بیماری تخریب‌کننده عصبی می‌شود – آتروفی مرتبط با باریک شدن شکم، گشاد شدن شکاف‌ها، بزرگ شدن بطن‌ها و کاهش وزن مغز.

FIGURE 15-4 Abnormalities in a neuron are associated with Alzheimer disease. The cytopathologic hallmarks are intracellular neurofibrillary tangles and extracellular amyloid plaques that have a core of ẞ-amyloid peptides surrounded by altered nerve fibers and reactive glial cells. A third characterization is brain atrophy. (Used with permission from Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM [editors]: Principles of Neural Science, 4th ed. New York, NY: McGraw-Hill; 2000.)

شکل ۱۵-۴ ناهنجاری‌های یک نورون با بیماری آلزایمر مرتبط است. علائم بارز سیتوپاتولوژیک درهم پیچیده‌های نوروفیبریلاری داخل سلولی و پلاک‌های آمیلوئید خارج سلولی هستند که هسته‌ای از پپتیدهای آمیلوئیدی دارند که توسط رشته‌های عصبی تغییر یافته و سلول‌های گلیال واکنش‌پذیر احاطه شده‌اند. مشخصه سوم آتروفی مغز است. (با اجازه Kandel ER، Schwartz JH، Jessell TM [ویراستاران]: Principles of Neural Science، ویرایش چهارم نیویورک، نیویورک: McGraw-Hill؛ ۲۰۰۰ استفاده شد.)

CLINICAL BOX 15-3

Alzheimer Disease
Alzheimer disease was originally characterized in middle-aged people, and similar deterioration in elderly individuals is technically senile dementia of the Alzheimer type, though it is frequently just called Alzheimer disease. Both genetic and environmental factors can contribute to the etiology of the disease (Table 15-1). Most cases are sporadic, but a familial form of the disease (accounting for about 5% of the cases) is seen in an early-onset form of the disease. In these cases, the disease is caused by mutations in genes for the amyloid precursor protein on chromosome 21, presenilin 1 on chromosome 14, or presenilin 2 on chromosome 1. It is transmitted in an autosomal dominant mode, so offspring in the same generation have a 50/50 chance of developing familial Alzheimer disease if one of their parents is affected. Each mutation leads to an overproduction of the ẞ-amyloid protein found in neuritic plaques. Senile dementia can be caused by vascular disease and other disorders, but Alzheimer disease is the most common cause, accounting for 50-60% of the cases. The most common risk factor for developing Alzheimer disease is age. This neurodegenerative disease is present in 8-17% of the population over the age of 65, with the incidence nearly doubling every 5 years after reaching the age of 60. In those who are 95 years of age and older, the incidence is 40-50%. It is estimated that by the year 2050, up to 16 million people age 65 and older in the United States will have Alzheimer disease. Although the prevalence of the disease appears to be higher in women, this may be due to their longer life span as the incidence rates are similar for men and women. Alzheimer disease plus the other forms of senile dementia are a major medical problem.

جعبه بالینی ۱۵-۳

بیماری آلزایمر
بیماری آلزایمر در ابتدا در افراد میانسال مشخص می‌شد، و وخامت مشابه در افراد مسن از نظر فنی زوال عقل سالخورده از نوع آلزایمر است، اگرچه اغلب فقط بیماری آلزایمر نامیده می‌شود. هم عوامل ژنتیکی و هم عوامل محیطی می‌توانند در اتیولوژی بیماری نقش داشته باشند (جدول ۱-۱۵). اکثر موارد پراکنده هستند، اما یک شکل خانوادگی از بیماری (حدود ۵ درصد موارد را تشکیل می‌دهد) در شکل زودرس بیماری دیده می‌شود. در این موارد، این بیماری به دلیل جهش در ژن‌های پروتئین پیش ساز آمیلوئید در کروموزوم ۲۱، پرسنیلین ۱ در کروموزوم ۱۴، یا پرسنیلین ۲ در کروموزوم ۱ ایجاد می‌شود. این بیماری در حالت اتوزومال غالب منتقل می‌شود، بنابراین فرزندان در همان نسل در صورت ابتلا به بیماری ۵۰/۵۰ از خانواده شان، شانس ابتلای ۵۰/۵۰ به بیماری را دارند. هر جهش منجر به تولید بیش از حد پروتئین ẞ-آمیلوئید موجود در پلاک‌های عصبی می‌شود. زوال عقل پیری می‌تواند ناشی از بیماری عروقی و سایر اختلالات باشد، اما بیماری آلزایمر شایع ترین علت است که ۵۰ تا ۶۰ درصد موارد را تشکیل می‌دهد. شایع ترین عامل خطر برای ابتلا به بیماری آلزایمر سن است. این بیماری نورودژنراتیو در ۸ تا ۱۷ درصد از جمعیت بالای ۶۵ سال وجود دارد که بروز آن تقریباً هر ۵ سال پس از رسیدن به سن ۶۰ سالگی دو برابر می‌شود. در افرادی که ۹۵ سال و بالاتر هستند، بروز آن ۴۰ تا ۵۰ درصد است. تخمین زده می‌شود که تا سال ۲۰۵۰، ۱۶ میلیون نفر در سن ۶۵ سال و بالاتر در ایالات متحده به بیماری آلزایمر مبتلا خواهند شد. اگرچه به نظر می‌رسد شیوع این بیماری در زنان بیشتر است، اما این ممکن است به دلیل طول عمر طولانی تر آنها باشد زیرا میزان بروز در مردان و زنان مشابه است. بیماری آلزایمر به اضافه سایر اشکال زوال عقل پیری یک مشکل عمده پزشکی است.

THERAPEUTIC HIGHLIGHTS

Research is aimed at identifying strategies to prevent the occurrence, delay the onset, slow the progression, or alleviate the symptoms of Alzheimer disease. The use of acetylcholinesterase inhibitors (eg, donepezil, galantamine, rivastigmine, or tacrine) in early stages of the disease increases the availability of acetylcholine in the synaptic cleft. This class of drugs has shown some promise in ameliorating global cognitive dysfunction, but not learning and memory impairments in these patients. These drugs also delay the worsening of symptoms for up to 12 months in about 50% of the cases studied. Memantine (an NMDA receptor antagonist) prevents glutamate-induced excitotoxicity in the brain and is used to treat moderate to severe Alzheimer disease. It delays but does not prevent worsening of symptoms (eg, loss of memory and confusion) in some patients. Drugs used to block the production of ẞ-amyloid proteins are under development. Also attempts are underway to develop vaccines that would allow the body’s immune system to produce antibodies to attack these proteins.

نکات برجسته درمانی

هدف تحقیق شناسایی استراتژی‌هایی برای جلوگیری از وقوع، به تاخیر انداختن شروع، کند کردن پیشرفت یا کاهش علائم بیماری آلزایمر است. استفاده از مهارکننده‌های استیل کولین استراز (مانند دونپزیل، گالانتامین، ریواستیگمین یا تاکرین) در مراحل اولیه بیماری باعث افزایش در دسترس بودن استیل کولین در شکاف سیناپسی می‌شود. این دسته از داروها در بهبود اختلالات شناختی جهانی تا حدودی نویدبخش بوده است، اما اختلالات یادگیری و حافظه در این بیماران نشان داده نشده است. این داروها همچنین در حدود ۵۰ درصد موارد مورد مطالعه، تشدید علائم را تا ۱۲ ماه به تاخیر می‌اندازند. ممانتین (یک آنتاگونیست گیرنده NMDA) از سمیت تحریکی ناشی از گلوتامات در مغز جلوگیری می‌کند و برای درمان بیماری آلزایمر متوسط ​​تا شدید استفاده می‌شود. این دارو به تاخیر می‌اندازد اما از بدتر شدن علائم (مانند از دست دادن حافظه و گیجی) در برخی بیماران جلوگیری نمی‌کند. داروهایی که برای جلوگیری از تولید پروتئین‌های آمیلوئید استفاده می‌شوند در دست توسعه هستند. همچنین تلاش‌هایی برای توسعه واکسن‌هایی در حال انجام است که به سیستم ایمنی بدن اجازه می‌دهد تا آنتی بادی‌هایی برای حمله به این پروتئین‌ها تولید کند.

TABLE 15-1 Risk factors associated with the development and progression of Alzheimer disease.
APP, amyloid precursor protein; ApoE4, apolipoprotein E4 allele; PS-1, presenilin-1; PS-2, presenilin-2.

جدول ۱۵-۱ عوامل خطر مرتبط با ایجاد و پیشرفت بیماری آلزایمر.
APP، پروتئین پیش ساز آمیلوئید؛ ApoE4، آلل آپولیپوپروتئین E4. PS-1، presenilin-1; PS-2، presenilin-2.

An interesting finding that may well have broad physiologic implications is the observation that frequent effortful mental activities, such as doing difficult crossword puzzles and playing board games, slow the onset of cognitive dementia due to Alzheimer disease and vascular disease. The explanation for this “use it or lose it” phenomenon is unknown, but it suggests that the hippocampus and its connections have plasticity like other parts of the brain and skeletal and cardiac muscles.

یک یافته جالب که ممکن است پیامدهای فیزیولوژیکی گسترده ای داشته باشد، مشاهده این است که فعالیت‌های ذهنی پرتلاش، مانند انجام جدول کلمات متقاطع دشوار و بازی‌های تخته ای، شروع زوال عقل شناختی ناشی از بیماری آلزایمر و بیماری‌های عروقی را کند می‌کند. توضیح این پدیده «استفاده از آن یا از دست دادن آن» ناشناخته است، اما نشان می‌دهد که هیپوکامپ و اتصالات آن مانند سایر قسمت‌های مغز و ماهیچه‌های اسکلتی و قلبی دارای انعطاف‌پذیری هستند.

LANGUAGE & SPEECH

Memory and learning are functions of large parts of the brain, but the centers controlling some of the other “higher functions of the nervous system,” particularly the mechanisms related to language, are more or less localized to the neocortex. Speech and other intellectual functions are especially well developed in humans, the animal species in which the neocortical mantle is most highly developed.

زبان و گفتار

حافظه و یادگیری توابع بخش‌های بزرگی از مغز هستند، اما مراکزی که برخی دیگر از «عملکردهای عالی‌تر سیستم عصبی» را کنترل می‌کنند، به‌ویژه مکانیسم‌های مربوط به زبان، کم و بیش در نئوکورتکس قرار دارند. گفتار و سایر عملکردهای فکری به ویژه در انسان‌ها، گونه‌های جانوری که در آن گوشته نئوکورتیکال بسیار توسعه یافته است، توسعه یافته است.

COMPLEMENTARY SPECIALIZATION OF THE HEMISPHERES VERSUS “CEREBRAL DOMINANCE”

The term language includes the understanding of the spoken and printed word and expressing ideas in speech and writing. Human language functions depend more on one cerebral hemisphere than on the other. This hemisphere is concerned with categorization and symbolization and is called the dominant hemisphere. The nondominant hemisphere is specialized in the area of spatiotemporal relations; for example, it is involved in the identification of objects by their form and the recognition of musical themes and in facial recognition. Consequently, the concept of “cerebral dominance” and a dominant and nondominant hemisphere has been replaced by a concept of complementary specialization of the hemispheres, one for sequential-analytic processes (the categorical hemisphere) and one for visuospatial relations (the representational hemisphere). The categorical hemisphere is concerned with language functions. Clinical Box 15-4 describes deficits that occur in subjects with representational or categorical hemisphere lesions.

تخصص تکمیلی نیمکره‌ها در مقابل “سلطه مغزی”

اصطلاح زبان شامل درک کلام گفتاری و چاپی و بیان عقاید در گفتار و نوشتار است. عملکرد زبان انسان بیشتر به یک نیمکره مغز بستگی دارد تا به نیمکره دیگر. این نیمکره با دسته بندی و نمادسازی سروکار دارد و نیمکره غالب نامیده می‌شود. نیمکره غیر غالب در حوزه روابط مکانی-زمانی تخصصی است. به عنوان مثال، در شناسایی اشیاء با فرم آنها و تشخیص تم‌های موسیقی و در تشخیص چهره نقش دارد. در نتیجه، مفهوم “تسلط مغزی” و یک نیمکره غالب و غیر غالب با مفهوم تخصصی شدن مکمل نیمکره‌ها جایگزین شده است، یکی برای فرآیندهای تحلیلی ترتیبی (نیمکره طبقه ای) و دیگری برای روابط بینایی-فضایی (نیمکره بازنمایی). نیمکره طبقه بندی شده مربوط به توابع زبان است. جعبه بالینی ۱۵-۴ نقص‌هایی را که در افراد دارای ضایعات نمایشی یا طبقه بندی نیمکره رخ می‌دهد، توصیف می‌کند.

In 96% of right-handed individuals (91% of the human population), the left hemisphere is the dominant or categorical hemisphere; and in the remaining 4%, the right hemisphere is dominant. In 70% of left-handed individuals, the left hemisphere is the dominant hemisphere; in 15% of left-handed persons, the right hemisphere is the categorical hemisphere and in remaining 15%, there is no clear lateralization. Learning disabilities such as dyslexia (see Clinical Box 15-5), an impaired ability to learn to read, are 12 times as common in left-handers compared to right-handers. The spatial talents of left-handers may be above average; a disproportionately large number of artists, musicians, and mathematicians are left-handed.

در ۹۶% از افراد راست دست (۹۱% از جمعیت انسانی)، نیمکره چپ نیمکره غالب یا طبقه بندی شده است. و در ۴ درصد باقیمانده نیمکره راست غالب است. در ۷۰ درصد افراد چپ دست، نیمکره چپ نیمکره غالب است. در ۱۵% افراد چپ دست، نیمکره راست نیمکره طبقه بندی شده و در ۱۵% باقیمانده هیچ جانبی واضحی وجود ندارد. ناتوانی‌های یادگیری مانند نارساخوانی (به کادر بالینی ۱۵-۵ مراجعه کنید)، یک اختلال در توانایی یادگیری خواندن، در چپ دست‌ها ۱۲ برابر بیشتر از راست دست‌ها شایع است. استعدادهای فضایی چپ دست‌ها ممکن است بالاتر از حد متوسط ​​باشد. تعداد نامتناسب زیادی از هنرمندان، موسیقیدانان و ریاضیدانان چپ دست هستند.

CLINICAL BOX 15-4

Lesions of Representational & Categorical Hemispheres
Lesions in the categorical hemisphere produce language disorders, whereas extensive lesions in the representational hemisphere do not. Instead, lesions in the representational hemisphere produce astereognosis-the inability to identify objects by feeling them and other agnosias. Agnosia is the general term used for the inability to recognize objects by a particular sensory modality even though the sensory modality itself is intact. Lesions producing these defects are generally in the parietal lobe. Especially when they are in the representational hemisphere, lesions of the inferior parietal lobule, a region in the posterior part of the parietal lobe that is close to the occipital lobe, cause unilateral inattention and neglect. Individuals with such lesions do not have any apparent primary visual, auditory, or somatesthetic defects, but they ignore stimuli from one side of their bodies or the surrounding space. This leads to failure to care for half their bodies and, in extreme cases, to situations in which individuals shave half their faces, dress half their bodies, or read half of each page. This inability to put together a picture of visual space on one side is due to a shift in visual attention to the side of the brain lesion and can be improved, if not totally corrected, by wearing eyeglasses that contain prisms. Hemispheric specialization extends to other parts of the cortex as well. Patients with lesions in the categorical hemisphere are disturbed about their disability and often depressed, whereas patients with lesions in the representational hemisphere are sometimes unconcerned and even euphoric. Lesions of different parts of the categorical hemisphere produce fluent, nonfluent, and anomic aphasias. Although aphasias are produced by lesions of the categorical hemisphere, lesions in the representational hemisphere also have effects. For example, they may impair the ability to tell a story or make a joke. They may also impair a subject’s ability to get the point of a joke and, more broadly, to comprehend the meaning of differences in inflection and the “color” of speech. This is an example of the way the hemispheres are specialized rather than simply being dominant and nondominant.

جعبه بالینی ۱۵-۴

ضایعات نیمکره‌های بازنمایی و طبقه بندی
ضایعات در نیمکره طبقه بندی اختلالات زبانی ایجاد می‌کنند، در حالی که ضایعات گسترده در نیمکره بازنمایی ایجاد نمی‌کنند. درعوض، ضایعات در نیمکره بازنمایی، استریوگنوزیس را ایجاد می‌کنند – ناتوانی در شناسایی اشیاء با احساس آنها و سایر آگنوزیاها. آگنوزیا اصطلاح کلی است که برای ناتوانی در تشخیص اشیا با یک روش حسی خاص استفاده می‌شود، حتی اگر خود حالت حسی دست نخورده باشد. ضایعات ایجاد کننده این نقایص عموماً در لوب جداری هستند. ضایعات لوبول جداری تحتانی، ناحیه ای در قسمت خلفی لوب جداری که نزدیک به لوب اکسیپیتال است، به خصوص زمانی که در نیمکره بازنمایی هستند، باعث بی توجهی و غفلت یک طرفه می‌شود. افراد مبتلا به چنین ضایعاتی هیچ نقص ظاهری اولیه بینایی، شنوایی یا جسمی‌ندارند، اما محرک‌های یک طرف بدن خود یا فضای اطراف را نادیده می‌گیرند. این منجر به عدم مراقبت از نیمی‌از بدن خود و در موارد شدید، به موقعیت‌هایی می‌شود که در آن افراد نیمی‌از صورت خود را می‌تراشند، نیمی‌از بدن خود را لباس می‌پوشند یا نیمی‌از هر صفحه را می‌خوانند. این ناتوانی در کنار هم قرار دادن تصویری از فضای بصری در یک طرف به دلیل تغییر توجه بصری به سمت ضایعه مغزی است و می‌تواند با استفاده از عینک‌های حاوی منشور بهبود یابد، اگر کاملاً اصلاح نشود. تخصص نیمکره به سایر قسمت‌های قشر مغز نیز گسترش می‌یابد. بیماران با ضایعات در نیمکره طبقه بندی شده در مورد ناتوانی خود آشفته و اغلب افسرده هستند، در حالی که بیماران با ضایعات در نیمکره نمایشی گاهی اوقات بی توجه و حتی سرخوش هستند. ضایعات قسمت‌های مختلف نیمکره طبقه ای باعث ایجاد آفازی روان، غیر روان و آنومیک می‌شود. اگرچه آفازی‌ها توسط ضایعات نیمکره طبقه ای ایجاد می‌شوند، ضایعات در نیمکره بازنمایی نیز اثراتی دارند. به عنوان مثال، آنها ممکن است توانایی گفتن یک داستان یا شوخی را مختل کنند. آنها همچنین ممکن است توانایی سوژه را برای دریافت هدف یک شوخی و به طور گسترده تر، درک معنای تفاوت در عطف و “رنگ” گفتار مختل کنند. این نمونه ای از روشی است که نیمکره‌ها به جای غالب و غیر غالب بودن، تخصصی هستند.

THERAPEUTIC HIGHLIGHTS

Treatments for agnosia and aphasia are symptomatic and supportive. Individuals with agnosia can be taught exercises to help them identify objects that are a necessity for independence. Therapy for individuals with aphasia helps them use remaining language abilities, compensate for language problems, and learn other methods of communicating. Some individuals with aphasia experience recovery but often some disabilities remain. Factors that influence the degree of improvement include the cause and extent of the brain damage, the area of the brain that was damaged, and the age and health of the individual. Computer-assisted therapies can improve retrieval of certain parts of speech as well as allowing an alternative way to communicate.

نکات برجسته درمانی

درمان آگنوزیا و آفازی علامتی و حمایتی است. به افراد مبتلا به آگنوزیا می‌توان تمریناتی را آموزش داد تا به آنها کمک کند اشیایی را که برای استقلال ضروری هستند شناسایی کنند. درمان برای افراد مبتلا به آفازی به آنها کمک می‌کند تا از توانایی‌های زبانی باقی مانده استفاده کنند، مشکلات زبانی را جبران کنند و روش‌های دیگر برقراری ارتباط را بیاموزند. برخی از افراد مبتلا به آفازی بهبودی را تجربه می‌کنند اما اغلب برخی از ناتوانی‌ها باقی می‌مانند. عواملی که بر میزان بهبود تأثیر می‌گذارند عبارتند از علت و میزان آسیب مغزی، ناحیه ای از مغز که آسیب دیده است و سن و سلامت فرد. درمان‌های رایانه‌ای می‌توانند بازیابی بخش‌های خاصی از گفتار را بهبود بخشند و همچنین به روشی جایگزین برای برقراری ارتباط اجازه می‌دهند.

CLINICAL BOX 15-5

Dyslexia
Dyslexia is characterized by difficulties with learning how to decode at the word level, to spell, and to read accurately and fluently despite having a normal or even higher than normal level of intelligence. It is often due to an inherited abnormality that affects 5% of the population with a similar incidence in boys and girls. Dyslexia is the most common and prevalent of all known learning disabilities. It often coexists with attention deficit disorder. Many individuals with dyslexic symptoms also have problems with short- term memory skills and problems processing spoken language. Acquired dyslexias can occur with brain damage in the left hemisphere’s key language areas. Also, in many cases, there is a decreased blood flow in the angular gyrus in the categorical hemisphere. There are several theories to explain the cause of dyslexia. The phonologic hypothesis is that dyslexics have a specific impairment in the representation, storage, and/or retrieval of speech sounds. The rapid auditory processing theory proposes that the primary deficit is the perception of short or rapidly varying sounds. The visual theory is that a defect in the magnocellular portion of the visual system slows processing and also leads to phonemic deficit. More selective speech defects have also been described. For example, lesions limited to the left temporal pole cause inability to retrieve names of places and persons but preserves the ability to retrieve common nouns, verbs, and adjectives.

جعبه بالینی ۱۵-۵

نارساخوانی
نارساخوانی با مشکلاتی در یادگیری نحوه رمزگشایی در سطح کلمه، املا و خواندن دقیق و روان با وجود داشتن سطح هوش طبیعی یا حتی بالاتر از حد معمول مشخص می‌شود. این اغلب به دلیل یک ناهنجاری ارثی است که ۵ درصد از جمعیت را تحت تأثیر قرار می‌دهد و شیوع مشابهی در پسران و دختران دارد. نارساخوانی شایع ترین و شایع ترین ناتوانی‌های یادگیری شناخته شده است. اغلب با اختلال کمبود توجه همراه است. بسیاری از افراد مبتلا به علائم نارساخوانی همچنین در مهارت‌های حافظه کوتاه مدت و مشکلات پردازش زبان گفتاری مشکل دارند. نارساخوانی اکتسابی می‌تواند با آسیب مغزی در نواحی کلیدی زبان نیمکره چپ رخ دهد. همچنین، در بسیاری از موارد، کاهش جریان خون در شکنج زاویه ای در نیمکره طبقه ای وجود دارد. چندین نظریه برای توضیح علت نارساخوانی وجود دارد. فرضیه واج شناختی این است که نارساخوان‌ها در بازنمایی، ذخیره و/یا بازیابی صداهای گفتاری دچار اختلال خاصی هستند. تئوری پردازش سریع شنوایی پیشنهاد می‌کند که نقص اولیه درک صداهای کوتاه یا به سرعت متغیر است. تئوری بصری این است که نقص در بخش بزرگ سلولی سیستم بینایی پردازش را کند می‌کند و همچنین منجر به نقص آوایی می‌شود. نقایص گفتاری انتخابی بیشتری نیز شرح داده شده است. به عنوان مثال، ضایعات محدود به قطب گیجگاهی چپ باعث ناتوانی در بازیابی نام مکان‌ها و افراد می‌شود اما توانایی بازیابی اسامی، افعال و صفت‌های رایج را حفظ می‌کند.

THERAPEUTIQ HIGHLIGHTS

Treatments for children with dyslexia frequently rely on modified teaching strategies that include the involvement of various senses (hearing, vision, and touch) to improve reading skills. The sooner the diagnosis is made and interventions are applied, the better the prognosis.

نکات برجسته درمانی

درمان‌های کودکان مبتلا به نارساخوانی اغلب بر استراتژی‌های تعدیل‌شده آموزشی متکی است که شامل درگیری حواس مختلف (شنوایی، بینایی و لامسه) برای بهبود مهارت‌های خواندن است. هر چه زودتر تشخیص داده شود و مداخلات اعمال شود، پیش آگهی بهتر است.

PHYSIOLOGY OF LANGUAGE

Language is one of the fundamental bases of human intelligence and a key part of human culture. The primary brain areas concerned with language are arrayed along and near the sylvian fissure (lateral cerebral sulcus) of the categorical hemisphere. A region at the posterior end of the superior temporal gyrus called the Wernicke area (Figure 15–۵) is concerned with comprehension of auditory and visual information. It projects via the arcuate fasciculus to the Broca area in the frontal lobe immediately in front of the inferior end of the motor cortex. Broca area processes the information received from Wernicke area into a detailed and coordinated pattern for vocalization and then projects the pattern via a speech articulation area in the insula to the motor cortex. This then initiates the appropriate movements of the lips, tongue, and larynx to produce speech. The probable sequence of events that occurs when a subject names a visual object is shown in Figure 15-6. The angular gyrus behind the Wernicke area appears to process information from words that are read in such a way that they can be converted into the auditory forms of the words in Wernicke area.

فیزیولوژی زبان

زبان یکی از پایه‌های اساسی هوش انسان و بخش کلیدی فرهنگ بشری است. نواحی اولیه مغز مربوط به زبان در امتداد و نزدیک شکاف سیلوین (شیار مغزی جانبی) نیمکره طبقه بندی شده قرار دارند. ناحیه ای در انتهای خلفی شکنج گیجگاهی فوقانی به نام ناحیه Wernicke (شکل ۱۵-۵) با درک اطلاعات شنیداری و دیداری مرتبط است. از طریق فاسیکلوس قوسی به ناحیه بروکا در لوب پیشانی بلافاصله در جلوی انتهای تحتانی قشر حرکتی پیش می‌رود. ناحیه بروکا اطلاعات دریافتی از ناحیه Wernicke را به یک الگوی دقیق و هماهنگ برای صداگذاری پردازش می‌کند و سپس الگو را از طریق یک ناحیه بیان گفتار در اینسولا به قشر حرکتی می‌فرستد. سپس حرکات مناسب لب‌ها، زبان و حنجره را برای تولید گفتار آغاز می‌کند. توالی احتمالی رویدادهایی که هنگام نامگذاری یک شیء بصری توسط سوژه رخ می‌دهد در شکل ۱۵-۶ نشان داده شده است. به نظر می‌رسد شکنج زاویه ای پشت ناحیه ورنیکه اطلاعات کلمات خوانده شده را به گونه ای پردازش می‌کند که می‌توانند به اشکال شنیداری کلمات در ناحیه ورنیکه تبدیل شوند.

FIGURE 15-5 Location of some of the areas in the categorical hemisphere that are concerned with language functions. Wernicke area is in the posterior end of the superior temporal gyrus and is concerned with comprehension of auditory and visual information. It projects via the arcuate fasciculus to Broca area in the frontal lobe. Broca area processes information received from Wernicke area into a detailed and coordinated pattern for vocalization and then projects the pattern via a speech articulation area in the insula to the motor cortex, which initiates the appropriate movements of the lips, tongue, and larynx to produce speech.

شکل ۱۵-۵ مکان برخی از مناطق در نیمکره طبقه بندی شده که با عملکردهای زبان مرتبط هستند. ناحیه ورنیکه در انتهای خلفی شکنج گیجگاهی فوقانی قرار دارد و به درک اطلاعات شنیداری و دیداری مربوط می‌شود. از طریق فاسیکلوس قوسی به ناحیه بروکا در لوب فرونتال پیش می‌رود. ناحیه بروکا اطلاعات دریافتی از ناحیه Wernicke را به یک الگوی دقیق و هماهنگ برای صداسازی پردازش می‌کند و سپس الگو را از طریق یک ناحیه بیان گفتار در اینسولا به قشر حرکتی می‌فرستد، که حرکات مناسب لب‌ها، زبان و حنجره را برای تولید گفتار آغاز می‌کند.

FIGURE 15-6 Path taken by impulses when a subject identifies a visual object, projected on a horizontal section of the human brain. Information travels from the lateral geniculate nucleus in the thalamus to the primary visual cortex, to higher order visual critical areas, and to the angular gyrus. Information then travels from Wernicke area to Broca area via the arcuate fasciculus. Broca area processes the information into a detailed and coordinated pattern for vocalization and then projects the pattern via a speech articulation area in the insula to the motor cortex, which initiates the appropriate movements of the lips, tongue, and larynx to produce speech.

شکل ۱۵-۶ مسیری که توسط تکانه‌ها طی می‌شود، زمانی که یک سوژه یک شی بصری را شناسایی می‌کند که بر روی یک بخش افقی از مغز انسان پخش می‌شود. اطلاعات از هسته ژنیکوله جانبی در تالاموس به قشر بینایی اولیه، به نواحی بحرانی بصری مرتبه بالاتر و به شکنج زاویه ای منتقل می‌شود. اطلاعات سپس از منطقه Wernicke به منطقه Broca از طریق fasciculus قوسی حرکت می‌کند. ناحیه بروکا اطلاعات را به صورت یک الگوی دقیق و هماهنگ برای صداسازی پردازش می‌کند و سپس الگو را از طریق ناحیه مفصل گفتاری در اینسولا به قشر حرکتی می‌فرستد، که حرکات مناسب لب‌ها، زبان و حنجره را برای تولید گفتار آغاز می‌کند.

In individuals who learn a second language in adulthood, fMRI reveals that the portion of Broca area concerned with it is adjacent to but separate from the area concerned with the native language. However, in children who learn two languages early in life, only a single area is involved with both. Children acquire fluency in a second language more easily than adults.

در افرادی که زبان دوم را در بزرگسالی یاد می‌گیرند، fMRI نشان می‌دهد که بخشی از ناحیه بروکا که به آن مربوط می‌شود، مجاور است اما از ناحیه مربوط به زبان مادری جدا است. با این حال، در کودکانی که در اوایل زندگی دو زبان را یاد می‌گیرند، تنها یک حوزه با هر دو درگیر است. کودکان راحت تر از بزرگسالان به زبان دوم تسلط می‌یابند.

LANGUAGE DISORDERS

Aphasias are abnormalities of language functions that are not due to defects of vision or hearing or to motor paralysis. They are caused by lesions in the categorical hemisphere (see Clinical Box 15-4). The most common cause is embolism or thrombosis of a cerebral blood vessel. Aphasias can be classified as nonfluent, fluent, or anomic aphasias. A lesion of Broca area causes a nonfluent aphasia denoted as an expressive or motor aphasia. Affected individuals have slow speech and difficulty in generating verbal or written words. Patients with severe damage to this area are limited to two or three words to express the whole range of meaning and emotion. Sometimes the words retained are those that were being spoken at the time of the injury or vascular accident that caused the aphasia.

اختلالات زبان

آفازی‌ها ناهنجاری‌هایی در عملکرد زبان هستند که به دلیل نقص بینایی یا شنوایی یا فلج حرکتی نیستند. آنها توسط ضایعات در نیمکره طبقه ای ایجاد می‌شوند (به کادر بالینی ۱۵-۴ مراجعه کنید). شایع ترین علت آمبولی یا ترومبوز رگ خونی مغز است. آفازی‌ها را می‌توان به آفازی‌های غیر روان، روان یا آنومیک طبقه بندی کرد. ضایعه در ناحیه بروکا باعث آفازی غیر روان می‌شود که به عنوان یک آفازی بیانی یا حرکتی شناخته می‌شود. افراد مبتلا در گفتار کند هستند و در تولید کلمات شفاهی یا نوشتاری مشکل دارند. بیمارانی که آسیب شدیدی به این ناحیه می‌زنند به دو یا سه کلمه محدود می‌شوند تا تمام دامنه معنا و احساس را بیان کنند. گاهی اوقات کلماتی که حفظ می‌شوند، کلماتی هستند که در زمان آسیب یا تصادف عروقی که باعث آفازی شده است، گفته می‌شود.

A lesion in Wernicke area produces a type of fluent aphasia in which speech itself is normal but it is full of jargon and neologisms that make little sense. The patient also fails to comprehend the meaning of spoken or written words, so other aspects of the use of language are compromised. Another form of fluent aphasia is a condition in which patients can speak relatively well and have good auditory comprehension but cannot put parts of words together or conjure up words.

یک ضایعه در ناحیه Wernicke نوعی آفازی روان را ایجاد می‌کند که در آن گفتار خود طبیعی است، اما پر از اصطلاحات و نئولوژیسم‌هایی است که معنای کمی‌دارند. بیمار همچنین نمی‌تواند معنای کلمات گفتاری یا نوشتاری را درک کند، بنابراین سایر جنبه‌های استفاده از زبان به خطر می‌افتد. شکل دیگری از آفازی روان وضعیتی است که در آن بیماران می‌توانند نسبتاً خوب صحبت کنند و درک شنوایی خوبی داشته باشند اما نمی‌توانند قسمت‌هایی از کلمات را کنار هم بگذارند یا کلمات را تداعی کنند.

When a lesion damages the angular gyrus in the categorical hemisphere without affecting Wernicke or Broca areas, there is no difficulty with speech or the understanding of auditory information; instead there is trouble understanding written language or pictures, because visual information is not processed and transmitted to Wernicke area. The result is a condition called anomic aphasia.

هنگامی‌که یک ضایعه به شکنج زاویه‌ای در نیمکره طبقه‌ای آسیب می‌زند، بدون اینکه بر نواحی Wernicke یا Broca تأثیر بگذارد، در گفتار یا درک اطلاعات شنوایی مشکلی وجود ندارد. در عوض درک زبان نوشتاری یا تصاویر مشکل دارد، زیرا اطلاعات بصری پردازش و به منطقه Wernicke منتقل نمی‌شود. نتیجه وضعیتی به نام آفازی آنومیک است.

The isolated lesions that cause the selective defects described above occur in some patients, but brain destruction is often more general. Consequently, more than one form of aphasia is often present. Frequently, the aphasia is general (global), involving both receptive and expressive functions. In this situation, speech is scant as well as nonfluent. Writing is abnormal in all aphasias in which speech is abnormal, but the neural circuits involved are unknown. In addition, deaf persons in whom a lesion develops in the categorical hemisphere lose their ability to communicate using sign language.

ضایعات جدا شده ای که باعث نقص انتخابی توصیف شده در بالا می‌شوند در برخی از بیماران رخ می‌دهد، اما تخریب مغز اغلب عمومی‌تر است. در نتیجه، اغلب بیش از یک شکل آفازی وجود دارد. اغلب، آفازی عمومی‌(جهانی) است که شامل عملکردهای دریافتی و بیانی است. در این شرایط، گفتار کم و ناروا است. نوشتن در تمام آفازی‌هایی که گفتار غیر طبیعی است، غیر طبیعی است، اما مدارهای عصبی درگیر ناشناخته هستند. علاوه بر این، افراد ناشنوا که در آنها ضایعه در نیمکره طبقه‌ای ایجاد می‌شود، توانایی خود را برای برقراری ارتباط با استفاده از زبان اشاره از دست می‌دهند.

Stuttering is associated with right cerebral dominance and widespread elevated activity in the cerebral cortex and cerebellum, including increased activity in the supplementary motor area. Stimulation of this area can produce laughter, with the duration and intensity of the laughter proportional to the intensity of the stimulus.

لکنت با تسلط راست مغز و افزایش فعالیت گسترده در قشر مغز و مخچه، از جمله افزایش فعالیت در ناحیه حرکتی مکمل همراه است. تحریک این ناحیه می‌تواند خنده ایجاد کند که مدت و شدت خنده متناسب با شدت محرک است.

RECOGNITION OF FACES

An important part of the visual input goes to the inferior temporal lobe, where representations of objects, particularly faces, are stored (Figure 15-7). Faces are particularly important in distinguishing friends from foes and the emotional state of those seen. Storage and recognition of faces is more strongly represented in the right inferior temporal lobe in right-handed individuals, though the left lobe is also active. Damage to this area can cause prosopagnosia, the inability to recognize faces. Patients with this abnormality can recognize forms and reproduce them. They can recognize people by their voices, and many of them show autonomic responses when they see familiar as opposed to unfamiliar faces. However, they cannot identify the familiar faces they see. The presence of an autonomic response to a familiar face in the absence of recognition implicates the existence of a separate dorsal pathway for processing information about faces that leads to recognition at only a subconscious level.

شناخت چهره‌ها

بخش مهمی‌از ورودی بصری به لوب گیجگاهی تحتانی می‌رود، جایی که نمایش اشیا، به ویژه چهره‌ها، ذخیره می‌شود (شکل ۱۵-۷). چهره‌ها به ویژه در تشخیص دوستان از دشمن و وضعیت عاطفی کسانی که دیده می‌شوند، مهم هستند. ذخیره و تشخیص چهره‌ها در لوب تمپورال تحتانی راست در افراد راست دست به شدت نشان داده می‌شود، اگرچه لوب چپ نیز فعال است. آسیب به این ناحیه می‌تواند باعث پروسوپاگنوزیا، ناتوانی در تشخیص چهره شود. بیماران مبتلا به این ناهنجاری می‌توانند اشکال را تشخیص داده و آنها را تکثیر کنند. آن‌ها می‌توانند افراد را از روی صدایشان تشخیص دهند و بسیاری از آن‌ها وقتی چهره‌های آشنا را در مقابل چهره‌های ناآشنا می‌بینند، پاسخ‌های خودمختار نشان می‌دهند. با این حال، آنها نمی‌توانند چهره‌های آشنا را که می‌بینند شناسایی کنند. وجود یک پاسخ خودمختار به یک چهره آشنا در غیاب شناسایی مستلزم وجود یک مسیر پشتی جداگانه برای پردازش اطلاعات در مورد چهره است که منجر به شناسایی تنها در سطح ناخودآگاه می‌شود.

FIGURE 15-7 Areas in the right cerebral hemisphere, in right-handed individuals, that are concerned with recognition of faces. An important part of the visual input goes to the inferior temporal lobe, where representations of objects, particularly faces, are stored. In humans, storage and recognition of faces is more strongly represented in the right inferior temporal lobe in right- handed individuals, though the left lobe is also active. (Modified with permission from Szpir M: Accustomed to your face. Am Sci 1992; 80:539.)

شکل ۱۵-۷ نواحی در نیمکره راست مغز، در افراد راست دست که مربوط به تشخیص چهره است. بخش مهمی‌از ورودی بصری به لوب گیجگاهی تحتانی می‌رود، جایی که بازنمایی اشیاء، به ویژه چهره‌ها، ذخیره می‌شود. در انسان، ذخیره و تشخیص چهره‌ها در لوب گیجگاهی تحتانی راست در افراد راست دست بیشتر نشان داده می‌شود، اگرچه لوب چپ نیز فعال است. (با اجازه Szpir M: Accustomed to your face. Am Sci 1992؛ ۸۰:۵۳۹ اصلاح شده است.)

LOCALIZATION OF OTHER FUNCTIONS

Use of fMRI and PET scanning combined with study of patients with strokes and head injuries has provided insight into the ways serial processing of sensory information produce cognition, reasoning, comprehension, and language. Analysis of the brain regions involved in arithmetic calculations has highlighted two areas. In the inferior portion of the left frontal lobe is an area concerned with number facts and calculations. Frontal lobe lesions can cause acalculia, a selective impairment of mathematical ability. There are areas around the intraparietal sulci of both parietal lobes that are concerned with visuospatial representations of numbers.

محلی سازی سایر عملکردها

استفاده از اسکن fMRI و PET همراه با مطالعه بیماران مبتلا به سکته مغزی و آسیب‌های سر، بینشی را در مورد روش‌هایی که پردازش سریال اطلاعات حسی باعث ایجاد شناخت، استدلال، درک و زبان می‌شود، فراهم کرده است. تجزیه و تحلیل مناطق مغز درگیر در محاسبات حسابی دو ناحیه را برجسته کرده است. در قسمت تحتانی لوب فرونتال سمت چپ ناحیه ای وجود دارد که مربوط به اعداد و محاسبات است. ضایعات لوب فرونتال می‌توانند باعث ایجاد آکالکولیا شوند که یک اختلال انتخابی در توانایی ریاضی است. مناطقی در اطراف شیارهای داخل جداری هر دو لوب جداری وجود دارد که به بازنمایی فضایی بینایی اعداد مربوط می‌شود.

Two right-sided subcortical structures play a role in accurate navigation. One is the right hippocampus that is concerned with learning the location of places, and the other is the right caudate nucleus that facilitates movement to the places. Men have larger brains than women and are said to have superior spatial skills and ability to navigate.

دو ساختار زیر قشری سمت راست در جهت یابی دقیق نقش دارند. یکی هیپوکامپ سمت راست است که به یادگیری مکان مکان‌ها می‌پردازد و دیگری هسته دمی‌سمت راست است که حرکت به سمت مکان‌ها را تسهیل می‌کند. مردان مغز بزرگتری نسبت به زنان دارند و گفته می‌شود که از مهارت‌های فضایی و توانایی حرکتی برتر برخوردارند.

Other defects seen in patients with localized cortical lesions include, for example, the inability to name animals, though the ability to name other living things is intact. One patient with a left parietal lesion had difficulty with the second half but not the first half of words. Some patients with parietooccipital lesions write only with consonants, omitting vowels. The pattern that emerges from such observations is one of precise sequential processing of information in localized brain areas.

سایر نقایصی که در بیماران مبتلا به ضایعات قشر موضعی دیده می‌شود، به عنوان مثال، ناتوانی در نامگذاری حیوانات است، اگرچه توانایی نامگذاری سایر موجودات زنده دست نخورده است. یک بیمار با ضایعه جداری چپ در نیمه دوم و نه نیمه اول کلمات مشکل داشت. برخی از بیماران مبتلا به ضایعات پاریتواکسیپیتال فقط با حروف صامت می‌نویسند و حروف صدادار را حذف می‌کنند. الگویی که از چنین مشاهداتی پدیدار می‌شود، یکی از پردازش‌های متوالی دقیق اطلاعات در نواحی موضعی مغز است.

CHAPTER SUMMARY

■ CT scans provide a high-resolution 3-dimensional image of the brain or other organ. Both PET imaging and fMRI provide an index of the level of the activity in various parts of the brain in health or disease.

خلاصه فصل

■ سی تی اسکن تصویر سه بعدی با وضوح بالا از مغز یا سایر اندام‌ها ارائه می‌دهد. هر دو تصویربرداری PET و fMRI شاخصی از سطح فعالیت در بخش‌های مختلف مغز در سلامت یا بیماری را ارائه می‌دهند.

■ TBI results from an excessive mechanical force or penetrating injury to the head (eg, falls, motor vehicle accidents, and assaults). It can lead to impaired cognitive, physical, emotional, and behavioral functions and can be associated with as altered state of consciousness. A Glasgow Coma Scale is used to define the severity of TBI and imaging can identify the extent of the brain damage.

■ TBI ناشی از یک نیروی مکانیکی بیش از حد یا آسیب نافذ به سر (به عنوان مثال، سقوط، تصادفات وسایل نقلیه موتوری، و حمله). این می‌تواند منجر به اختلال در عملکردهای شناختی، فیزیکی، عاطفی و رفتاری شود و می‌تواند با تغییر وضعیت هوشیاری همراه باشد. مقیاس کما گلاسکو برای تعیین شدت TBI استفاده می‌شود و تصویربرداری می‌تواند میزان آسیب مغزی را شناسایی کند.

■ Memory is divided into explicit (declarative) and implicit (nondeclarative). Explicit memory is further subdivided into semantic and episodic. Implicit memory is further subdivided into priming, procedural, associative learning, and nonassociative learning.

■ حافظه به صریح (اعلامی) و ضمنی (غیر اعلانی) تقسیم می‌شود. حافظه آشکار بیشتر به معنایی و اپیزودیک تقسیم می‌شود. حافظه ضمنی بیشتر به یادگیری مقدماتی، رویه ای، انجمنی و یادگیری غیر اجتماعی تقسیم می‌شود.

■ Declarative memory involves the hippocampus and the medial temporal lobe for retention. Priming is dependent on the neocortex. Procedural memory is processed in the striatum. Associative learning is dependent on the amygdala for its emotional responses and the cerebellum for the motor responses. Nonassociative learning is dependent on various reflex pathways.

■ حافظه اعلامی‌هیپوکامپ و لوب تمپورال داخلی را برای احتباس درگیر می‌کند. پرایمینگ به نئوکورتکس بستگی دارد. حافظه رویه ای در جسم مخطط پردازش می‌شود. یادگیری تداعی برای پاسخ‌های عاطفی به آمیگدال و برای پاسخ‌های حرکتی به مخچه وابسته است. یادگیری غیر اجتماعی وابسته به مسیرهای بازتابی مختلف است.

■ Synaptic plasticity is the ability of neural tissue to change as reflected by LTP (an increased effectiveness of synaptic activity) or LTD (a reduced effectiveness of synaptic activity) after continued use. Habituation is a simple form of learning in which a neutral stimulus is repeated many times. Sensitization is the prolonged occurrence of augmented postsynaptic responses after a stimulus to which one has become habituated is paired once or several times with a noxious stimulus.

■ انعطاف پذیری سیناپسی توانایی بافت عصبی برای تغییر است که توسط LTP (افزایش اثربخشی فعالیت سیناپسی) یا LTD (کاهش اثربخشی فعالیت سیناپسی) پس از ادامه استفاده منعکس می‌شود. عادت کردن شکل ساده ای از یادگیری است که در آن یک محرک خنثی بارها تکرار می‌شود. حساسیت عبارت است از وقوع طولانی پاسخ‌های پس سیناپسی تقویت شده پس از اینکه محرکی که فرد به آن عادت کرده است یک یا چند بار با یک محرک مضر جفت شود.

■ Alzheimer disease is characterized by progressive loss of short-term memory followed by general loss of cognitive function. The cytopathologic hallmarks of Alzheimer disease are intracellular neurofibrillary tangles and extracellular senile plaques.

■ بیماری آلزایمر با از دست دادن تدریجی حافظه کوتاه مدت و به دنبال از دست دادن کلی عملکرد شناختی مشخص می‌شود. علائم سیتوپاتولوژیک بیماری آلزایمر درهم پیچیده‌های نوروفیبریلاری داخل سلولی و پلاک‌های پیری خارج سلولی است.

■ Categorical and representational hemispheres are for sequential-analytic processes and visuospatial relations, respectively. Lesions in the categorical hemisphere produce language disorders, whereas lesions in the representational hemisphere produce astereognosis.

■ نیمکره‌های مقوله ای و نمایشی به ترتیب برای فرآیندهای تحلیلی-تحلیلی و روابط دیداری-فضایی هستند. ضایعات در نیمکره طبقه بندی باعث ایجاد اختلالات زبانی می‌شوند، در حالی که ضایعات در نیمکره نمایشی باعث ایجاد ناهنجاری می‌شوند.

■ The main cortical regions involved in language are Wernicke area in the upper temporal lobe that projects via the arcuate fasciculus to Broca area in the frontal lobe. Wernicke area is important for comprehension of auditory and visual information; Broca area processes the information from the Wernicke area produces a coordinated pattern for vocalization.

■ نواحی اصلی قشر درگیر زبان، ناحیه Wernicke در لوب گیجگاهی فوقانی است که از طریق فاسیکلوس قوسی به ناحیه بروکا در لوب فرونتال پیش می‌رود. منطقه Wernicke برای درک اطلاعات شنیداری و دیداری مهم است. ناحیه بروکا اطلاعات ناحیه Wernicke را پردازش می‌کند و یک الگوی هماهنگ برای صداسازی تولید می‌کند.

■ Aphasias are abnormalities of language functions and are caused by lesions in the categorical hemisphere. They are classified as fluent (Wernicke area), nonfluent (Broca area), and anomic (angular gyrus) based on the location of brain lesions.

■ آفازی‌ها ناهنجاری‌های عملکرد زبان هستند و در اثر ضایعات در نیمکره طبقه ای ایجاد می‌شوند. آنها بر اساس محل ضایعات مغزی به دو دسته روان (ناحیه ورنیکه)، غیر روان (ناحیه بروکا) و آنومیک (شکنج زاویه ای) طبقه بندی می‌شوند.

MULTIPLE-CHOICE QUESTIONS

For all questions, select the single best answer unless otherwise directed.

۱. A 23-year-old medical student suffered a traumatic brain injury as a result of a motorcycle accident. He was unconscious and was rushed to the emergency department of the local hospital. A CT scan was performed and appropriate interventions were taken. What kind of information is obtained from a CT scan?
A. Blood flow in both superficial and deep parts of the brain
B. Changes in regional brain activity
C. Functional rather than detailed anatomic information
D. A high-resolution 3-dimensional image of the brain
E. Local glucose metabolism, blood flow, and oxygen

سوالات چند گزینه ای

برای همه سؤالات، بهترین پاسخ را انتخاب کنید، مگر اینکه دستور دیگری داده شود.

۱. یک دانشجوی ۲۳ ساله پزشکی بر اثر تصادف با موتورسیکلت دچار ضربه مغزی شد. او بیهوش بود و به سرعت به بخش اورژانس بیمارستان محلی منتقل شد. سی تی اسکن انجام شد و مداخلات مناسب انجام شد. چه نوع اطلاعاتی از سی تی اسکن به دست می‌آید؟
الف. جریان خون در هر دو قسمت سطحی و عمقی مغز
ب. تغییرات در فعالیت منطقه ای مغز
ج. اطلاعات عملکردی به جای جزئیات آناتومیک
د. تصویر سه بعدی با وضوح بالا از مغز
ی. متابولیسم موضعی گلوکز، جریان خون و اکسیژن

۲. A 15-year-old boy who was not wearing a helmet was in a bicycle accident. He was rushed to the emergency department of the local hospital where it was diagnosed with mild traumatic brain injury based on the Glasgow Coma Scale. Which of the following symptoms are consistent with this level of traumatic brain injury?
A. Nausea and vomiting, slurred speech, and blurred vision
B. Fatigue, sleep disturbances, and mood changes
C. Limb weakness, confusion, and agitation
D. Mood changes, restlessness, and nausea
E. Slurred speech, limb weakness, and fatigue

۲. پسر ۱۵ ساله ای که کلاه ایمنی به سر نداشت با دوچرخه تصادف کرد. او سریعاً به بخش اورژانس بیمارستان محلی منتقل شد و در آنجا بر اساس مقیاس کما گلاسکو آسیب مغزی خفیف تشخیص داده شد. کدام یک از علائم زیر با این سطح از آسیب مغزی تروماتیک سازگار است؟
الف. تهوع و استفراغ، تکلم نامفهوم و تاری دید
ب. خستگی، اختلالات خواب و تغییرات خلقی
ج. ضعف اندام، گیجی و بیقراری
د. تغییرات خلقی، بی قراری و حالت تهوع
ی. گفتار نامفهوم، ضعف اندام و خستگی

۳. A 52-year-old man had a closed-head injury that caused damage to the prefrontal cortex. As a result, this individual might be expected to experience the following memory disturbance.
A. Disappearance of remote memories.
B. Loss of working memory.
C. Loss of the ability to encode events of the recent past into long-term memory.
D. Loss of the ability to recall faces and forms.
E. Production of inappropriate emotional responses when recalling events of the recent past.

۳. مردی ۵۲ ساله از ناحیه سر بسته آسیب دید که باعث آسیب به قشر جلوی مغز شد. در نتیجه، این فرد ممکن است انتظار داشته باشد که اختلال حافظه زیر را تجربه کند.
الف. ناپدید شدن خاطرات از راه دور.
ب. از دست دادن حافظه فعال.
ج. از دست دادن توانایی رمزگذاری رویدادهای گذشته نزدیک در حافظه بلند مدت.
د. از دست دادن توانایی یادآوری چهره‌ها و فرم‌ها.
ی. تولید واکنش‌های احساسی نامناسب هنگام یادآوری رویدادهای گذشته نزدیک.

۴. A 70-year-old woman fell down a flight of stairs, hitting her head on the concrete sidewalk. The trauma caused a severe intracranial hemorrhage resulting in brain damage. Following this injury, she seemed to ignore her left side; for example, she would only wash the right side of her body or only put a shoe on her right foot. What area of the brain was most likely damaged as a result of this fall down the stairs?
A. Inferior parietal lobe of the representational hemisphere
B. Nucleus basalis of Meynert and related areas of the forebrain
C. Mammillary bodies
D. Angular gyrus in the categorical hemisphere
E. Parietal lobe of the categorical hemisphere

۴. زن ۷۰ ساله ای از پله‌ها به پایین سقوط کرد و سرش به پیاده رو سیمانی برخورد کرد. این تروما باعث خونریزی شدید داخل جمجمه و در نتیجه آسیب مغزی شد. پس از این آسیب، به نظر می‌رسید که او سمت چپ خود را نادیده می‌گیرد. به عنوان مثال، او فقط سمت راست بدن خود را می‌شست یا فقط یک کفش را روی پای راست خود می‌گذاشت. چه ناحیه ای از مغز به احتمال زیاد در نتیجه این سقوط از پله‌ها آسیب دیده است؟
الف. لوب جداری تحتانی نیمکره بازنمایی
ب. Nucleus basalis of Meynert و نواحی مربوط به پیش مغز
ج. اجسام پستاندار
د. شکنج زاویه دار در نیمکره طبقه بندی شده
ی. لوب جداری نیمکره طبقه بندی شده

۵. An MD/PhD candidate was studying the role of the neocortex in language development. What information is known about the interconnection of cortical areas important for language?
A. Broca area projects to Wernicke area via the arcuate fasciculus.
B. Temporal lobe projects to the frontal lobe via the corpus callosum
C. Broca area projects to Wernicke area via the planum temporale.
D. Temporal lobe projects to Wernicke area via the corpus callosum.
E. Wernicke area projects to Broca area via the arcuate fasciculus.

۵. یک کاندید MD/PhD در حال مطالعه نقش نئوکورتکس در رشد زبان بود. چه اطلاعاتی در مورد اتصال نواحی قشری مهم برای زبان شناخته شده است؟
الف. منطقه بروکا از طریق فاسیکلوس قوسی به منطقه ورنیکه می‌رود.
ب. لوب گیجگاهی از طریق جسم پینه ای به لوب فرونتال می‌رود
ج. پروژه‌های منطقه بروکا به منطقه Wernicke از طریق planum temporale.
د. لوب تمپورال از طریق جسم پینه ای به ناحیه ورنیکه می‌رود.
ی. منطقه Wernicke از طریق فاسیکلوس قوسی به منطقه بروکا پروژه می‌دهد.

۶. A 67-year-old woman suffered a stroke that damaged the posterior end of the superior temporal gyrus. A lesion of Wernicke area in the categorical hemisphere causes her to
A. lose her short-term memory.
B. experience nonfluent aphasia in which she speaks in a slow, halting voice.
C. experience déjà vu.
D. talk rapidly but make little sense, which is characteristic of fluent aphasia.
E. lose the ability to recognize faces, which is called prosopagnosia.

۶. یک زن ۶۷ ساله دچار سکته مغزی شد که به انتهای خلفی شکنج گیجگاهی فوقانی آسیب رساند. یک ضایعه در ناحیه ورنیکه در نیمکره طبقه ای باعث می‌شود
الف. حافظه کوتاه مدت خود را از دست می‌دهد.
ب. آفازی غیر روان را تجربه می‌کند که در آن او با صدای آهسته و متوقف کننده صحبت می‌کند.
ج. تجربه دژاوو.
د. به سرعت صحبت کنید اما کمی‌منطقی است، که مشخصه آفازی روان است.
ی. توانایی تشخیص چهره را از دست می‌دهد که به آن prosopagnosia می‌گویند.

۷. Which of the following is most likely involved in production of LTP?
A. NO release, activation of NMDA receptors, and membrane hyperpolarization
B. Decreased Ca2+ in presynaptic or postsynaptic neurons, activation of NMDA receptors, and membrane depolarization
C. Activation of NMDA receptors, NO-induced reduction in glutamate release in a presynaptic neuron, and membrane depolarization
D. Increased Ca2+ in presynaptic or postsynaptic neurons, activation of NMDA receptors, and membrane depolarization
E. NO-induced increase in glutamate release in a presynaptic neuron, activation of non-NMDA receptors, membrane hyperpolarization

۷. کدام یک از موارد زیر به احتمال زیاد در تولید LTP نقش دارد؟
الف. آزادسازی NO، فعال شدن گیرنده‌های NMDA، و هیپرپلاریزاسیون غشا
ب. کاهش Ca2+ در نورون‌های پیش سیناپسی یا پس سیناپسی، فعال شدن گیرنده‌های NMDA و دپلاریزاسیون غشاء
ج. فعال شدن گیرنده‌های NMDA، کاهش انتشار گلوتامات ناشی از NO در یک نورون پیش سیناپسی و دپلاریزاسیون غشاء
د. افزایش Ca2+ در نورون‌های پیش سیناپسی یا پس سیناپسی، فعال شدن گیرنده‌های NMDA و دپلاریزاسیون غشاء
ی. افزایش آزادسازی گلوتامات ناشی از NO در یک نورون پیش سیناپسی، فعال شدن گیرنده‌های غیر NMDA، هیپرپلاریزه شدن غشاء

۸. A 79-year-old woman has been experiencing difficulty finding her way back home after her morning walks. Her husband has also noted that she takes much longer to do routine chores around the home and often appears to be confused. He is hoping that this is just due to “old age” but fears it may be a sign of Alzheimer disease. Which of the following is the definitive sign of this disease?
A. Loss of short-term memory
B. The presence of intracellular neurofibrillary tangles and extracellular neuritic plaques with a core of ẞ-amyloid peptides
C. A mutation in genes for amyloid precursor protein (APP) on chromosome 21
D. Rapid reversal of symptoms with the use of acetylcholinesterase inhibitors
E. A loss of cholinergic neurons in the nucleus basalis of Meynert

۸. یک زن ۷۹ ساله پس از پیاده روی صبحگاهی خود در یافتن راه بازگشت به خانه با مشکل مواجه شده است. شوهرش همچنین خاطرنشان کرده است که او برای انجام کارهای معمول در خانه زمان بیشتری می‌برد و اغلب به نظر می‌رسد گیج است. او امیدوار است که این فقط به دلیل “کهولت سن” باشد، اما نگران است که ممکن است نشانه ای از بیماری آلزایمر باشد. کدام یک از موارد زیر نشانه قطعی این بیماری است؟
الف. از دست دادن حافظه کوتاه مدت
ب. وجود توده‌های نوروفیبریلاری داخل سلولی و پلاک‌های عصبی خارج سلولی با هسته پپتیدهای آمیلوئید
ج. جهش در ژن‌های پروتئین پیش ساز آمیلوئید (APP) در کروموزوم ۲۱
د. برگشت سریع علائم با استفاده از مهارکننده‌های استیل کولین استراز
ی. از دست دادن نورون‌های کولینرژیک در هسته بازالیس Meynert

---

---

معرفی

تحولی در درک ما از عملکرد مغز در انسان با توسعه و در دسترس بودن گسترده توموگرافی گسیل پوزیترون (PET)، تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI)، اسکن توموگرافی کامپیوتری (CT) و سایر تکنیک‌های تصویربرداری و تشخیصی ایجاد شده است. PET اغلب برای اندازه گیری متابولیسم موضعی گلوکز، که متناسب با فعالیت عصبی است، و fMRI برای اندازه گیری مقادیر موضعی خون اکسیژن دار استفاده می‌شود. این تکنیک‌ها شاخصی از سطح فعالیت در بخش‌های مختلف مغز در انسان‌های سالم کاملاً دست‌نخورده و در افرادی که بیماری‌ها یا آسیب‌های مغزی متفاوتی دارند ارائه می‌کنند (به کادر بالینی ۱۵-۱ مراجعه کنید). آنها نه تنها برای مطالعه پاسخ‌های ساده بلکه جنبه‌های پیچیده یادگیری، حافظه و ادراک مورد استفاده قرار گرفته اند. بخش‌های مختلف قشر مغز هنگام شنیدن، دیدن، صحبت کردن یا تولید کلمات فعال می‌شوند. شکل ۱۵-۱ نمونه‌هایی از استفاده از تصویربرداری برای مقایسه عملکرد قشر مغز در پردازش کلمات در یک آزمودنی مرد و یک زن را نشان می‌دهد.

شکل ۱۵-۱ مقایسه تصاویر مناطق فعال مغز در یک مرد (چپ) و یک زن (راست) در طول یک فعالیت مبتنی بر زبان. زنان از هر دو طرف مغز خود استفاده می‌کنند در حالی که مردان فقط از یک طرف استفاده می‌کنند. این تفاوت ممکن است منعکس کننده راهبردهای مختلف مورد استفاده برای پردازش زبان باشد. (از Shaywitz و همکاران، ۱۹۹۵. NMR Research/Yale Medical School.)

جعبه بالینی ۱۵-۱

آسیب تروماتیک مغز

آسیب مغزی تروماتیک (TBI) به عنوان یک توهین غیردژنراتیو و غیر مادرزادی به مغز به دلیل نیروی مکانیکی بیش از حد یا آسیب نافذ به سر تعریف می‌شود. این می‌تواند منجر به آسیب دائمی‌یا موقتی در عملکردهای شناختی، فیزیکی، عاطفی و رفتاری شود و می‌تواند با کاهش یا تغییر حالت هوشیاری همراه باشد. TBI یکی از علل اصلی مرگ یا ناتوانی در سراسر جهان است. بر اساس گزارش مرکز کنترل بیماری‌ها، هر سال حداقل ۱.۵ میلیون نفر در ایالات متحده به TBI مبتلا می‌شوند. در کودکان زیر ۴ سال، در نوجوانان ۱۵ تا ۱۹ سال و در بزرگسالان بالای ۶۵ سال شایع‌تر است. در همه گروه‌های سنی، بروز TBI در مردان حدود دو برابر بیشتر از زنان است. در حدود ۷۵ درصد موارد، TBI خفیف در نظر گرفته می‌شود و به صورت ضربه مغزی ظاهر می‌شود. بزرگسالان مبتلا به TBI شدید که تحت درمان قرار می‌گیرند، میزان مرگ و میر حدود ۳۰٪ دارند، اما حدود ۵۰٪ بیشتر یا نه همه عملکردهای خود را با درمان به دست می‌آورند. علل اصلی TBI عبارتند از سقوط، تصادفات وسایل نقلیه موتوری، برخورد با یک شی و حمله. در برخی موارد، نواحی دور از آسیب واقعی نیز شروع به عملکرد نادرست می‌کنند، فرآیندی که به آن دیاشیزیس می‌گویند. TBI اغلب به مراحل اولیه و ثانویه تقسیم می‌شود. آسیب اولیه ناشی از نیروی مکانیکی (به عنوان مثال، شکستگی جمجمه و کوفتگی‌های سطحی) یا شتاب-کاهش به دلیل حرکت نامحدود سر است که منجر به کرنش‌های برشی، کششی و فشاری می‌شود. این آسیب‌ها می‌توانند باعث هماتوم داخل جمجمه (اپیدورال، ساب دورال یا ساب عنکبوتیه) و آسیب منتشر آکسون شوند. آسیب ثانویه اغلب یک پاسخ تاخیری است و ممکن است به دلیل اختلال در جریان خون مغزی باشد که در نهایت می‌تواند منجر به مرگ سلولی شود. مقیاس کما گلاسکو رایج ترین سیستمی‌است که برای تعریف شدت TBI استفاده می‌شود و پاسخ‌های حرکتی، پاسخ‌های کلامی‌و باز شدن چشم را برای ارزیابی سطوح هوشیاری و عملکرد عصبی پس از آسیب ارزیابی می‌کند. علائم TBI خفیف شامل سردرد، گیجی، سرگیجه، تاری دید، صدای زنگ در گوش، طعم بد دهان، خستگی، اختلال در خواب، تغییرات خلق و خو و مشکلات حافظه، تمرکز یا تفکر است. افراد مبتلا به TBI متوسط یا شدید، این علائم و همچنین استفراغ یا حالت تهوع، تشنج یا تشنج، ناتوانی در بیدار شدن، ثابت و گشاد شدن مردمک چشم، تکلم نامفهوم، ضعف اندام، از دست دادن هماهنگی، و افزایش گیجی، بی قراری یا بی قراری را نشان می‌دهند. در شدیدترین موارد TBI، فرد مبتلا ممکن است به حالت رویشی دائمی‌برود.

نکات برجسته درمانی

پیشرفت‌ها در فناوری تصویربرداری مغز، توانایی پرسنل پزشکی را برای تشخیص و ارزیابی میزان آسیب مغزی بهبود بخشیده است. از آنجایی که نمی‌توان برای معکوس کردن آسیب مغزی کاری انجام داد، درمان در ابتدا برای ایجاد ثبات در بیمار و تلاش برای جلوگیری از آسیب بیشتر (ثانویه) است. پس از آن توانبخشی شامل درمان‌های فیزیکی، شغلی و گفتار/زبان می‌شود. بازیابی عملکرد مغز می‌تواند به دلیل عوامل متعددی باشد: نواحی مغزی که سرکوب شده اند اما آسیب ندیده اند می‌توانند عملکرد خود را بازیابند، جوانه زدن آکسون و افزونگی به سایر نواحی مغز اجازه می‌دهد تا عملکردهایی را که به دلیل آسیب از دست داده اند را به عهده بگیرند و جایگزینی رفتاری.، با یادگیری استراتژی‌های جدید برای جبران کسری‌ها.

سایر تکنیک‌هایی که اطلاعاتی در مورد عملکرد قشر مغز ارائه کرده‌اند شامل تحریک قشر مخ در معرض دید در انسان‌های هوشیار که تحت عمل جراحی مغز و اعصاب قرار می‌گیرند و در موارد معدودی، مطالعات با الکترودهای کاشته‌شده مزمن است. اطلاعات ارزشمندی نیز از تحقیقات در پستانداران آزمایشگاهی به دست آمده است. با این حال، علاوه بر مشکلات در برقراری ارتباط با آنها، مغز میمون رزوس تنها یک چهارم اندازه مغز شامپانزه، نزدیک ترین خویشاوند نخستی ما، است و مغز شامپانزه نیز به نوبه خود یک چهارم اندازه مغز شامپانزه است. مغز انسان

یادگیری و حافظه

ویژگی حیوانات و به ویژه انسانها توانایی آنها در تغییر رفتار بر اساس تجربه است. یادگیری، کسب اطلاعاتی است که این امر را ممکن می‌سازد و حافظه، حفظ و ذخیره آن اطلاعات است. این دو به وضوح به هم مرتبط هستند و در این فصل با هم در نظر گرفته می‌شوند.

اشکال حافظه

از دیدگاه فیزیولوژیکی، حافظه به دو شکل آشکار و ضمنی تقسیم می‌شود (شکل ۱۵-۲). حافظه آشکار یا بیانی با هوشیاری یا حداقل آگاهی همراه است و برای حفظ آن به هیپوکامپ و سایر بخش‌های لوب گیجگاهی داخلی مغز وابسته است. جعبه بالینی ۱۵-۲ توضیح می‌دهد که چگونه ردیابی بیمار مبتلا به آسیب مغزی به آگاهی از نقش لوب تمپورال در حافظه بیانی منجر شده است. حافظه ضمنی یا غیراعلامی‌شامل آگاهی نیست و حفظ آن معمولاً شامل پردازش در هیپوکامپ نمی‌شود.

شکل ۱۵-۲ اشکال حافظه. حافظه آشکار (اعلامی) با هوشیاری مرتبط است و برای حفظ آن به هیپوکامپ و سایر بخش‌های لوب‌های زمانی میانی مغز وابسته است. این برای دانش واقعی در مورد افراد، مکان‌ها و چیزها است. حافظه ضمنی (غیر اعلامی) شامل آگاهی نیست و شامل پردازش در هیپوکامپ نمی‌شود. برای آموزش مهارت‌های حرکتی بازتابی یا ادراکی مهم است. (اصلاح شده از Kandel ER، Schwartz JH، Jessell TM [ویراستاران]: Principles of Neural Science، ویرایش چهارم McGraw-Hill، ۲۰۰۰.)

جعبه بالینی ۱۵-۲

مورد HM: تعریف پیوند بین عملکرد مغز و حافظه

HM بیمار بود که از تشنج دو طرفه لوب تمپورال رنج می‌برد که به دنبال یک تصادف دوچرخه در سن ۹ سالگی شروع شد. مورد او توسط بسیاری از دانشمندان مورد مطالعه قرار گرفته است و منجر به درک بیشتر ارتباط بین لوب تمپورال و حافظه اعلامی‌شده است. HM برای سال‌ها تشنج‌های نسبی داشت و سپس چندین تشنج تونیک-کلونیک تا سن ۱۶ سالگی داشت. در سال ۱۹۵۳، در سن ۲۷ سالگی، HM تحت عمل جراحی دو طرفه آمیگدال، بخش‌های بزرگی از هیپوکامپ و بخش‌هایی از ناحیه ارتباطی برداشت. از قشر تمپورال تشنج HM بعد از جراحی بهتر کنترل شد، اما برداشتن لوب‌های تمپورال منجر به نقص حافظه ویرانگر شد. او حافظه بلندمدت را برای رویدادهایی که قبل از جراحی رخ داده بود حفظ می‌کرد، اما از فراموشی انتروگراد رنج می‌برد. حافظه کوتاه مدت او دست نخورده بود، اما او نمی‌توانست اتفاقات جدیدی را در حافظه بلند مدت بسازد. او حافظه رویه‌ای معمولی داشت و می‌توانست پازل‌ها و کارهای حرکتی جدید یاد بگیرد. مورد او اولین موردی بود که توجه را به نقش حیاتی لوب‌های گیجگاهی در شکل گیری حافظه‌های اعلامی‌بلندمدت جلب کرد و این منطقه را در تبدیل خاطرات کوتاه مدت به بلند مدت دخالت داد. کار بعدی نشان داد که هیپوکامپ ساختار اولیه در لوب تمپورال است که در این تبدیل نقش دارد. از آنجایی که HM خاطرات قبل از عمل جراحی را حفظ کرده است، مورد او نیز نشان می‌دهد که هیپوکامپ در ذخیره سازی حافظه اظهاری نقشی ندارد. HM در سال ۲۰۰۸ درگذشت و تنها در آن زمان هویت او منتشر شد. یک فایل صوتی ضبط شده توسط رادیو ملی ملی مربوط به دهه ۱۹۹۰ از صحبت HM با دانشمندان در سال ۲۰۰۷ منتشر شد و در http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=7584970 موجود است.

حافظه صریح برای دانش واقعی درباره افراد، مکان‌ها و اشیا است. این حافظه به حافظه معنایی برای حقایق (مثلاً کلمات، قوانین و زبان) و حافظه اپیزودیک برای رویدادها تقسیم می‌شود. خاطرات صریح که در ابتدا برای فعالیت‌هایی مانند دوچرخه سواری مورد نیاز هستند، زمانی که کار به طور کامل آموخته شد، می‌توانند به طور ضمنی تبدیل شوند.

حافظه ضمنی برای آموزش مهارت‌های حرکتی بازتابی یا ادراکی مهم است و به چهار نوع تقسیم می‌شود. پرایمینگ تسهیل تشخیص کلمات یا اشیا با قرار گرفتن قبلی در معرض آنها است و به نئوکورتکس وابسته است. نمونه ای از پرایمینگ، یادآوری بهبود یافته یک کلمه در صورت ارائه با چند حرف اول آن است. حافظه رویه‌ای شامل مهارت‌ها و عادت‌هایی است که پس از کسب، ناخودآگاه و خودکار می‌شوند. این نوع حافظه در جسم مخطط پردازش می‌شود. یادگیری تداعی به شرطی سازی کلاسیک و عاملی مربوط می‌شود که در آن فرد در مورد رابطه بین یک محرک و محرک دیگر می‌آموزد. این نوع حافظه برای پاسخ‌های عاطفی به آمیگدال و برای پاسخ‌های حرکتی به مخچه وابسته است. یادگیری غیراجتماعی شامل عادت کردن و ایجاد حساسیت است و به مسیرهای بازتابی مختلف وابسته است.

حافظه صریح و بسیاری از اشکال حافظه ضمنی شامل (۱) حافظه کوتاه مدت است که از چند ثانیه تا چند ساعت طول می‌کشد، که طی آن پردازش در هیپوکامپ و جاهای دیگر باعث تغییرات طولانی مدت در قدرت سیناپسی می‌شود. و (۲) حافظه بلندمدت، که خاطرات را برای سالها و گاهی مادام العمر ذخیره می‌کند. در طول حافظه کوتاه‌مدت، آثار حافظه در معرض آسیب‌ها و داروهای مختلف مختل می‌شوند، در حالی که آثار حافظه بلندمدت به طور قابل‌توجهی در برابر اختلال مقاوم هستند. حافظه کاری شکلی از حافظه کوتاه مدت است که اطلاعات را معمولاً برای دوره‌های بسیار کوتاه در دسترس نگه می‌دارد، در حالی که فرد بر اساس آن اقدام به برنامه ریزی می‌کند.

اساس عصبی حافظه

کلید حافظه، تغییر در قدرت اتصالات سیناپسی انتخاب شده است. سیستم‌های پیام رسان دوم به تغییرات در مدارهای عصبی مورد نیاز برای یادگیری و حافظه کمک می‌کنند. تغییرات در کانال‌های غشای سلولی اغلب با یادگیری و حافظه مرتبط است. در همه موارد به جز ساده ترین موارد، تغییر شامل سنتز پروتئین‌ها و فعال شدن ژن‌ها می‌شود. این در هنگام تغییر حافظه کاری کوتاه مدت به حافظه بلند مدت رخ می‌دهد.

در حیوانات، اگر در عرض ۵ دقیقه پس از هر جلسه تمرینی، حیوانات بیهوش شوند، شوک الکتریکی داده شوند، تحت هیپوترمی‌قرار گیرند، یا داروها، آنتی بادی‌ها یا الیگونوکلئوتیدهایی که سنتز پروتئین‌ها را مسدود می‌کنند به حیوانات داده شود، از کسب پاسخ‌های آموخته شده طولانی مدت جلوگیری می‌شود. اگر این مداخلات ۴ ساعت بعد از جلسات تمرینی انجام شود، تاثیری در اکتساب ندارد. همتای انسانی این پدیده، از دست دادن حافظه برای رویدادهای بلافاصله قبل از ضربه مغزی یا الکتروشوک درمانی (فراموشی رتروگراد) است. این فراموشی شامل دوره‌های طولانی تری نسبت به حیوانات آزمایشی (گاهی اوقات چندین روز) است، اما خاطرات دور دست نخورده باقی می‌مانند.

PLASTICity و یادگیری سیناپتیک

تغییرات کوتاه مدت و بلندمدت در عملکرد سیناپسی می‌تواند در نتیجه سابقه ترشح در سیناپس رخ دهد. یعنی هدایت سیناپسی را می‌توان بر اساس تجربیات گذشته تقویت یا تضعیف کرد. این تغییرات بسیار جالب هستند زیرا آنها اشکال یادگیری و حافظه را نشان می‌دهند. آنها می‌توانند پیش سیناپسی یا پس سیناپسی باشند.

یکی از شکل‌های تغییر پلاستیک، تقویت پس از کزاز، تولید پتانسیل‌های پس سیناپسی افزایش یافته در پاسخ به تحریک است. این افزایش تا ۶۰ ثانیه طول می‌کشد و پس از یک قطار تتانیز کننده کوتاه از محرک‌ها در نورون پیش سیناپسی رخ می‌دهد. تحریک تتانیزاسیون باعث می‌شود تا Ca2+ در نورون پیش سیناپسی تجمع یابد تا جایی که مکان‌های اتصال داخل سلولی که Ca2+ سیتوپلاسمی‌را پایین نگه می‌دارند، تحت تأثیر قرار می‌گیرند.

عادت کردن شکل ساده ای از یادگیری است که در آن یک محرک خنثی بارها تکرار می‌شود. اولین باری که استفاده می‌شود، جدید است و واکنشی را برمی‌انگیزد (بازتاب جهت‌گیری یا پاسخ «چیست؟»). با این حال، با تکرار، پاسخ الکتریکی کمتر و کمتری را برمی‌انگیزد. در نهایت، سوژه به محرک عادت می‌کند و آن را نادیده می‌گیرد. این امر با کاهش انتشار انتقال دهنده عصبی از پایانه پیش سیناپسی به دلیل کاهش Ca2 + داخل سلولی همراه است. کاهش Ca2+ داخل سلولی به دلیل غیرفعال شدن تدریجی کانال‌های Ca2+ است. ممکن است کوتاه مدت باشد یا اگر قرار گرفتن در معرض محرک خوش خیم بارها تکرار شود، می‌تواند طولانی شود. عادت کردن یک نمونه کلاسیک از یادگیری غیر اجتماعی است.

حساس شدن به یک معنا نقطه مقابل عادت کردن است. حساسیت عبارت است از وقوع طولانی پاسخ‌های پس سیناپسی تقویت شده پس از اینکه محرکی که فرد به آن عادت کرده است یک یا چند بار با یک محرک مضر جفت شود. حداقل در حلزون دریایی Aplysia، محرک مضر باعث تخلیه نورون‌های سروتونرژیک می‌شود که به انتهای پیش سیناپسی نورون‌های حسی ختم می‌شود. بنابراین، حساسیت به دلیل تسهیل پیش سیناپسی است. حساسیت ممکن است به عنوان یک پاسخ گذرا رخ دهد، یا اگر توسط جفت‌های اضافی محرک مضر و محرک اولیه تقویت شود، می‌تواند ویژگی‌های حافظه کوتاه مدت یا بلند مدت را نشان دهد. طولانی‌مدت حساس‌سازی به دلیل تغییر با واسطه Ca2+ در آدنیلیل سیکلاز است که منجر به تولید بیشتر cAMP می‌شود. تقویت طولانی مدت (LTP) همچنین شامل سنتز پروتئین و رشد نورون‌های پیش سیناپسی و پس سیناپسی و اتصالات آنها می‌شود.

LTP یک افزایش مداوم و سریع در حال توسعه پاسخ بالقوه پس سیناپسی به تحریک پیش سیناپسی پس از یک دوره کوتاه تحریک سریع و مکرر نورون پیش سیناپسی است. این شبیه تقویت پس از کزاز است، اما بسیار طولانی تر است و می‌تواند برای روزها ادامه یابد. مکانیسم‌های متعددی وجود دارد که توسط آن LTP می‌تواند رخ دهد، برخی به تغییرات در گیرنده N-methyl-D-aspartate (NMDA) وابسته هستند و برخی مستقل از گیرنده NMDA هستند. LTP با افزایش Ca2 داخل سلولی در هر دو نورون پیش سیناپسی یا پس سیناپسی آغاز می‌شود.

LTP در بسیاری از بخش‌های سیستم عصبی رخ می‌دهد، اما با جزئیات بیشتر در یک سیناپس در هیپوکامپ مطالعه شده است، به‌ویژه اتصال یک سلول هرمی‌در ناحیه CA3 و یک سلول هرمی‌در ناحیه CA1 از طریق وثیقه Schaffer. این نمونه ای از شکل وابسته به گیرنده NMDA از LTP است که شامل افزایش Ca2+ در نورون پس سیناپسی است. به یاد بیاورید که گیرنده‌های NMDA به Ca2+ و همچنین Na+ و K+ نفوذپذیر هستند. اساس فرضی LTP وثیقه Schaffer در شکل ۱۵-۳ خلاصه شده است. در پتانسیل استراحت غشاء، انتشار گلوتامات از یک نورون پیش سیناپسی به گیرنده‌های NMDA و غیر NMDA روی نورون پس سیناپسی متصل می‌شود. در مورد وثیقه شافر، گیرنده غیر NMDA مورد علاقه گیرنده α-آمینو-۳-هیدروکسی-۵-متیل ایزوکسازول-۴ پروپیونیک اسید (AMPA) است. Na+ و K- فقط می‌توانند از طریق گیرنده AMPA جریان داشته باشند زیرا وجود Mg2+ روی گیرنده NMDA آن را مسدود می‌کند. با این حال، دپلاریزاسیون غشایی که در پاسخ به تحریک کزاز با فرکانس بالا نورون پیش سیناپسی رخ می‌دهد، برای بیرون راندن Mg2 + از گیرنده NMDA کافی است و اجازه هجوم Ca2+ را به نورون پس سیناپسی می‌دهد. این منجر به فعال شدن Ca2+/calmodulin کیناز، پروتئین کیناز C و تیروزین کیناز می‌شود که با هم LTP را القا می‌کنند. Ca2+/calmodulin kinase گیرنده‌های AMPA را فسفریله می‌کند و هدایت آنها را افزایش می‌دهد و تعداد بیشتری از این گیرنده‌ها را از محل‌های ذخیره سیتوپلاسمی‌به داخل غشای سلولی سیناپسی منتقل می‌کند. علاوه بر این، هنگامی‌که LTP القا می‌شود، یک سیگنال شیمیایی (احتمالا اکسید نیتریک، NO) توسط نورون پس سیناپسی آزاد می‌شود و به طور رتروگراد به نورون پیش سیناپسی می‌رسد و باعث افزایش طولانی مدت در انتشار کمی‌گلوتامات می‌شود.

شکل ۱۵-۳ تولید LTP در کولترال‌های شافر در هیپوکامپ. گلوتامات (Glu) آزاد شده از نورون پیش سیناپسی به گیرنده‌های AMPA و NMDA در غشای نورون پس سیناپسی متصل می‌شود. دپلاریزاسیون ناشی از فعال شدن گیرنده‌های AMPA، بلوک Mg2+ را در کانال گیرنده NMDA از بین می‌برد و Ca2+ با Na+ وارد نورون می‌شود. افزایش Ca2 سیتوپلاسمی‌باعث فعال شدن Ca2+/calmodulin کیناز، پروتئین کیناز C و تیروزین کیناز می‌شود که با هم LTP را القا می‌کنند. Ca2+/calmodulin kinase II گیرنده‌های AMPA را فسفریله می‌کند، رسانایی آنها را افزایش می‌دهد و گیرنده‌های AMPA بیشتری را از محل‌های ذخیره سیتوپلاسمی‌به داخل غشای سلولی سیناپسی منتقل می‌کند. علاوه بر این، هنگامی‌که LTF القا می‌شود، یک سیگنال شیمیایی (احتمالا اکسید نیتریک، NO) توسط نورون پس سیناپسی آزاد می‌شود و به صورت رتروگراد به نورون پیش سیناپسی می‌رسد و باعث افزایش طولانی مدت در انتشار کمی‌گلوتامات می‌شود. (اصلاح شده از Kandel ER، Schwartz JH، Jessell TM [ویراستاران]: Principles of Neural Science، ویرایش چهارم McGraw-Hill، ۲۰۰۰.)

LTP شناسایی شده در الیاف خزه ای هیپوکامپ (اتصال سلول‌های گرانول در قشر دندانه ای) به دلیل افزایش Ca2+ در پیش سیناپسی به جای نورون پس سیناپسی در پاسخ به تحریک کزاز است و مستقل از گیرنده‌های NMDA است. هجوم Ca2+ در نورون پیش سیناپسی باعث فعال شدن آدنیلیل سیکلاز وابسته به Ca2+/calmodulin برای افزایش cAMP می‌شود.

تضعیف طولانی مدت (LTD) ابتدا در هیپوکامپ مشاهده شد، اما پس از آن نشان داده شد که در سراسر مغز در همان الیاف LTP وجود دارد. LTD برعکس LTP است. از بسیاری جهات شبیه LTP است، اما با کاهش قدرت سیناپسی مشخص می‌شود. این توسط تحریک کندتر نورون‌های پیش سیناپسی تولید می‌شود و با افزایش کمتری در Ca2 + داخل سلولی نسبت به LTP همراه است. در مخچه، به نظر می‌رسد که وقوع آن نیاز به فسفوریلاسیون زیر واحد GluR2 گیرنده‌های AMPA دارد. ممکن است در مکانیسمی‌که توسط آن یادگیری در مخچه رخ می‌دهد، دخالت داشته باشد.

انتقال بین قشری حافظه

اگر گربه یا میمون برای پاسخ دادن به محرک بینایی با یک چشم پوشیده شده و سپس با انتقال چشم بند به چشم دیگر آزمایش شود، پاسخ شرطی را انجام می‌دهد. این درست است حتی اگر کیاسم بینایی بریده شده باشد و باعث می‌شود ورودی بصری از هر چشم فقط به قشر همان طرف برود. اگر علاوه بر کیاسم بینایی، کمیسورهای قدامی‌و خلفی و جسم پینه ای برش داده شوند (“حیوان مغزی شکاف”)، هیچ انتقال حافظه ای رخ نمی‌دهد. آزمایش‌هایی که در آن جسم پینه‌ای تا حدی برش داده شد، نشان می‌دهد که انتقال حافظه در قسمت قدامی‌جسم پینه‌ای اتفاق می‌افتد. نتایج مشابهی در انسان‌هایی به دست آمده است که جسم پینه ای به طور مادرزادی وجود ندارد یا در تلاش برای کنترل تشنج‌های صرع به روش جراحی برش داده شده است. این نشان می‌دهد که رمزگذاری عصبی لازم برای “به خاطر آوردن آنچه با یک چشم آموخته شده است” از طریق کمیسورها به قشر مخالف منتقل شده است. شواهد نشان می‌دهد که انتقال اطلاعات مشابه از طریق مسیرهای حسی دیگر به دست می‌آید.

نوروژنز

اکنون ثابت شده است که دیدگاه سنتی مبنی بر اینکه سلول‌های مغز پس از تولد اضافه نمی‌شوند، اشتباه است. نورون‌های جدید از سلول‌های بنیادی در طول زندگی حداقل در دو ناحیه تشکیل می‌شوند: پیاز بویایی و هیپوکامپ. این فرآیندی به نام نوروژنز است. شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد رشد وابسته به تجربه سلول‌های گرانول جدید در شکنج دندانه دار هیپوکامپ ممکن است به یادگیری و حافظه کمک کند. کاهش تعداد نورون‌های جدید تشکیل شده حداقل یک شکل از تولید حافظه هیپوکامپ را کاهش می‌دهد. با این حال، قبل از ایجاد ارتباط سلول‌های جدید با پردازش حافظه، کار بسیار بیشتری مورد نیاز است.

یادگیری کمکی: رفلکس‌های شرطی

یک مثال کلاسیک از یادگیری تداعی، یک رفلکس شرطی است. رفلکس شرطی یک پاسخ بازتابی به محرکی است که قبلاً پاسخ کم یا بدون پاسخ را برانگیخته است و با جفت شدن مکرر محرک با محرک دیگری که معمولاً پاسخ را ایجاد می‌کند، به دست می‌آید. در آزمایش‌های کلاسیک پاولوف، ترشح بزاق معمولاً با قرار دادن گوشت در دهان سگ مورد مطالعه قرار گرفت. درست قبل از قرار دادن گوشت در دهان سگ، زنگی به صدا درآمد و این کار چندین بار تکرار می‌شد تا زمانی که زنگ به صدا در می‌آمد، حتی اگر گوشتی در دهانش قرار نمی‌گرفت. در این آزمایش، گوشتی که در دهان قرار می‌گیرد، محرک بدون قید و شرط (US) بود، محرکی که معمولاً پاسخ ذاتی خاصی ایجاد می‌کند. محرک شرطی (CS) زنگ زنگ بود. پس از اینکه CS و US به تعداد کافی جفت شدند، CS پاسخی را ایجاد کرد که در ابتدا فقط توسط ایالات متحده برانگیخته شد. CS باید بر ایالات متحده مقدم می‌شد. تعداد زیادی از تغییرات جسمی، احشایی و سایر تغییرات عصبی را می‌توان به عنوان پاسخ‌های رفلکس شرطی ایجاد کرد.

شرطی سازی پاسخ‌های احشایی اغلب بیوفیدبک نامیده می‌شود. تغییراتی که می‌تواند ایجاد شود شامل تغییرات در ضربان قلب و فشار خون است. کاهش مشروط فشار خون برای درمان فشار خون بالا حمایت شده است. با این حال، پاسخ depressor تولید شده در این روش کوچک است.

حافظه کاری

همانطور که در بالا ذکر شد، حافظه کاری اطلاعات دریافتی را برای مدت کوتاهی در دسترس نگه می‌دارد و تصمیم می‌گیرد با آن چه کاری انجام دهید. این همان شکلی از حافظه است که به ما اجازه می‌دهد، برای مثال، یک شماره تلفن را جستجو کنیم، و سپس در حالی که تلفن را برمی‌داریم و شماره را می‌گیریم، شماره را به خاطر بسپاریم. این شامل چیزی است که به آن یک اجرایی مرکزی واقع در قشر پیشانی مغز گفته می‌شود و دو سیستم تمرینی: یک سیستم کلامی‌برای حفظ خاطرات کلامی‌و یک سیستم بصری-فضایی موازی برای حفظ جنبه‌های بصری و فضایی اشیا. مجری اطلاعات را به این سیستم‌های تمرین هدایت می‌کند.

هیپوکامپوس و لوب گیجگاهی میانی

نواحی حافظه کاری به هیپوکامپ و بخش‌های پاراهیپوکامپ مجاور قشر گیجگاهی داخلی متصل هستند (شکل ۱۵-۴). خروجی هیپوکامپ از طریق سابیکولوم و قشر آنتورینال خارج می‌شود و به نحوی به هم متصل می‌شود و مدارها را در بسیاری از نواحی مختلف نئوکورتیکال تقویت می‌کند و در طول زمان خاطرات دور پایداری را تشکیل می‌دهد که اکنون می‌تواند توسط نشانه‌های مختلف ایجاد شود.

شکل ۱۵-۴ مناطق مربوط به رمزگذاری حافظه‌های صریح. قشر جلوی مغز و قشر پاراهیپوکامپ مغز در هنگام رمزگذاری خاطرات فعال هستند. خروجی هیپوکامپ از طریق سابیکولوم و قشر آنتورینال خارج می‌شود و مدارها را در بسیاری از نواحی نئوکورتیکال تقویت می‌کند و خاطرات دور پایداری را تشکیل می‌دهد که می‌تواند با نشانه‌های مختلف ایجاد شود. (اصلاح شده از Rugg MD: خاطرات از این ساخته شده است. Science 1998; 281:1151.)

در انسان، تخریب دو طرفه هیپوکامپ شکمی، یا بیماری آلزایمر و فرآیندهای بیماری مشابه که نورون‌های CA1 آن را از بین می‌برند، می‌توانند باعث نقص‌های چشمگیر در حافظه کوتاه‌مدت شوند. انسان‌هایی که چنین تخریبی دارند، حافظه فعال و حافظه راه دور دست نخورده دارند. فرآیندهای حافظه ضمنی آنها عموماً دست نخورده است. آنها تا زمانی که روی کاری که انجام می‌دهند تمرکز کنند از نظر حافظه آگاهانه عملکرد مناسبی دارند. با این حال، اگر حتی برای مدت بسیار کوتاهی حواسشان پرت شود، تمام خاطره کاری که انجام می‌دادند و کاری را که پیشنهاد انجام دادند از بین می‌رود. بنابراین آنها قادر به یادگیری جدید هستند و خاطرات قبلی قبلی را حفظ می‌کنند، اما نمی‌توانند خاطرات بلندمدت جدیدی را تشکیل دهند.

هیپوکامپ ارتباط نزدیکی با قشر پاراهیپوکامپ پوشاننده در لوب فرونتال داخلی دارد (شکل ۱۵-۴). فرآیندهای حافظه در حال حاضر نه تنها با fMRI بلکه با اندازه‌گیری پتانسیل‌های برانگیخته (پتانسیل‌های مرتبط با رویداد؛ ERP) در بیماران صرعی با الکترودهای کاشته‌شده مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. وقتی آزمودنی‌ها کلمات را به یاد می‌آورند، فعالیت در لوب فرونتال چپ و قشر پاراهیپوکامپ چپ آنها افزایش می‌یابد، اما زمانی که آنها تصاویر یا صحنه‌ها را به خاطر می‌آورند، فعالیت در لوب پیشانی راست آنها و قشر پاراهیپوکامپ در هر دو طرف انجام می‌شود.

اتصالات هیپوکامپ به دی انسفالون نیز در حافظه نقش دارد. برخی از افراد مبتلا به آسیب مغزی مرتبط با الکلیسم دچار اختلال در حافظه اخیر می‌شوند و از دست دادن حافظه به خوبی با وجود تغییرات پاتولوژیک در بدن مایلاری که از طریق فورنیکس اتصالات وابران گسترده ای به هیپوکامپ دارد، ارتباط دارد. اجسام پستانی از طریق مجرای مامیلوتالاموس به سمت تالاموس قدامی‌پیش می‌روند و در میمون‌ها، ضایعات تالاموس باعث از دست دادن حافظه اخیر می‌شود. از تالاموس، الیاف مربوط به حافظه به قشر جلوی مغز و از آنجا به پیش‌مغز قاعده‌ای پیش می‌روند. از هسته بازالیس Meynert در پیش مغز قاعده ای، یک برآمدگی کولینرژیک منتشر به تمام نئوکورتکس، آمیگدال و هیپوکامپ می‌رود. از دست دادن شدید این فیبرها در بیماری آلزایمر رخ می‌دهد.

آمیگدال ارتباط نزدیکی با هیپوکامپ دارد و به رمزگذاری و یادآوری خاطرات باردار عاطفی مربوط می‌شود. در طول بازیابی خاطرات ترسناک، ریتم تتا آمیگدال و هیپوکامپ با هم هماهنگ می‌شوند. در انسان‌های عادی، رویدادهای مرتبط با احساسات قوی بهتر از رویدادهای بدون بار هیجانی به یاد می‌آیند، اما در بیماران مبتلا به ضایعات دو طرفه آمیگدال، این تفاوت وجود ندارد.

Confabulation یک وضعیت جالب است که البته به خوبی درک نشده است که گاهی اوقات در افراد مبتلا به ضایعات قسمت‌های شکمی‌میانی لوب‌های فرونتال رخ می‌دهد. این افراد در تست‌های حافظه عملکرد ضعیفی دارند، اما به طور خود به خود رویدادهایی را توصیف می‌کنند که هرگز رخ نداده اند. این را “دروغ صادقانه” می‌نامند.

حافظه بلند مدت

در حالی که فرآیند رمزگذاری برای حافظه صریح کوتاه مدت شامل هیپوکامپ می‌شود، خاطرات طولانی مدت در قسمت‌های مختلف نئوکورتکس ذخیره می‌شوند. ظاهراً بخش‌های مختلف حافظه‌ها – دیداری، بویایی، شنوایی و غیره – در نواحی قشری مربوط به این عملکردها قرار دارند و قطعات با تغییرات طولانی مدت در قدرت انتقال در اتصالات سیناپسی مربوطه به هم گره می‌خورند. با یادآوری خاطره، همه اجزا به هوش می‌آیند.

هنگامی‌که خاطرات بلند مدت ایجاد شد، می‌توان آنها را به خاطر آورد یا توسط تعداد زیادی انجمن مختلف به آنها دسترسی داشت. به عنوان مثال، خاطره یک صحنه زنده نه تنها با یک صحنه مشابه، بلکه با صدا یا بوی مرتبط با صحنه و با کلماتی مانند “صحنه”، “روشن” و “نما” قابل یادآوری است. بنابراین، هر حافظه ذخیره شده باید چندین مسیر یا کلید داشته باشد. علاوه بر این، بسیاری از خاطرات دارای یک جزء احساسی یا «رنگ» هستند، به عبارت ساده‌تر، خاطرات می‌توانند خوشایند یا ناخوشایند باشند.

عجیب و غریب بودن و آشنایی

جالب است که تحریک برخی از قسمت‌های لوب تمپورال در انسان باعث تغییر در تفسیر محیط اطراف می‌شود. به عنوان مثال، هنگامی‌که محرک اعمال می‌شود، آزمودنی ممکن است در یک مکان آشنا احساس غریبگی کند یا ممکن است احساس کند آنچه اکنون اتفاق می‌افتد قبلاً اتفاق افتاده است. بروز حس آشنایی یا احساس غریبگی در موقعیت‌های مناسب احتمالاً به فرد عادی کمک می‌کند تا با محیط سازگار شود. در محیط‌های عجیب و غریب، فرد هوشیار و مراقب است، در حالی که در محیط آشنا، هوشیاری آرام است. احساس نامناسب آشنایی با رویدادهای جدید یا در محیط جدید از نظر بالینی به عنوان پدیده دژاوو شناخته می‌شود که از واژه‌های فرانسوی به معنای “از قبل دیده شده” است. این پدیده گاه به گاه در افراد عادی رخ می‌دهد، اما ممکن است به صورت‌هاله (احساس بلافاصله قبل از تشنج) در بیماران مبتلا به صرع لوب تمپورال نیز رخ دهد.

بیماری آلزایمر و زوال عقل پیری

بیماری آلزایمر شایع ترین اختلال عصبی مرتبط با افزایش سن است. کاهش حافظه در ابتدا به صورت از دست دادن حافظه اپیزودیک خود را نشان می‌دهد که مانع از یادآوری وقایع اخیر می‌شود. از دست دادن حافظه کوتاه مدت با از دست دادن کلی عملکردهای شناختی و سایر عملکردهای مغز، بی قراری، افسردگی، نیاز به مراقبت مداوم و در نهایت مرگ همراه است. جعبه بالینی ۱۵-۳ علت شناسی و استراتژی‌های درمانی برای درمان بیماری آلزایمر را شرح می‌دهد.

جعبه بالینی ۱۵-۳

بیماری آلزایمر

بیماری آلزایمر در ابتدا در افراد میانسال مشخص می‌شد و وخامت مشابه در افراد مسن از نظر فنی زوال عقل پیری از نوع آلزایمر است، اگرچه اغلب فقط بیماری آلزایمر نامیده می‌شود. تصور می‌شود که هر دو عامل ژنتیکی و محیطی در اتیولوژی این بیماری نقش دارند. اکثر موارد پراکنده هستند، اما یک شکل خانوادگی از بیماری (حدود ۵ درصد موارد را تشکیل می‌دهد) در شکل زودرس بیماری دیده می‌شود. در این موارد، این بیماری به دلیل جهش در ژن‌های پروتئین پیش ساز آمیلوئید در کروموزوم ۲۱، پرسنیلین I در کروموزوم ۱۴، یا پرسنیلین II در کروموزوم ۱ ایجاد می‌شود. این بیماری به صورت اتوزومال غالب منتقل می‌شود، بنابراین فرزندان همان نسل مبتلا به این بیماری هستند. ۵۰/۵۰ احتمال ابتلا به بیماری آلزایمر خانوادگی اگر یکی از والدین آنها مبتلا باشد. هر جهش منجر به تولید بیش از حد پروتئین β-آمیلوئید موجود در پلاک‌های عصبی می‌شود. زوال عقل پیری می‌تواند ناشی از بیماری عروقی و سایر اختلالات باشد، اما بیماری آلزایمر شایع ترین علت است که ۵۰ تا ۶۰ درصد موارد را تشکیل می‌دهد. بیماری آلزایمر در ۸ تا ۱۷ درصد از جمعیت بالای ۶۵ سال وجود دارد که با افزایش سن شیوع آن به طور پیوسته افزایش می‌یابد (تقریباً هر ۵ سال پس از رسیدن به سن ۶۰ سالگی دو برابر می‌شود). در افراد ۹۵ سال و بالاتر، بروز ۴۰ تا ۵۰ درصد است. تخمین زده می‌شود که تا سال ۲۰۵۰، ۱۶ میلیون نفر در سن ۶۵ سال و بالاتر تنها در ایالات متحده به بیماری آلزایمر مبتلا خواهند شد. اگرچه به نظر می‌رسد شیوع این بیماری در زنان بیشتر است، اما این ممکن است به دلیل طول عمر طولانی تر آنها باشد زیرا میزان بروز در مردان و زنان مشابه است. بیماری آلزایمر به اضافه سایر اشکال زوال عقل پیری یک مشکل عمده پزشکی است.

نکات برجسته هراپوتیک

هدف تحقیق شناسایی استراتژی‌هایی برای جلوگیری از وقوع، به تاخیر انداختن شروع، کند کردن پیشرفت یا کاهش علائم بیماری آلزایمر است. استفاده از مهارکننده‌های استیل کولین استراز (مثلاً ریواستیگمین، دونپزیل، یا گالانتامین) در مراحل اولیه بیماری باعث افزایش در دسترس بودن استیل کولین در شکاف سیناپسی می‌شود. این امر در بهبود اختلال عملکرد شناختی جهانی وعده‌هایی را نشان داده است، اما در این بیماران اختلالات یادگیری و حافظه وجود ندارد. این داروها همچنین در حدود ۵۰ درصد موارد مورد مطالعه، تشدید علائم را تا ۱۲ ماه به تاخیر می‌اندازند. داروهای ضد افسردگی (مانند پاروکستین، ایمی‌پرامین) برای درمان افسردگی در بیماران آلزایمر مفید بوده اند. ممانتین (یک آنتاگونیست گیرنده NMDA) از سمیت تحریکی ناشی از گلوتامات در مغز جلوگیری می‌کند و برای درمان بیماری آلزایمر متوسط تا شدید استفاده می‌شود. نشان داده شده است که بدتر شدن علائم را در برخی بیماران به تاخیر می‌اندازد. داروهایی که برای جلوگیری از تولید پروتئین‌های بتا آمیلوئید استفاده می‌شوند در دست توسعه هستند. یک مثال R-flurbiprofen است. همچنین تلاش‌هایی برای تولید واکسن‌هایی در حال انجام است که به سیستم ایمنی بدن اجازه می‌دهد تا آنتی‌بادی‌هایی برای حمله به این پروتئین‌ها تولید کند.

شکل ۱۵-۵ برخی از عوامل خطر، فرآیندهای بیماری زا و علائم بالینی مرتبط با ناهنجاری‌های سلولی را که در بیماری آلزایمر رخ می‌دهد، خلاصه می‌کند. نشانه‌های سیتوپاتولوژیک بیماری آلزایمر، گره‌های نوروفیبریلاری درون سلولی است که در بخشی از اشکال هیپرفسفریله پروتئین تاو که به طور معمول به میکروتوبول‌ها متصل می‌شود، و پلاک‌های پیری خارج سلولی، که هسته ای از پپتیدهای β-آمیلوئید احاطه شده توسط فیبرهای عصبی و دوباره فعال شده اند تشکیل شده است. سلول‌ها. شکل ۱۵-۶ یک سلول عصبی طبیعی را با سلولی که ناهنجاری‌های مرتبط با بیماری آلزایمر را نشان می‌دهد، مقایسه می‌کند.

شکل ۱۵-۵ روابط عوامل خطر، فرآیندهای بیماری زا، و علائم بالینی با ناهنجاری‌های سلولی در مغز در طول بیماری آلزایمر. (از Kandel ER، Schwartz JH، Jessell TM [ویراستاران]: Principles of Neural Science، ویرایش چهارم McGraw-Hill، ۲۰۰۰.)

شکل ۱۵-۶ مقایسه یک نورون طبیعی و یک نورون با ناهنجاری‌های مرتبط با بیماری آلزایمر. علائم سیتوپاتولوژیک درهم پیچیده‌های نوروفیبریلاری داخل سلولی و پلاک‌های پیری خارج سلولی هستند که هسته‌ای از پپتیدهای β-آمیلوئید دارند که توسط رشته‌های عصبی تغییر یافته و سلول‌های گلیال واکنش‌پذیر احاطه شده‌اند. (از Kandel ER، Schwartz JH، Jessell TM [ویراستاران]: Principles of Neural Science، ویرایش چهارم McGraw-Hill، ۲۰۰۰.)

پپتیدهای β-آمیلوئید محصولات یک پروتئین معمولی، پروتئین پیش ساز آمیلوئید (APP)، یک پروتئین غشایی هستند که از تمام سلول‌های عصبی به داخل مایع خارج سلولی (ECF) نفوذ می‌کند. این پروتئین در سه مکان مختلف به ترتیب توسط α-سکرتاز، β-سکرتاز و γ-سکرتاز هیدرولیز می‌شود. هنگامی‌که APP توسط α-سکرتاز هیدرولیز می‌شود، محصولات پپتیدی غیر سمی‌تولید می‌شوند. با این حال، هنگامی‌که توسط β-سکرتاز و γ-سکرتاز هیدرولیز می‌شود، پلی پپتیدهایی با ۴۰-۴۲ اسید آمینه تولید می‌شوند. طول واقعی به دلیل تغییر در محلی که γ-سکرتاز زنجیره پروتئین را قطع می‌کند متفاوت است. این پلی پپتیدها سمی‌هستند که سمی‌ترین آنها Aβσ۱-۴۲ است. پلی پپتیدها توده‌های خارج سلولی را تشکیل می‌دهند که می‌توانند به گیرنده‌های AMPA و کانال‌های یونی Ca2+ بچسبند و هجوم Ca2+ را افزایش دهند. پلی پپتیدها همچنین یک پاسخ التهابی را با تولید درهم و برهم درون سلولی آغاز می‌کنند. سلول‌های آسیب دیده در نهایت می‌میرند.

یک یافته جالب که ممکن است پیامدهای فیزیولوژیکی گسترده ای داشته باشد، مشاهده است – که اکنون در یک مطالعه آینده نگر دقیق تایید شده است – که فعالیت‌های ذهنی پر تلاش مکرر، مانند انجام جدول کلمات متقاطع دشوار و بازی‌های رومیزی، شروع زوال عقل شناختی ناشی از بیماری آلزایمر و بیماری عروقی توضیح این پدیده «استفاده از آن یا از دست دادن» هنوز ناشناخته است، اما مطمئناً نشان می‌دهد که هیپوکامپ و اتصالات آن مانند سایر بخش‌های مغز و ماهیچه‌های اسکلتی و قلبی انعطاف‌پذیری دارند.

زبان و گفتار

حافظه و یادگیری توابع بخش‌های بزرگی از مغز هستند، اما مراکزی که برخی دیگر از «عملکردهای عالی‌تر سیستم عصبی» را کنترل می‌کنند، به‌ویژه مکانیسم‌های مربوط به زبان، کم و بیش در نئوکورتکس قرار دارند. گفتار و سایر عملکردهای فکری به ویژه در انسان – گونه‌های حیوانی که گوشته نئوکورتیکال در آنها بسیار توسعه یافته است – به خوبی توسعه یافته است.

تخصص تکمیلی نیمکره‌ها در مقابل “سلطه مغزی”

یک گروه از عملکردهای بومی‌سازی شده در نئوکورتکس در انسان شامل موارد مرتبط با زبان است. یعنی درک کلام گفتاری و چاپی و بیان عقاید در گفتار و نوشتار. این یک واقعیت ثابت شده است که عملکردهای زبان انسان بیشتر به یک نیمکره مغز بستگی دارد تا به نیمکره دیگر. این نیمکره با دسته بندی و نمادسازی سروکار دارد و اغلب نیمکره غالب نامیده می‌شود. با این حال، نیمکره دیگر به سادگی کمتر توسعه یافته یا “غیر غالب” نیست. در عوض، در حوزه روابط مکانی-زمانی تخصصی است. این نیمکره است که به عنوان مثال به شناسایی اشیاء از طریق فرم آنها و تشخیص مضامین موسیقی می‌پردازد. همچنین نقش اصلی را در تشخیص چهره ایفا می‌کند. در نتیجه، مفهوم “تسلط مغزی” و یک نیمکره غالب و غیر غالب با مفهوم تخصصی شدن مکمل نیمکره‌ها جایگزین شده است، یکی برای فرآیندهای تحلیلی-تحلیلی (نیمکره طبقه ای) و دیگری برای روابط بصری-فضایی (نیمکره بازنمایی). نیمکره طبقه ای مربوط به عملکردهای زبان است، اما تخصص نیمکره در میمون‌ها نیز وجود دارد، بنابراین قبل از تکامل زبان است. جعبه بالینی ۱۵-۴ کسری‌هایی را که در افراد دارای ضایعات نمایشی یا طبقه ای نیمکره رخ می‌دهد، توصیف می‌کند.

جعبه بالینی ۱۵-۴

ضایعات نیمکره‌های بازنمایی و طبقه بندی

ضایعات در نیمکره طبقه بندی اختلالات زبانی ایجاد می‌کنند، در حالی که ضایعات گسترده در نیمکره بازنمایی ایجاد نمی‌کنند. درعوض، ضایعات در نیمکره بازنمایی، استریوگنوزیس (ناتوانی در شناسایی اشیاء با احساس آنها) و سایر آگنوزیاها را ایجاد می‌کنند. آگنوزیا اصطلاح کلی است که برای ناتوانی در تشخیص اشیا با یک روش حسی خاص استفاده می‌شود، حتی اگر خود حالت حسی دست نخورده باشد. ضایعات ایجاد کننده این نقایص عموماً در لوب جداری هستند. ضایعات لوبول جداری تحتانی، ناحیه ای در قسمت خلفی لوب جداری که نزدیک به لوب اکسیپیتال است، به خصوص زمانی که در نیمکره بازنمایی هستند، باعث بی توجهی و غفلت یک طرفه می‌شود. افراد مبتلا به چنین ضایعاتی هیچ گونه نقص ظاهری اولیه بینایی، شنوایی یا جسمی‌ندارند، اما محرک‌های قسمت طرف مقابل بدن خود یا فضای اطراف این قسمت‌ها را نادیده می‌گیرند. این منجر به عدم مراقبت از نیمی‌از بدن خود و در موارد شدید، به موقعیت‌هایی می‌شود که در آن افراد نیمی‌از صورت خود را می‌تراشند، نیمی‌از بدن خود را لباس می‌پوشند یا نیمی‌از هر صفحه را می‌خوانند. این ناتوانی در کنار هم قرار دادن تصویری از فضای بصری در یک طرف به دلیل تغییر توجه بصری به سمت ضایعه مغزی است و می‌تواند با استفاده از عینک‌های حاوی منشور بهبود یابد، اگر کاملاً اصلاح نشود. تخصص نیمکره به سایر قسمت‌های قشر مغز نیز گسترش می‌یابد. بیماران با ضایعات در نیمکره طبقه بندی شده در مورد ناتوانی خود آشفته و اغلب افسرده هستند، در حالی که بیماران با ضایعات در نیمکره نمایشی گاهی اوقات بی توجه و حتی سرخوش هستند. ضایعات قسمت‌های مختلف نیمکره طبقه ای باعث ایجاد آفازی روان، غیر روان و آنومیک می‌شود. اگرچه آفازی‌ها توسط ضایعات نیمکره طبقه ای ایجاد می‌شوند، ضایعات در نیمکره بازنمایی نیز اثراتی دارند. به عنوان مثال، آنها ممکن است توانایی گفتن یک داستان یا شوخی را مختل کنند. آنها همچنین ممکن است توانایی سوژه را برای دریافت هدف یک شوخی و به طور گسترده تر، درک معنای تفاوت در عطف و “رنگ” گفتار مختل کنند. این یک نمونه دیگر از روش تخصصی بودن نیمکره‌ها به جای غالب و غیر غالب بودن است.

نکات برجسته درمانی

درمان آگنوزیا و آفازی علامتی و حمایتی است. به افراد مبتلا به آگنوزیا می‌توان تمریناتی را آموزش داد تا به آنها کمک کند اشیایی را که برای استقلال ضروری هستند شناسایی کنند. درمان برای افراد مبتلا به آفازی به آنها کمک می‌کند تا از توانایی‌های زبانی باقی مانده استفاده کنند، مشکلات زبانی را جبران کنند و روش‌های دیگر برقراری ارتباط را بیاموزند. برخی از افراد مبتلا به آفازی بهبودی را تجربه می‌کنند اما اغلب برخی از ناتوانی‌ها باقی می‌مانند. عواملی که بر میزان بهبود تأثیر می‌گذارند عبارتند از علت و میزان آسیب مغزی، ناحیه ای از مغز که آسیب دیده است و سن و سلامت فرد. نشان داده شده است که درمان‌های رایانه‌ای بازیابی بخش‌های خاصی از گفتار را بهبود می‌بخشد و همچنین راهی جایگزین برای برقراری ارتباط می‌دهد.

تخصص نیمکره مربوط به دستی است. به نظر می‌رسد دست بودن از نظر ژنتیکی تعیین شده است. در ۹۶ درصد از افراد راست دست که ۹۱ درصد از جمعیت انسان را تشکیل می‌دهند، نیمکره چپ نیمکره غالب یا طبقه بندی شده است و در ۴ درصد باقی مانده نیمکره راست غالب است. تقریباً در ۱۵٪ از افراد چپ دست، نیمکره راست نیمکره طبقه بندی شده است و در ۱۵٪ هیچ جانبی واضحی وجود ندارد. با این حال، در ۷۰٪ باقی مانده از چپ دست‌ها، نیمکره چپ نیمکره طبقه بندی شده است. جالب است که ناتوانی‌های یادگیری مانند نارساخوانی (به کادر بالینی ۱۵-۵ مراجعه کنید)، یک اختلال در توانایی یادگیری خواندن، در چپ دست‌ها ۱۲ برابر بیشتر از راست دست‌ها شایع است، احتمالاً به دلیل وجود برخی ناهنجاری‌های اساسی در نیمکره چپ منجر به تغییر در دستی در اوایل رشد شد. با این حال، استعدادهای فضایی چپ دست‌ها ممکن است بسیار بالاتر از حد متوسط باشد. تعداد نامتناسب زیادی از هنرمندان، موسیقیدانان و ریاضیدانان چپ دست هستند. به دلایل نامعلوم، طول عمر چپ دست‌ها کمی‌اما به طور قابل توجهی کمتر از راست دست‌ها است.

جعبه بالینی ۱۵-۵

نارساخوانی

نارساخوانی، که یک اصطلاح گسترده برای اختلال در توانایی خواندن است، با مشکلاتی در یادگیری نحوه رمزگشایی در سطح کلمه، املا، و خواندن دقیق و روان با وجود داشتن سطح هوش طبیعی یا حتی بالاتر از حد معمول مشخص می‌شود. این اغلب به دلیل یک ناهنجاری ارثی است که ۵٪ از جمعیت را تحت تاثیر قرار می‌دهد و شیوع مشابهی در پسران و دختران دارد. نارساخوانی شایع ترین و شایع ترین ناتوانی‌های یادگیری شناخته شده است. اغلب با اختلال کمبود توجه همراه است. بسیاری از افراد مبتلا به علائم نارساخوانی در مهارت‌های حافظه کوتاه مدت و مشکلات پردازش زبان گفتاری نیز مشکل دارند. اگرچه علت دقیق آن ناشناخته است، نارساخوانی منشأ عصبی دارد. نارساخوانی اکتسابی اغلب به دلیل آسیب مغزی در نواحی کلیدی زبان نیمکره چپ رخ می‌دهد. همچنین، در بسیاری از موارد، کاهش جریان خون در شکنج زاویه ای در نیمکره طبقه ای وجود دارد. نظریه‌های متعددی برای توضیح علل نارساخوانی وجود دارد. فرضیه واج شناختی این است که نارساخوان‌ها در بازنمایی، ذخیره و/یا بازیابی صداهای گفتاری دچار اختلال خاصی هستند. تئوری پردازش سریع شنوایی پیشنهاد می‌کند که نقص اولیه درک صداهای کوتاه یا به سرعت متغیر است. تئوری بصری این است که نقص در بخش بزرگ سلولی سیستم بینایی پردازش را کند می‌کند و همچنین منجر به نقص آوایی می‌شود. نقایص گفتاری انتخابی بیشتری نیز شرح داده شده است. به عنوان مثال، ضایعات محدود به قطب گیجگاهی چپ باعث ناتوانی در بازیابی نام مکان‌ها و افراد می‌شود، اما توانایی بازیابی اسامی‌مشترک، یعنی نام اشیاء غیر منحصر به فرد را حفظ می‌کند. قابلیت بازیابی افعال و صفت نیز دست نخورده است.

نکات برجسته درمانی

درمان‌های کودکان مبتلا به نارساخوانی اغلب بر استراتژی‌های تعدیل‌شده آموزشی متکی است که شامل درگیری حواس مختلف (شنوایی، بینایی و لامسه) برای بهبود مهارت‌های خواندن است. هر چه زودتر تشخیص داده شود و مداخلات اعمال شود، پیش آگهی بهتر است.

برخی از تفاوت‌های آناتومیک بین دو نیمکره ممکن است با تفاوت‌های عملکردی مرتبط باشد. Planum temporale، ناحیه ای از شکنج گیجگاهی فوقانی که در پردازش شنوایی مرتبط با زبان درگیر است، به طور منظم در سمت چپ بزرگتر از سمت راست است (شکل ۱۰-۱۳ را ببینید). همچنین در سمت چپ مغز شامپانزه‌ها بزرگتر است، اگرچه زبان تقریباً منحصراً یک ویژگی انسانی است. مطالعات تصویربرداری نشان می‌دهد که سایر قسمت‌های سطح بالایی لوب تمپورال چپ در افراد راست‌دست بزرگ‌تر است، لوب پیشانی راست معمولاً ضخیم‌تر از سمت چپ است و لوب پس سری چپ پهن‌تر است و در سراسر خط وسط بیرون زده است. تفاوت‌های شیمیایی نیز بین دو طرف مغز وجود دارد. به عنوان مثال، غلظت دوپامین در مسیر سیاهی در سمت چپ در انسان‌های راست دست بیشتر است، اما در سمت راست در چپ دست‌ها بیشتر است. اهمیت فیزیولوژیکی این تفاوت‌ها ناشناخته است.

در بیماران مبتلا به اسکیزوفرنی، مطالعات MRI کاهش حجم ماده خاکستری را در سمت چپ در هیپوکامپ قدامی، آمیگدال، شکنج پاراهیپوکامپ و شکنج گیجگاهی فوقانی خلفی نشان داده است. میزان کاهش شکنج گیجگاهی فوقانی چپ با میزان تفکر اختلال در این بیماری ارتباط دارد. همچنین ناهنجاری‌های ظاهری سیستم‌های دوپامینرژیک و جریان خون مغزی در این بیماری وجود دارد.

فیزیولوژی زبان

زبان یکی از پایه‌های اساسی هوش انسان و بخش کلیدی فرهنگ بشری است. نواحی اولیه مغز مربوط به زبان در امتداد و نزدیک شکاف سیلوین (شیار مغزی جانبی) نیمکره طبقه بندی شده قرار دارند. ناحیه ای در انتهای خلفی شکنج گیجگاهی فوقانی به نام ناحیه Wernicke (شکل ۱۵-۷) با درک اطلاعات شنیداری و دیداری مرتبط است. از طریق ناحیه کمانی fasciculusto Broca در لوب فرونتال بلافاصله در جلوی انتهای تحتانی قشر حرکتی بیرون می‌زند. ناحیه بروکا اطلاعات دریافتی از ناحیه ورنیکه را به یک الگوی دقیق و هماهنگ برای صداسازی پردازش می‌کند و سپس الگو را از طریق یک ناحیه بیان گفتار در اینسولا به قشر حرکتی می‌فرستد، که حرکات مناسب لب‌ها، زبان و حنجره را برای تولید آغاز می‌کند. سخن، گفتار. توالی احتمالی رویدادهایی که هنگام نامگذاری یک شیء بصری توسط سوژه رخ می‌دهد در شکل ۱۵-۸ نشان داده شده است. به نظر می‌رسد شکنج زاویه ای پشت ناحیه ورنیکه اطلاعات کلمات خوانده شده را به گونه ای پردازش می‌کند که می‌توانند به اشکال شنیداری کلمات در ناحیه ورنیکه تبدیل شوند.

شکل ۱۵-۷ مکان برخی از مناطق در نیمکره طبقه بندی شده که با عملکردهای زبان مرتبط هستند. ناحیه ورنیکه در انتهای خلفی شکنج گیجگاهی فوقانی قرار دارد و به درک اطلاعات شنوایی و بصری مربوط می‌شود. از طریق فاسیکلوس قوسی به ناحیه بروکا در لوب فرونتال منعکس می‌شود. ناحیه بروکا اطلاعات دریافتی از ناحیه ورنیکه را به یک الگوی دقیق و هماهنگ برای صداسازی پردازش می‌کند و سپس الگو را از طریق یک ناحیه بیان گفتار در اینسولا به قشر حرکتی می‌فرستد، که حرکات مناسب لب‌ها، زبان و حنجره را برای تولید گفتار آغاز می‌کند.

شکل ۱۵-۸ مسیری که توسط تکانه‌ها طی می‌شود، زمانی که یک سوژه یک شی بصری را شناسایی می‌کند که بر روی بخش افقی مغز انسان پخش می‌شود. اطلاعات از هسته ژنیکوله جانبی در تالاموس به قشر بینایی اولیه، به نواحی بحرانی بصری مرتبه بالاتر و به شکنج زاویه ای منتقل می‌شود. سپس اطلاعات از ناحیه ورنیکه به منطقه بروکاس از طریق فاسیکلوس قوسی منتقل می‌شود. ناحیه بروکا اطلاعات را به صورت یک الگوی دقیق و هماهنگ برای صداسازی پردازش می‌کند و سپس الگو را از طریق ناحیه مفصل گفتاری در اینسولا به قشر حرکتی می‌فرستد، که حرکات مناسب لب‌ها، زبان و حنجره را برای تولید گفتار آغاز می‌کند.

جالب است که در افرادی که زبان دوم را در بزرگسالی یاد می‌گیرند، fMRI نشان می‌دهد که بخشی از ناحیه بروکا که به آن مربوط می‌شود مجاور اما جدا از منطقه مربوط به زبان مادری است. با این حال، در کودکانی که در اوایل زندگی دو زبان را یاد می‌گیرند، تنها یک حوزه با هر دو درگیر است. البته به خوبی شناخته شده است که کودکان راحت تر از بزرگسالان به زبان دوم تسلط می‌یابند.

اختلالات زبان

آفازی‌ها ناهنجاری‌هایی در عملکرد زبان هستند که به دلیل نقص بینایی یا شنوایی یا فلج حرکتی نیستند. آنها توسط ضایعات در نیمکره طبقه ای ایجاد می‌شوند (به کادر بالینی ۱۵-۴ مراجعه کنید). شایع ترین علت آمبولی یا ترومبوز رگ خونی مغز است. طبقه بندی‌های مختلفی از آفازی‌ها منتشر شده است، اما یک طبقه بندی راحت آنها را به آفازی‌های غیر روان، روان و آنومیک تقسیم می‌کند. در آفازی غیر روان، ضایعه در ناحیه بروکا است. گفتار کند است و کلمات به سختی به دست می‌آیند. بیمارانی که آسیب شدیدی به این ناحیه وارد می‌کنند به دو یا سه کلمه محدود می‌شوند که با آن می‌توان تمام معنا و احساس را بیان کرد. گاهی اوقات کلماتی که حفظ می‌شوند، کلماتی هستند که در زمان آسیب یا تصادف عروقی که باعث آفازی شده است، گفته می‌شود.

در یکی از اشکال آفازی روان، ضایعه در ناحیه Wernicke است. در این حالت، گفتار خود طبیعی است و گاهی اوقات بیماران بیش از حد صحبت می‌کنند. با این حال، آنچه آنها می‌گویند مملو از اصطلاحات و نئولوژیزم‌هایی است که معنای کمی‌دارند. بیمار همچنین نمی‌تواند معنای کلمات گفتاری یا نوشتاری را درک کند، بنابراین سایر جنبه‌های استفاده از زبان به خطر می‌افتد.

شکل دیگری از آفازی روان وضعیتی است که در آن بیماران می‌توانند نسبتاً خوب صحبت کنند و درک شنوایی خوبی داشته باشند اما نمی‌توانند قسمت‌هایی از کلمات را کنار هم بگذارند یا کلمات را تداعی کنند. این آفازی هدایتی نامیده می‌شود زیرا تصور می‌شد به دلیل ضایعات فاسیکلوس قوسی شکلی است که نواحی Wernicke و Broca را به هم متصل می‌کند. با این حال، اکنون به نظر می‌رسد که به دلیل ضایعات نزدیک قشر شنوایی در شکنج پریسیلویان خلفی است.

هنگامی‌که یک ضایعه به شکنج زاویه‌ای در نیمکره طبقه‌ای آسیب می‌زند بدون اینکه بر نواحی ورنیکه یا بروکا تأثیر بگذارد، در گفتار یا درک اطلاعات شنوایی مشکلی وجود ندارد. در عوض درک زبان نوشتاری یا تصاویر مشکل دارد، زیرا اطلاعات بصری پردازش و به منطقه Wernicke منتقل نمی‌شود. نتیجه وضعیتی به نام آفازی آنومیک است.

ضایعات جدا شده ای که باعث نقص انتخابی توصیف شده در بالا می‌شوند در برخی از بیماران رخ می‌دهد، اما تخریب مغز اغلب عمومی‌تر است. در نتیجه، اغلب بیش از یک شکل آفازی وجود دارد. اغلب، آفازی عمومی‌(جهانی) است که شامل عملکردهای دریافتی و بیانی است. در این شرایط، گفتار کم و ناروا است. نوشتن در تمام آفازی‌هایی که گفتار غیر طبیعی است، غیر طبیعی است، اما مدارهای عصبی درگیر ناشناخته هستند. علاوه بر این، افراد ناشنوا که دچار ضایعه در نیمکره طبقه بندی می‌شوند، توانایی خود را برای برقراری ارتباط در زبان اشاره از دست می‌دهند.

مشخص شده است که لکنت با تسلط راست مغز و فعالیت بیش از حد گسترده در قشر مخ و مخچه مرتبط است. این شامل افزایش فعالیت ناحیه حرکتی تکمیلی است. گزارش شده است که تحریک بخشی از این ناحیه باعث ایجاد خنده می‌شود که مدت و شدت خنده متناسب با شدت محرک است.

شناخت چهره‌ها

بخش مهمی‌از ورودی بصری به لوب گیجگاهی تحتانی می‌رود، جایی که نمایش اشیا، به ویژه چهره‌ها، ذخیره می‌شود (شکل ۱۵-۹). چهره‌ها به ویژه در تشخیص دوستان از دشمن و وضعیت عاطفی کسانی که دیده می‌شوند، مهم هستند. در انسان، ذخیره و تشخیص چهره‌ها در لوب گیجگاهی تحتانی راست در افراد راست دست بیشتر نشان داده می‌شود، اگرچه لوب چپ نیز فعال است. آسیب به این ناحیه می‌تواند باعث پروسوپاگنوزیا، ناتوانی در تشخیص چهره شود. بیماران مبتلا به این ناهنجاری می‌توانند اشکال را تشخیص داده و آنها را تکثیر کنند. آن‌ها می‌توانند افراد را از روی صدایشان تشخیص دهند و بسیاری از آن‌ها وقتی چهره‌های آشنا را در مقابل چهره‌های ناآشنا می‌بینند، پاسخ‌های خودمختار نشان می‌دهند. با این حال، آنها نمی‌توانند چهره‌های آشنا را که می‌بینند شناسایی کنند. نیمکره چپ نیز درگیر است، اما نقش نیمکره راست اصلی است. حضور یک پاسخ خودمختار به یک چهره آشنا در غیاب تشخیص با فرض وجود یک مسیر پشتی جداگانه برای پردازش اطلاعات در مورد چهره‌ها توضیح داده شده است که تنها در سطح ناخودآگاه به شناسایی منجر می‌شود.

شکل ۱۵-۹ نواحی در نیمکره راست مغز، در افراد راست دست که مربوط به تشخیص چهره است. بخش مهمی‌از ورودی بصری به لوب گیجگاهی تحتانی می‌رود، جایی که بازنمایی اشیاء، به ویژه چهره‌ها، ذخیره می‌شود. در انسان، ذخیره و تشخیص چهره‌ها در لوب گیجگاهی تحتانی راست در افراد راست دست بیشتر نشان داده می‌شود، اگرچه لوب چپ نیز فعال است. (اصلاح شده از Szpir M: Accustomed to your face. Am Sci 1992; 80:539.)

محلی سازی سایر عملکردها

استفاده از اسکن fMRI و PET همراه با مطالعه بیماران مبتلا به سکته مغزی و آسیب‌های سر، بینش بیشتری را در مورد روش‌هایی که پردازش سریال اطلاعات حسی باعث ایجاد شناخت، استدلال، درک و زبان می‌شود، فراهم کرده است. تجزیه و تحلیل مناطق مغز درگیر در محاسبات حسابی دو ناحیه را برجسته کرده است. در قسمت تحتانی لوب فرونتال سمت چپ ناحیه ای وجود دارد که مربوط به اعداد و محاسبات دقیق است. ضایعات لوب فرونتال می‌توانند باعث ایجاد آکالکولیا شوند که یک اختلال انتخابی در توانایی ریاضی است. مناطقی در اطراف شیارهای داخل جداری هر دو لوب جداری وجود دارد که مربوط به نمایش دیداری فضایی اعداد و احتمالاً شمارش انگشتان است.

دو ساختار زیر قشری سمت راست در ناوبری دقیق در انسان نقش دارند. یکی هیپوکامپ سمت راست است که به یادگیری مکان‌ها مربوط می‌شود و دیگری هسته دمی‌سمت راست است که حرکت به سمت مکان‌ها را تسهیل می‌کند. مردان مغز بزرگتری نسبت به زنان دارند و گفته می‌شود که از مهارت‌های فضایی و توانایی حرکتی برتر برخوردارند.

سایر نقایصی که در بیماران مبتلا به ضایعات قشر موضعی دیده می‌شود، به عنوان مثال، ناتوانی در نامگذاری حیوانات است، اگرچه توانایی نامگذاری سایر موجودات و اشیاء زنده دست نخورده است. یک بیمار با ضایعه جداری چپ در نیمه دوم و نه نیمه اول کلمات مشکل داشت. برخی از بیماران با ضایعات پاریتواکسیپیتال فقط با حروف صامت می‌نویسند و حروف صدادار را حذف می‌کنند. الگویی که از مطالعات این نوع به دست می‌آید، یکی از پردازش‌های متوالی دقیق اطلاعات در نواحی موضعی مغز است. تحقیقات اضافی از این نوع باید درک ما را از عملکرد نئوکورتکس بسیار گسترش دهد.

خلاصه ی فصل

تصویر حافظه به دو دسته آشکار (اعلامی) و ضمنی (غیر اعلانی) تقسیم می‌شود. صریح بیشتر به معنایی و اپیزودیک تقسیم می‌شود. ضمنی بیشتر به یادگیری اولیه، رویه ای، انجمنی و یادگیری غیر اجتماعی تقسیم می‌شود.

حافظه اعلانی هیپوکامپ و لوب تمپورال داخلی را برای احتباس درگیر می‌کند. پرایمینگ به نئوکورتکس بستگی دارد. حافظه رویه ای در جسم مخطط پردازش می‌شود. یادگیری تداعی برای پاسخ‌های عاطفی به آمیگدال و برای پاسخ‌های حرکتی به مخچه وابسته است. یادگیری غیر اجتماعی وابسته به مسیرهای بازتابی مختلف است.

شکل پذیری سیناپسی توانایی بافت عصبی برای تغییر است که توسط LTP (افزایش اثربخشی فعالیت سیناپسی) یا LTD (کاهش اثربخشی فعالیت سیناپسی) پس از ادامه استفاده منعکس می‌شود. عادت کردن شکل ساده ای از یادگیری است که در آن یک محرک خنثی بارها تکرار می‌شود. حساسیت عبارت است از وقوع طولانی پاسخ‌های پس سیناپسی تقویت شده پس از اینکه محرکی که فرد به آن عادت کرده است یک یا چند بار با یک محرک مضر جفت شود.

بیماری آلزایمر با از دست دادن تدریجی حافظه کوتاه مدت و به دنبال از دست دادن کلی عملکرد شناختی مشخص می‌شود. علائم سیتوپاتولوژیک بیماری آلزایمر درهم پیچیده‌های نوروفیبریلاری داخل سلولی و پلاک‌های پیری خارج سلولی است.

نیمکره‌های طبقه ای و نمایشی به ترتیب برای فرآیندهای تحلیلی-تحلیلی و روابط دیداری-فضایی هستند. ضایعات در نیمکره طبقه بندی باعث ایجاد اختلالات زبانی می‌شوند، در حالی که ضایعات در نیمکره نمایشی باعث ایجاد ناهنجاری می‌شوند.

image آفازی‌ها ناهنجاری‌های عملکرد زبان هستند و در اثر ضایعات در نیمکره طبقه ای ایجاد می‌شوند. آنها بر اساس محل ضایعات مغزی به عنوان روان (ناحیه ورنیکه)، غیر روان (ناحیه بروکا) و آنومیک (شکنج زاویه ای) طبقه بندی می‌شوند.

سوالات چند گزینه ای

برای همه سؤالات، بهترین پاسخ را انتخاب کنید، مگر اینکه دستور دیگری داده شود.

۱- یک جوان ۱۷ ساله در اثر تصادف با موتور سیکلت دچار آسیب مغزی شد. او بیهوش بود و سریعاً به اورژانس بیمارستان محلی منتقل شد. سی تی اسکن انجام شد و مداخلات مناسب انجام شد. حدود ۶ ماه بعد او هنوز نقص حافظه داشت. کدام یک از موارد زیر برای نشان دادن رابطه بین یک ناحیه مغز و یک نوع حافظه به درستی جفت شده است؟

الف) هیپوکامپ و حافظه ضمنی

ب) نئوکورتکس و یادگیری انجمنی

ج) لوب گیجگاهی داخلی و حافظه اعلامی

د) شکنج زاویه ای و حافظه رویه ای

ه) مخطط و پرایمینگ

۲- کیاسم بینایی و جسم پینه ای در سگ برش داده می‌شود و با پوشاندن چشم راست به حیوان آموزش داده می‌شود که با دیدن مربع قرمز پارس کند. سپس چشم راست باز شده و چشم چپ پوشیده می‌شود. حیوان در حال حاضر

الف) به مربع قرمز پاسخ نمی‌دهد زیرا مربع تکانه‌هایی تولید نمی‌کند که به قشر اکسیپیتال سمت راست می‌رسد.

ب) به مربع قرمز پاسخ نمی‌دهد زیرا حیوان دارای همیانوپی دوتمپورال است.

ج) در صورت برش دادن قسمت خلفی، به مربع قرمز پاسخ نمی‌دهد.

د) پاسخ به مربع قرمز تنها پس از بازآموزی.

ه) با وجود عدم ورودی به قشر اکسیپیتال چپ، فوراً به مربع قرمز پاسخ می‌دهد.

۲- یک مرد ۳۲ ساله بیش از ۱۰ سال به صرع لوب تمپورال داخلی مبتلا بود. این باعث از دست دادن دو طرفه عملکرد هیپوکامپ شد. در نتیجه، ممکن است از این فرد انتظار داشته باشد که یک

الف) ناپدید شدن خاطرات از راه دور.

ب) از دست دادن حافظه فعال.

ج) از دست دادن توانایی رمزگذاری رویدادهای گذشته نزدیک در حافظه بلند مدت.

د) از دست دادن توانایی به یاد آوردن چهره‌ها و فرم‌ها، اما نه توانایی به یاد آوردن کلمات چاپی یا گفتاری.

ه) تولید واکنش‌های عاطفی نامناسب هنگام یادآوری رویدادهای گذشته نزدیک.

۳- زن ۷۰ ساله ای از پله‌ها به پایین سقوط کرد و سرش به پیاده رو سیمانی برخورد کرد. تروما باعث خونریزی شدید داخل جمجمه شد. علائمی‌که او ممکن است تجربه کند به ناحیه ای از مغز که بیشتر تحت تأثیر قرار گرفته است بستگی دارد. کدام یک از موارد زیر به اشتباه جفت شده است؟

الف) آسیب به لوب جداری نیمکره بازنمایی: بی توجهی و غفلت یک طرفه

ب) از دست دادن نورون‌های کولینرژیک در هسته بازالیس Meynert و نواحی مربوط به جلو مغز: از دست دادن حافظه اخیر

ج) آسیب به بدن پستانداران: از دست دادن حافظه اخیر

د) آسیب به شکنج زاویه ای در نیمکره طبقه بندی شده: آفازی غیر روان

ه) آسیب به ناحیه بروکا در نیمکره طبقه بندی شده: گفتار آهسته

۴- نیمکره بازنمایی بهتر از نیمکره طبقه بندی شده است

الف) توابع زبان.

ب) شناخت اشیا از طریق شکل آنها.

ج) درک کلمات چاپ شده.

د) درک کلمات گفتاری.

ه) محاسبات ریاضی.

۵- یک زن ۶۷ ساله دچار سکته مغزی شد که به انتهای خلفی شکنج گیجگاهی فوقانی آسیب رساند. یک ضایعه در ناحیه ورنیکه در نیمکره طبقه‌ای باعث می‌شود که او این کار را انجام دهد

الف) حافظه کوتاه مدت خود را از دست می‌دهد.

ب) آفازی غیر روان را تجربه می‌کند که در آن او با صدای آهسته و متوقف کننده صحبت می‌کند.

ج) تجربه دژاوو.

د) به سرعت صحبت کنید اما کمی‌منطقی است، که مشخصه آفازی روان است.

ه) توانایی تشخیص چهره را از دست می‌دهد که به آن prosopagnosia می‌گویند.

۶- کدام یک از موارد زیر به احتمال زیاد در تولید LTP دخیل نیست؟

الف) نه

ب) Ca2+

ج) گیرنده‌های NMDA

د) هیپرپلاریزاسیون غشا

ه) دپلاریزاسیون غشا

۷- یک زن ۷۹ ساله پس از پیاده روی صبحگاهی خود در یافتن راه بازگشت به خانه با مشکل مواجه شده است. شوهرش همچنین خاطرنشان کرده است که او برای انجام کارهای معمول در خانه زمان بیشتری می‌برد و اغلب به نظر می‌رسد گیج است. او امیدوار است که این فقط به دلیل “کهولت سن” باشد، اما نگران است که ممکن است نشانه ای از بیماری آلزایمر باشد. کدام یک از موارد زیر نشانه قطعی این بیماری است؟

الف) از دست دادن حافظه کوتاه مدت.

ب) وجود توده‌های نوروفیبریلاری داخل سلولی و پلاک‌های نورتیک خارج سلولی با هسته ای از پپتیدهای β-آمیلوئید.

ج) جهش در ژن‌های پروتئین پیش ساز آمیلوئید (APP) در کروموزوم ۲۱.

د) برگشت سریع علائم با استفاده از مهارکننده‌های استیل کولین استراز.

ه) از دست دادن نورون‌های کولینرژیک در هسته بازالیس Meynert.

---

---

---

---

---

منابع

CHAPTER RESOURCES

Aimone JB, Wiles J, Gage FH: Computational influence of adult neurogenesis on memory encoding. Neuron 2009;61:187.

Andersen P, Morris R, Amaral D, Bliss T, O’Keefe J: The Hippocampus Book. Oxford University Press, 2007.

Bird CM, Burgess N: The hippocampus and memory: Insights from spatial processing. Nature Rev Neurosci 2008;9:182.

Eichenbaum H: A cortical-hippocampal system for declarative memory. Nat Neurosci Rev 2000;1:41.

Goodglass H: Understanding Aphasia. Academic Press, 1993.

Ingram VM: Alzheimer’s disease. Am Scientist 2003;91:312.

Kandel ER: The molecular biology of memory: A dialogue between genes and synapses. Science 2001;294:1028.

LaFerla FM, Green KN, Oddo S: Intracellular amyloid-β in Alzheimer’s disease. Nature Rev Neurosci 2007;8:499.

Ramus F: Developmental dyslexia: Specific phonological defect or general sensorimotor dysfunction. Curr Opin Neurobiol 2003;13:212.

Russ MD: Memories are made of this. Science 1998;281:1151.

Selkoe DJ: Translating cell biology into therapeutic advances in Alzheimer’s disease. Nature 1999;399 (Suppl): A23.

Shaywitz S: Dyslexia. N Engl J Med 1998;338:307.

Squire LR, Stark CE, Clark RE: The medial temporal lobe. Annu Rev Neurosci 2004;27:279.

Squire LR, Zola SM: Structure and function of declarative and nondeclarative memory systems. Proc Natl Acad Sci 1996;93:13515.

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---