健康与医学

创伤性脑损伤研究的新创新

Lynne Ann Barker是创伤性脑损伤(TBI)领域的先驱。她的工作旨在了解大脑创伤如何导致患者行为和认知能力的变化。她还致力于开发评估认知能力的新实验方法,包括将烹饪等真实任务纳入计算机模拟,目的是提高诊断这些改变生活的伤害的速度和效率。

冠状面显示中脑结构腔隙性梗死,导致患者持续疼痛。

大脑是一个极其复杂的器官。在一个比足球还小的空间里,有1000亿个细胞以难以想象的复杂方式连接在一起。从这种复杂性中产生了我们人类的所有行为。从我们甚至没有意识到的隐性(无意识)过程,到执行功能:与目标导向行为(如计划和目标寻找)相关的高阶过程。

大脑可能是人体中最复杂、最复杂的器官,但它也是最珍贵、最脆弱的器官。大脑受损对有机体来说可能是灾难性的,导致认知障碍,可能导致终生的衰弱症状。林恩·安·巴克(Lynne Ann Barker)和她的同事们正在研究大脑损伤如何导致认知障碍,并开发诊断和治疗创伤性脑损伤的新技术。

年轻的心,精致的头脑
巴克一直渴望解决的一个问题是,年龄是否在大脑对损伤的反应中发挥作用。所谓的“潜在缺陷假说”表明,生命早期(17-25岁)遭受的损伤可能比晚年(28岁及以上)遭受的损伤产生更大的持久认知障碍。2006年,Barker和他的同事们通过一项研究解决了这个问题,研究对象是头部受伤并导致大脑额叶区域受损的人。他们通过一系列测试来评估参与者的执行能力和内隐(无意识)认知能力,并对年轻和年长的参与者进行了比较。有趣的是,尽管在执行功能上没有差异,但与那些在生活中受伤较晚的人相比,年轻的一群人在内隐认知功能上表现出更大的缺陷。

巴克博士认为,由于成年早期发生的大脑发育的关键时期,博士认为差异可能是由于脑发育的关键。她写道:“我们现在只开始充分理解,17-25岁的大脑之间的迅速形态变化赋予创伤性脑损伤对认知的更大影响以及情绪障碍,精神病和饮食的第一次发病率的增加在这个年龄段的混乱范围“

在青少年神经发育的这一时期发生的形态变化的确切性质以及它们如何导致大脑损伤的脆弱性仍在研究中,但希望在这一领域的继续工作将继续产生进一步的见解。

潜意识
有趣的是,贝克博士和她的研究小组注意到,这些青少年表现出内隐和执行功能的缺陷。在神经心理学中,内隐,也被称为隐性或无意识,大脑功能描述的是对潜意识或未被注意的刺激的反应。以前人们认为这些类型的认知能力比他们的执行能力受脑损伤的影响要小。事实上,Barker博士的工作有助于强调脑外伤后内隐认知变化的重要性。

Cog-LAB任务中烹饪物品的部分截图。

她的2006年学习这项研究是第一个通过经验严格的群体研究表明,在头部损伤的情况下脱毛认知受损。她的团体将20名头部伤害和I.Q队列的患者进行了比较。和年龄匹配的控制。两组接受MRI扫描和四个测试的电池,以确定其隐含认知能力。这些测试包括串行反应时间任务(SRT),仅仅是曝光效果任务,自动刻板印象激活和隐藏的协同变化检测。伤害的影响很清楚 - 脑创伤的人在隐性认知的四个测试中的三个中表现较差。有趣的是,SRT任务的性能与执行职能的综合措施相关,这表明这两个方面的认知关系。实际上,作者表明隐式和明确的认知可能相互作用,以产生TBI后观察到的功能障碍行为。而这个领域似乎是注意到这一点 - 在这项工作的出版物之后,已经重新关注了潜意识损害的作用,可以在TBI的行为叛逃中发挥作用。

大脑可能是人体中最复杂、最复杂的器官,但它也是最珍贵、最脆弱的器官。

巴克博士认识到,鉴于对TBI的隐性损伤的影响更加强调,需要更好地测试这些赤字的方法。为此,她已经编程了许多使用Psyscope运行的SRT任务的多种变体,该计算机程序允许研究人员设计和运行心理学实验。根据Barker博士的说法,隐含赤字的重要性往往被忽视:“我们在SRT任务上辛苦,试验并改进它,以确保它可靠地捕获了默契过程”。这项艰苦的工作似乎已经回复;使用改进的SRT试验测试的脑损伤中几乎每一个脑损伤中的一个都表现出损害,而与健康对照相比,损伤。这些研究包括在内大脑科学特殊的问题大脑知道的比它承认的要多:无意识过程对认知和情感的控制.这个集合突出了捕捉隐性认知过程的最佳实验方法。

然而,人们不应该认为巴克博士只对潜意识感兴趣;她一直是认知神经科学中关于执行功能研究的主要声音。她认为,在如何缩小理论和治疗之间的差距方面,需要跨学科的统一方法、技术的改进和更广泛的共识,以确保脑损伤患者得到可能的最佳治疗。读者可能会有兴趣找出她为这个问题写的一篇社论行为神经科学前沿,标题:“执行功能:指挥、交响乐团还是交响乐团?”在正常和非典型群体中,朝着跨学科统一理论和实践的统治和实践。

做一些很棒的东西
除了她对脑损伤的潜在生物学的开拓性工作之外,巴克博士还导致了创新的新诊断认知障碍方式的发展。她是第一个认识到现代技术进步的首批可以用于设计更复杂的神经认知测试。目前,认知缺陷的诊断是昂贵且耗时的。然而,她意识到现代计算提供了设计可以加速这一过程的自动化测试的机会。

Barker博士希望利用这一新兴技术来设计模拟真实世界任务的测试。她指出:“在现实生活中,当一个人遭受脑损伤或处于神经退行性疾病的早期阶段时,像烹饪这样的复杂任务往往会受到显著影响,因为它们需要多种认知功能的协调。”考虑到这一点,她设计了一项基于任务的认知障碍测试,以烹饪模拟为中心。这个名为Cog-LAB的烹饪任务(CT)原型能够同时测量认知功能的多个不同方面。在2015年的一项研究行为神经科学的边疆Barker博士和他的同事获得了一些关于Cog-LAB功效的初步数据。目的是要看看CT与更传统的认知测试相比如何。为此,46名未受损的参与者参加了CT以及标准化神经心理学任务的各种子测试。这一比较的结果是,CT表现良好,提供了一个原则证明,Cog-LAB可以作为一种新的方法来确定脑损伤患者的认知损害。在初步研究发表后,Barker博士的工作在2016年获得了MEDIPEX NHS创新奖,随后获得了MRC概念信心奖,用于开发Cog-LAB。

脑损伤是因人而异的
另一种大有希望的创新方法是使用扫描技术来观察眼睛的变化,这可能是脑损伤的早期预警信号。在最近发表的一项研究中巴克博士和他的同事比较了奥运会拳击手和对照组患者,看他们是否能检测到眼睛内不同结构的变化。利用光学相干断层扫描(OCT)技术,研究小组发现拳击手的黄斑和视网膜神经纤维层(RNFL)变薄了。这是一个令人激动的概念验证的技术可以提供一个更有效的方法来诊断脑外伤,以及潜在的损害提供早期预警信号,可能没有达到阈值产生显著的认知障碍与当前的方法能够检测到。

Cog-LAB可作为判定颅脑损伤患者认知功能损害的新方法。

未来
最近,这项研究发表在《眼与脑》杂志上,读者现在可以了解更多有关这项眼睛扫描研究的信息。至于Cog-LAB,它的未来在于一项计划中的临床试验,旨在评估它在各种神经损伤患者(即TBI、中风和早期痴呆)中的表现。这项研究的目的是评估与传统诊断方法相比,该测试的可用性、可靠性和敏感性,鉴于迄今为止的工作显示出的前景,人们对结果非常期待。

个人反应

你的一系列系列反应时任务的实验版本如何帮助阐明隐性认知在创伤性脑损伤后的缺陷中的作用?

隐性过程是指当我们在思考其他事情时发生的事情。通常被忽视的是,它们在阅读和回应他人的意图和手势中发挥着至关重要的作用,促进了社会认知的许多方面。大脑创伤会破坏社交功能。我们辛苦地完成SRT任务,对其进行试验和改进,以确保它可靠地捕获隐性过程。在这项任务中,几乎每一个脑损伤(> 150)的人都比没有脑损伤的人表现出损伤:基本功能丧失。目前,我的一个博士生(Leanne Greene)正在研究这种损失是如何导致社会缺陷的。

本文是在研究团队的批准下创建的。这是一个合作制作,由那些特色的支持,免费援助,全球分发。

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