Rannsóknaraðferðir til að skoða heilann, (1)
Í fimmta kaflanum þá erum við að talað um aðferðir, það er að segja rannsóknaraðferðir sem við notuð til þess að, að skoða heilann.
Í þessum kafla þá lesið þið ekki allan kaflann, stundum segi ég ykkur að þið eigið að lesa allan kaflann en ég er kannski með meiri áherslu á eitthvað eitt heldur en annað.
En í þessum kafla þá ætla ég að sleppa ykkur alveg við suma hluti, þannig að þið lesið bara þær blaðsíður sem eru gefnar upp hér og hitt er þá ekki, ekki hluti af námsefninu í námskeiðinu.
En endilega að lesið það bara ef þið hafið áhuga á því.
Brottnám í tilraunaskyni er í rauninni ein elsta og vinsælasta aðferðin sem er notuð til að kanna virkni heilans en þá er skemmdur eða fjarlægður hluti af heilanum og kannað hvaða áhrif það hefur á hegðun dýrsins.
Það er þá gert ráð fyrir að, að þessi hegðun hafi virkni sem dýrið getur ekki lengur framkvæmt, að því sé þá stýrt af þessu svæði sem var fjarlægt eða skemmt.
Ef við tökum dæmi: dýrið getur ekki lengur séð eftir að, að tiltekið svæði er skemmt. Þá gerum við ráð fyrir að þetta svæði stýrir sjóninni eða einhvers konar sjón úrvinnslu.
Þið munið kannski eftir þessu í fyrsta kaflanum þá var talað um þarna Pierre Flourens og svona tilraunir og svo Paul Broca.
Hann var þá í rauninni að gera sambærilegar tilraunir á fólki, nema hvað að hann var að skoða fólk sem hafði fengið heilablæðingu og í heilablæðingum þá gjarnan skemmist einhver ákveðin svæði í heilanum, einhver lítill hluti.
Og hann rannsakaði fólk sem fékk blæðingu sem olli því að, að það átti erfitt með að tala eða tjá sig eftir á.
Hann gerði þá athugun á hegðuninni, hegðunarbreytingunni hjá þessu fólki, og svo eftir að fólk dó þá fékk hann heila þeirra til krufninga og gat þá skoðað hvaða svæði það var nákvæmlega sem skemmdist hjá þessu fólki sem missti, missti málið það átti erfitt með, með að tjá sig.
Og svo líka töluðum við aðeins í þriðja kaflanum um, um, um Phineas Gage sem fékk járnrör í gegnum heilann og skemmdi þarna hluta af ennisblöðunum og hann varð breyttur, breytt manneskja, persónuleiki hans breyttist í kjölfarið.
Þannig að þessar aðferðir eru gamlar og hafa, hafa kennt okkur mjög mikið um heilann og virkni hans.
Við erum að tala hérna um, sem sagt, brottnám í tilraunaskyni.
En yfirleitt er í rauninni ekki um eiginlegt brottnám að ræða núorðið í svona rannsóknum.
Það er að segja, það eru yfirleitt ekki skorin úr ákveðin svæði í heilanum heldur er skemmd hluti af heilanum.
Og það eru aðallega tvær aðferðir notaðar við það: raftíðni og eitrunarskaði.
Og sem sagt í raftíðniskaðanum þá er stálvír, hann er einangraður nema bara rétt á oddinum, svo er bara borað inn í heilann, vírinn þræddur að því svæði sem vísindafólkið vill rannsaka og svo er gefinn straumur með svona hárri en, en, en breytilegri tíðni.
Þá myndast hiti í kringum oddinn á, á þessum vír og þá skemmist allt sem þar er í kring.
Það skemmast allar frumur, allar taugafrumur, hvort sem, hvort sem þetta eru frumubolir, símar eða hvaða hlutar frumunnar þetta eru það skemmist í rauninni þá allt á ákveðnu svæði í kringum oddinn.
Ókei, þannig að það er raftíðniskaðinn.
Eitrunarskaðinn aftur á móti, hann er gerður þannig, það er líka svona borað, borað inn í, inn í heilann á þeim stað sem þú vilt skemma, en svo er sýra, amínósýru, kainic sýru, sprautað þar inn.
Hún hefur þau áhrif, hún er tekin upp í frumubolum og hún skemmir þess vegna bara frumubolina sem eru á þessu svæði.
Ef það væru til dæmis símar á taugafrumum sem, þar sem frumubolirnir, þú getur verið með frumuboli kannski aftarlega í, í, í höfðinu eða í heilanum, svo liggja símarnir um eitthvert svæði kannski alveg fram, framar í heilann.
Segjum að svæðið sem við værum að rannsaka væri þarna einhvers staðar í miðjunni, ef við mundum nota raftíðniskaða á það svæði, þá myndum við skemma allt á þessu svæði, þessu svæði þarna í miðjunni.
Bæði þar sem, þær frumur, þar sem þær taugafrumur sem væru með frumubolina sína á því svæði og líka þessar taugafrumur sem ættu kannski uppruna sinn, væri með frumubolina í, hérna. hnakkanum og bara símarnir mundu liggja þarna um þetta miðjusvæði.
Raftíðni skaðinn myndi skemma þær líka.
Þannig að eitrunarskaðinn gerir það nefnilega ekki, hann skemmir þá bara þær frumur sem eru með með frumuboli á því svæði sem kainic sýrunni er sprautað.
Þannig að þessi aðferð er sértækari og gefur í rauninni nákvæmari upplýsingar, við getum þá ályktað að svæðið þar sem sýrunni var sprautað að það skemmi, skemmi taugafrumur sem eru með, eigi upptök sín þar, eru með frumubolina þar á því svæði og þá getum við frekar ályktað að á því svæði séu taugafrumurnar sem stýra tiltekinni hegðun sem mögulega dýrin gæti misst í kjölfarið á þessum, þessari skemmd sem við værum að framkalla.
Ég hef verið að tala hérna um að bora inn í heilann á dýrum.
En til að gera það þurfum við, það þarf ákveðin tæki og, og, og upplýsingar um heilann svo það sé hægt að bora inn í heilann á rétta staði.
Það er í kennslubókinni lýst nokkuð vel, svona, það sem kallast hnitastungu [HIK:aðg] aðgerð og tækjabúnaðinum sem er notaður og svona ákveðnum kortum sem eru þá sett upp af heila dýrsins til þess að hægt sé að finna út hvar, hvar við erum staðsett og hvar eigi að bora til þess að, til þess að hitta á réttan stað.
Og þannig að þessum aðferðum er almennt beitt þegar verið er að framkvæma þennan heilaskaða, það er að segja það er notað kort, ákveðið hvar nákvæmlega á að, að framkvæma skemmdina.
Dýrunum er gjarnan komið fyrir í svona, hérna, þetta er svona eins og þvingur til þess að hægt sé að bora inn í gegnum höfuðkúpuna og inn á réttan stað í heilanum.
Og þessar sambærilegar aðferðir eru líka notaðar ekki bara til þess að bora inn og skemma eitthvað því að stundum er verið að bora inn í heilann til að koma fyrir rafskautum ef þarf að örva ákveðin svæði.
Við skoðum það aðeins, hérna, betur líka á eftir í, seinna í kaflanum.
Þegar við erum að bora í gegnum heilann þá gefur alveg augaleið að við getum skemmt eitthvað út frá boruninni.
Ef við ætlum að skemma með til dæmis vír eins og við skoðuðum hérna áðan, eitthvað svæði djúpt inni í heila, þá þurfum við samt að fara í gegnum ekki bara höfuðkúpuna heldur í gegnum fullt af heilavef og heilavefur er náttúrulega bara frumur og þá getum við alveg skemmt fullt af taugafrumum í, í þeirri aðgerð.
Þannig að það er eitthvað sem kallast falskur skaði sem við getum gert í svona rannsóknum.
Það er í rauninni farið í gegnum öll þessi sömu skref, það er að segja að, að, að, hérna, bora í gegnum, gegnum höfuðkúpuna, gegnum heilann, koma fyrir vír á sama stað og, og, og væri gert í raunverulegu rannsókninni nema hvað það verður ekki settur þá þessi straumur á vírinn.
Þannig það væri ekki skemmt svæðið heldur bara farið í gegnum, gegnum þessa aðferð.
Og þá myndi það í rauninni virka eins og, eins og, eins og viðmiðunarhópur í, í svona það sem þið eruð búin að læra um svona í tengslum við sagnfræðirannsóknir.
Þá væri þetta svona eins og viðmiðunarrannsókn, þannig að ef einhver ákveðin skemmd verður við það bara að bora þessa leið í gegnum, gegnum heila þá gætur maður ekki dregið þá ályktun af alvöru rannsókninni að, að, að það, sá skaði sem verður sé bara vegna skemmdar á svæðinu sem er skemmt, skiljið þið?
Þannig að það þarf að rauninni að bera þá rannsóknina þar sem er borað í gegnum höfuðið og heilann og svæðisskemmt, það þarf að bera þá rannsókn saman við þennan falska skaða, það sem er farið í gegnum öll sömu skref nema tiltekna svæðið í heilanum er ekki skemmt og, og skoða í rauninni hvaða áhrif þessi, þessi falski skaði getur þá haft mögulega á hegðun hjá dýrinu.
En þegar er búið að fara í gegnum þessi skref, það er að segja að skemma eitthvert ákveðið svæði í heilanum, skoða hvaða áhrif það hefur á hegðun dýrsins, þá er gjarnan skoðaður heilinn, það er að segja eftir dauða dýrsins og þá og er notað það sem kallast svona vefjafræðilegar aðferðir til þess að, til þess að hægt sé að skoða þá, skoða, skoða heilann og sneiðar í heilanum eftir, eftir dauðann, dauða dýrsins.
Það sem er gert er að fyrst er blóðinu hjá dýrinu, því er skipt út fyrir vökva.
Þannig að það er saltlausn gjarnan dælt inn til þess að, að, að dæla blóðinu út.
Sem er gert til þess að hægt sé að sjá betur öll, öll svæði í heilanum.
Að því loknu þá er heilinn settur í festi.
Algengast er formalín og tilgangurinn með þessum festi er að geyma heilann svo hann skemmist ekki.
Það eru í líkamsvefjum og þar með talið heilanum, þá eru er svona náttúruleg ensím sem sjá um að brjóta niður vefina, breyta í rauninni heilanum bara í graut á einhverjum tíma.
En ef þessi ensím eru skemmd þá brjóta þau ekki heilan niður og það er einmitt það sem festirinn gerir, hann, hann eyðileggur þessi ensím til þess að koma í veg fyrir að þau brjóti heilavefinn niður.
Festirinn passar líka að bakteríur og mygla myndist ekki í þessum, þessum heilavef og þannig að, þannig að festir, það er algengasti festirinn er formalín, hann hefur þá, þá þetta hlutverk til þess að varðveita heilann.
En svo er að því loknu þá er gjarnan notaður vefjaskeri svokallaður.
Það er til þess að skera þá bara heilann í mjög þunnar sneiðar og svo ertu að skoða sneiðarnar undir, undir smásjá.
Þegar verið er að skoða heilavefinn í smásjá þá getur verið rosalega gagnlegt að lita hann.
Af því ef maður skoðar heilavefinn ólitaðan þá sér maður svona frekar grófa mynd af, af, af heilanum eða þessum, þessum, þessum heila, hérna, þessum heilasneiðum.
En það er hægt að nota ýmsar aðferðir til þess að lita og það fer svolítið eftir því hverju maður er að leita að, það er að segja hvað maður vill sjá og þá eru þessi lita, litaefni sem notuð eru ólíkt gerð þannig að, að til dæmis metelín blár, sem er, er mikið notaður, hann er tekinn upp í kjarnanum og umfrymi fruma, ekki bara taugafrumu heldur allra fruma í heilavefnum.
Og við sjáum þarna á þessari mynd þá erum við að sjá hvernig, af því við vitum líka að, að [HIK: tauga] frumubolir, til dæmis á taugafrumum, þeir raða sér svona utan með heilanum.
Og það er það sem við sjáum þá hérna á myndinni, þetta er svona eins og, eins og, hérna vegur eða rammi þarna í, í ystu lögunum meðan það er mun minni litur tekin upp þarna í miðjunni.
Þetta verður svona eins og ljós fjólublár litur og það er einmitt þarna þar sem símarnir eru.
Þannig að þá sjáum við þá getum við greint frumubolina og svo símana með því að lita með, með, með tilteknum, tilteknum efnum.
Nú eru við sem sagt búin að vera að skoða hvernig má skoða heilann í, eftir, eftir dauða dýrsins. En við viljum gjarnan geta skoðað heilann, lifandi heila.
Og við höfum nokkrar leiðir til þess.
Fyrst er það tölvusneiðmynd, það er CT.
Tölvusneiðmyndatæki notast þá við röntgengeisla, röntgengeislanum er beint í gegnum þann líkamshluta sem verið er að skoða, sneið af líkamsvef er, er það orðað þarna.
Þannig að, að geislanum er beint gegn, hann er numinn hinum megin af tölvusneiðmyndatækinu og þá mun, numið hversu mikill, mikil geislun er í gegn.
Og það er hægt að nota þær upplýsingar til þess að búa til mynd, eins og við sjáum hérna á, á, að neðan hérna á glærunni.
Þannig að, að, af því það er sem sagt mismikið af geisla sem fer í gegn eftir því í hvaða vef við erum að fara í gegnum.
