Προ-εγχειρητική απεικόνιση του ανθρώπινου εγκεφάλου με την τεχνική της απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού

Abstract

Η απαίτηση για τη διατήρηση των βασικών λειτουργιών του ανθρώπου μετά από χειρουργεία στον εγκέφαλο γέννησε την ανάγκη για την λειτουργική απεικόνιση των λειτουργιών αυτών προ-εγχειρητικά με στόχο την χαρτογράφηση τους στον εγκέφαλο και την αποφυγή εξαίρεσης τους. Οι λειτουργίες της κίνησης, του λόγου, της μνήμης και της όρασης είναι μόνο κάποιες από τις λειτουργίες που μπορούν να χαρτογραφηθούν προεγχειρητικά. Στα πρώιμα στάδια της λειτουργικής απεικόνισης, το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα γνώρισε άνθιση. Γρήγορα όμως φάνηκε ανεπαρκής μεθοδολογία για την απεικόνιση πιο σύνθετων λειτουργιών όπως είναι ο λόγος. Η επεμβατική τεχνική της ενδοκαρωτιδικής αμυτάλης χρησιμοποιήθηκε και αξιολογήθηκε εκτενώς για την εύρεση του ημισφαιρίου πλαγίωσης του λόγου και πλέον θεωρείται η χρυσή σταθερά για την αξιολόγηση των υπόλοιπων τεχνικών. Η επεμβατική της φύση όμως έκανε τους νευροφυσιολόγους να ψάχνουν εναλλακτικές τεχνικές. Στην σύγχρονη εποχή, η λειτουργική απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού έχει κερδίσει έδαφος στην προ-εγχειρητική εκτίμηση, με τα περισσότερα κέντρα παγκοσμίως (96%) να διαθέτουν την δυνατότητα διενέργειας της τεχνικής, ενώ αντίθετα η τεχνική της ενδοκαρωτιδικής αμυτάλης να έχει υποχωρήσει με μόλις το 76% των κέντρων να διαθέτουν την δυνατότητα διενέργειας της. Στην Ελλάδα, τα κέντρα που διαθέτουν λειτουργική απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού είναι ελάχιστα. Επιπλέον αυτού, δεν υπάρχουν διαδικασίες για την απεικόνιση του λόγου με την τεχνική της λειτουργικής απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού που να έχουν επιβεβαιωθεί για την εγκυρότητα τους και για την ικανότητα τους να χαρτογραφούν με επιτυχία το δίκτυο του λόγου αξιόπιστα σε όλα τα υποκείμενα. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, αναζητούμε να επιβεβαιώσουμε την αξιοπιστία και την εγκυρότητα ακόμα και στην ανάλυση σε επίπεδο υποκειμένου ενός πρωτοκόλλου διαδικασιών λόγου στην ελληνική γλώσσα. Για το σκοπό αυτό, μεταφράστηκε και μεταφέρθηκε στην ελληνική γλώσσα και πολιτισμό ένα πρωτόκολλο που έχει ήδη επιβεβαιωθεί στην βιβλιογραφία στην αγγλική γλώσσα. Είκοσι υγιείς εθελοντές με μητρική γλώσσα την ελληνική επιστρατεύτηκαν για να εκτελέσουν τις διαδικασίες αυτές και να ευρεθούν οι περιοχές που αναμένονται ενεργοποιημένες στον υγιή πληθυσμό. Οι λήψεις των δεδομένων πραγματοποιήθηκε στην κλινική «Άγιος Λουκάς», Θεσσαλονίκη, Ελλάδα. Βρέθηκαν ενεργοποιημένες και οι έξι κρίσιμες για το λόγο περιοχές, η περιοχή του Broca, η περιοχή του Wernicke, η περιοχή του Exner, η γωνιώδης έλικα, η συμπληρωματική κινητική περιοχή και η βασική μοίρα του κροταφικού λοβού. Βρέθηκαν επιπλέον ενεργοποιήσεις στο αντίθετο από την πλαγίωση του λόγου ημισφαίριο της παρεγκεφαλίδα καθώς και κάποιες συστάδες στον θάλαμο, τον φακοειδή πυρήνα και τον ιππόκαμπο. Στην συνέχεια της διδακτορικής διατριβής αναζητάμε μία εναλλακτική τεχνική στην τεχνική της στατιστικής ανάλυσης του γενικού γραμμικού μοντέλου. Έναυσμα προς αυτή την κατεύθυνση είναι η αδυναμία του γενικού γραμμικού μοντέλου να χαρτογραφήσει ικανοποιητικά τις ενεργοποιημένες περιοχές σε υποκείμενα που είτε αδυνατούν να συνεργαστούν κατά τις διαδικασίες είτε αδυνατούν να παραμείνουν ακίνητα με αποτέλεσμα ο θόρυβος να εμπλέκεται με τις ενεργοποιήσεις του εγκεφάλου καθιστώντας τα αποτελέσματα αναξιόπιστα. Η εναλλακτική τεχνική που μελετήθηκε στην παρούσα διδακτορική διατριβή είναι η ανάλυση ανεξάρτητων μεταβλητών που είναι ικανή να εξάγει τις πηγές που συνθέτουν το αρχικό σήμα της λειτουργικής απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού. Δείχνουμε ότι η ανάλυση ανεξάρτητων μεταβλητών είναι ικανή να παράξει αξιόπιστα αποτελέσματα στο 89.59% των σαρώσεων ενώ το γενικό γραμμικό μοντέλο κατάφερε να παράγει αξιόπιστα αποτελέσματα μόνο στο 88.03% των σαρώσεων. Το πιο σημαντικό, όμως, είναι ότι ο συνδυασμός και των δύο τεχνικών έχουν την ικανότητα να παράγουν αξιόπιστα αποτελέσματα στο 92.66% των σαρώσεων βελτιώνοντας την ευαισθησία της λειτουργικής απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού διαδικασιών λόγου.