Johan Dahlin
9d186a13b2
12 KiB
Högre funktioner VT 2026 Hemisfärer.pdf
OCR Transcript
- Pages: 31
- OCR Engine: pymupdf
- Quality Score: 1.00
Page 1
Hemisfärer - specialisering Ingela Hammar Avd för fysiologi
Page 2
Hemisfärsspecialisering a) Sensoriska, motoriska och kognitiva funktioner som bearbetas på ett differentierat sätt i höger och vänster hemisfär b) Neuroanatomiska skillnader i volym av grå substans och vit substans Förekommer hos både vertebrater och invertebrater. Förutsättningarna för lateralisering etableras under fosterstadiet (foster i vecka 23 uppvisar skillnader i volym och struktur grå substans) Bidula & Kroliczak (2015) Eur J Neuroscience
Page 3
Varför lateralisering? “ A crucial advantage that lateralization may offer is to increase neural capacity, because specializing one hemisphere for a particular function leaves the other hemisphere free to perform other (additional) functions. This would allow brain evolution to avoid useless duplication of functions in the two hemispheres, thus saving on neural circuitry” (Levy 1977). ”lateralization…..is likely to be a convenient way of preventing the simultaneous initiation of incompatible responses”
Page 4
Lateralisering “The general picture emerging from research on vertebrate species is that the left hemisphere is used to categorize stimuli and control established behavior with focused attention Even left hemispheric specialization for speech in humans seems to be an elaboration of this hemisphere's superiority in sequential processing The right hemisphere is specialized to respond to novel and threatening stimuli (e.g., predators), to control escape responses and to express intense emotions” (Rogers L.J Genesis 2014)
Page 5
VÄNSTER HEMISFÄR Routine/established patterns of behavior in familiar circumstances Focused attention to specific targets Responds to large differences between objects/categorizes objects and other stimuli (e.g., pebbles versus grain) Top-down processes/guided by learned instructions Sequential processing HÖGER HEMISFÄR Attention to unexpected/novel stimuli Easily distracted, notices small differences between stimuli Bottom-up processes/Stimulus driven Expresses intense emotion Detection of and escape from predators Face recognition Social cognition
Page 6
Corpus callosum The excitatory model proposes that the corpus callosum conveys information from one hemisphere to the other, shares the information between the hemispheres, and integrates bilateral sensory signals unilateral damage can result in bilateral effects! The majority of callosal synapses are glutamatergic.
Page 7
Lateralisering hos däggdjur Röd: vänster hemisfär Blå: höger hemsfär Grön: commissurala förbindelser Jämförelse förekomst av förbindelser mellan hemisfärerna hos olika däggdjur Ju högre grad av lateralisering, ju större behov av commissurala förbindelser (i bilden jämförs råtta, macaque-apa, människa)
Page 8
Lateralisering frontalloben Språkfunktioner Talande/dominanthemisfär: vänster Tyst/icke-dominant hemisfär: höger Skilj från vokalisering: PAG (t ex jama; skratt, gråt, skrik) “Even left hemispheric specialization for speech in humans seems to be an elaboration of this hemisphere's superiority in sequential processing”
Page 9
Lateralisering parietalloben Mönster och helhet Spatiell perception (egen kroppsuppfattning) Tyst/icke-dominant hemisfär by Catherine E. Myers. Copyright © 2006 Memory Loss and the Brain Artwork copyright © 2000 Ann L. Myers
Page 10
Parietalloben – mönster och helhet
Page 11
Parietalloben – mönster och helhet
Page 12
(No content)
Page 13
Lateralisering parietalloben Skada vänster/dominant/talande hemisfär: Gerstman syndrom (höger-vänster-konfusion, fingeragnosi, dysgrafi, dyskalkuli) Skada höger/icke-dominant/ tyst hemisfär: Spatiell perception skadad (kroppsuppfattning, neglekt) “Neglect is primarily a disorder of attention whereby patients characteristically fail to orientate, to report or to respond to stimuli located on the contralesional side” (Ward J , 2006)
Page 14
Kommunikation höger och vänster parietalcortex Koch G et al. Neuroscientist 2012;19:208-217 Copyright © by SAGE Publications Hos friska personer samspelar höger och vänster parietalcortex. Ömsesidig hämning snarare än excitation? En skada i höger parietalcortex leder till en minskad inhibition av vänster parietalcortex Disinhibitionen resulterar i hyperexcitabilitet i intakt hemisfär.
Page 15
( Shipton et al PNAS 2014) Lateralisering temporalloben Hippocampus Unilateral inhibition av hippocampus tillräckligt för att skada korttidsminne Endast inhibition av vänster sidas hippocampus leder till defekt långtidsminne hos möss Lateralisering av funktioner i både hippocampus och amygdala Amygdala Aktivering av höger /vänster amygdala beroende på stimulus. Höger amygdala ökad aktivitet vid smärta oavsett vilken kroppshalva som är skadad. (Allen et al Progress in Neurobiology 2021)
Page 16
Hänthet Handedness: The preferential use of one hand for most fine manual tasks Nästan 90% av alla människor är högerhänta oavsett ursprung Debuterar redan i fosterlivet ( tumsugning) Arkeologiska fynd påvisar dominans av högerhänthet också i exv redskap och i målningar
Page 17
Hänthet och ärftlighet Loci ( 4st) associerade med vänsterhänthet nyligen identifierade Lokaliserade i olika kromosomer ( 2,6,17,22) Gener kopplade till neuronal morfogenes, differentiering, migration/axonal guidance och gliogenes Män tendens vänsterhänthet i större utsträckning än kvinnor ( antal repetitioner av gen lokaliserad på x-kromosomen) (Wiberg et al, Brain 2019) Föräldrars handpreferens sannolikhet två högerhänta föräldrar 0.02 en högerhänt/en vänsterhänt förälder 0.17 två vänsterhänta föräldrar 0.46 Sannolikhet för vänsterhänthet
Page 18
Hänthet i världen – var och hur många? Ungefär 10% av populationen är vänsterhänt Metastudie över flera geografiska områden ( 2,3 milj människor) Lokal variation (lokala traditioner och acceptans av vänsterhänthet) Hög andel: Nederländerna: 12,95%, UAE 12,9%, Israel 12,88%, Puerto Rico 12.3 % I andra länder betydligt lägre andel vänsterhänta: Kina 2,6%, Indonesien 3,39%, Vietnam 4,26%, Taiwan 4,9% ( Ocklenburg 2023)
Page 19
Hänthet och hemisfärsdominans Hänthet Talcentrum antal vänster höger bilateralt Höger 140 96 4 0 Vänster 122 70 15 15 Majoriteten av både högerhänta och vänsterhänta individer har en dominant vänster hemisfär Bland vänsterhänta är det vanligare med talcentrum bilateralt eller i höger hemisfär (Rasmussen och Milner 1977) Hänthet och hemisfärsdominans:
Page 20
Majoriteten (inkluderande både höger- vänster-dominant hemisfär för talfunktion och vänsterhänta) har Handpreferens för gester (inkluderande teckenspråk för döva) kan vara en bättre prediktor för vilken hemisfär som är dominant för tal än hänthet: vänster hemisfär för höger hand preferens för gester, och tvärtom Vänsterhänta exkluderas ofta från vetenskapliga studier i syfte att minska variansen i datamängden, men utgör en naturlig del av populationen. Hänthet
Page 21
Hänthet – vad gör händerna? Unimanuell uppgift: Dominant hand: används för att sträcka ut handen och greppa ett föremål (reaching) Dominant hand används för avancerad finmotorik Bimanuell uppgift: -Dominant hand manipulation av ett föremål -Icke-dominant hand stabiliserar ett föremål Bimodal distribution med tydlig förskjutning åt ena eller andra extremen Ambidexter – förmåga att använda båda händerna lika skickligt
Page 22
The Edinburgh Handedness Survey (self-report questionnaire) Which hand do you prefer, and do you ever use your other hand, for the following tasks:
- Writing
- Drawing
- Throwing
- Cutting with Scissors
- Cutting with a knife (no fork)
- Spooning something out
- Teethbrushing
- Sweeping (upper hand on broom)
- Striking a match
- Opening a box lid Handpreferens (se ovan) och hand performance (motorisk skicklighet) ofta men inte nödvändigtvis korrelerade Oldfield, R. C. (1971) The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory. Neuropsychologia, 9(1): 97-113.
Page 23
Handedness in nature: First evidence on manual laterality on bimanual coordinated tube task in wild primates American Journal of Physical Anthropology Volume 148, Issue 1, pages 36-44, 13 MAR 2012 DOI: 10.1002/ajpa.22038 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ajpa.22038/full#fig1 “….predominance of right-handedness particularly in large samples of captive chimpanzees—our closest relative—for specific complex tasks such as bimanual feeding, coordinated bimanual actions, bipedal reaching, throwing, gestural communication….” Anatomiska skillnader i cortikala strukturer (planum temporale) Liknar människans men ej lika uttalade Primater: chimpanser och babianer högerhänta i stor utsträckning
Page 24
Laterality in tool manufacture by crows Avancerad redskapstillverkning kräver komplexa nervcellsnätverk Fördel med lateralisering? Vissa fågelarter (kråkor, papegojor) har högre densitet neuron än primater i vissa delar av hjärnan Kråkfåglar och papegojor prefererar vänsterfot/klo Hunt et al Nature 2001
Page 25
Fotpreferens Fot-preferens 79% föredrar höger fot, dvs 10% färre än som anses vara högerhänta. Etablerat runt 5-års ålder och sedan stabilt resten av livet Skillnad kan bero på att samhället prefererar högerhänthet och att vänsterhänta lär sig göra en del saker med höger hand ändå, vilket inte är fallet med fotpreferens
Page 26
Komplexa funktioner Skador på höger hemisfär kan påverka funktioner som bearbetas i flera lober Igenkänning eget ansikte : frontoparietalcortex Hos de flesta lokaliserad i höger hemsfär Skador ger försämrad förmåga känna igen eget ansikte i spegel Lateralisering och hänthet: a) Majoritet vänsterlateraliserade språk b) Majoriteten högerlateraliserade ansiktsigenkänning Grupp vänsterhänta med högerdominans tal och vänsterdominans ansiktsigenkänning H V Morita et al 2020
Page 27
Wada test eller Sodium-amythal test. En snabbverkande barbiturat injiceras i ena sidans carotis vilket leder till att fr.a. ena hemisfären bedövas i ungefär tio minuter. Används för att bedöma dominant/talande hemisfär. Att undersöka lateralisering 1
Page 28
Att undersöka lateralisering 2 Tachistoskop; bild visas < 200ms för ena hemisfären
Page 29
Att undersöka lateralisering 3 Split-brain patienter : commisurotomi, corpus callosum avskuren Tachistokskop: Patienterna kan benämna det som visas för dominant/talande hemisfär. “If the word "spoon" is flashed on the right visual field (to the left hemisphere), and the subject is asked what they saw, the subject says "spoon". If it's flashed on the other side (to the right hemisphere), the subject says they saw "nothing". However, with their left hand (under the control of the right hemisphere), they pick out a spoon from a collection of assorted objects. “ Tachistoskop; bild visas < 200ms för ena hemisfären Midsagittal MRI of split-brain patient, showing the complete absence of callosal fibers (Prete et al 2016)
Page 30
Att undersöka lateralisering 3b Vänster hemisfär Höger hemisfär Cengage learning (2011)
Page 31
Att undersöka lateralisering 4 Imaging/Avancerad avbildningsteknik fMRI ( funktionell magnet resonans imaging) PET TMS (transkraniell magnet- stimulering) EEG