Neurotieteet ja filosofia V Dos. Timo Kaitaro, U 40 Sali 12. 27.1-3.3., 17.3.-14.4., 28.4.-5.5.2011, tentti 12.5.2011.

Esitys aiheesta: "Neurotieteet ja filosofia V Dos. Timo Kaitaro, U 40 Sali 12. 27.1-3.3., 17.3.-14.4., 28.4.-5.5.2011, tentti 12.5.2011."— Esityksen transkriptio:

1 Neurotieteet ja filosofia V Dos. Timo Kaitaro, U 40 Sali 12. 27.1-3.3., 17.3.-14.4., 28.4.-5.5.2011, tentti 12.5.2011

2 1800-luku ja lokalisaatio-opit Afasiologian synty

3 Franz Joseph Gall (1758-1828) [& Johann Caspar Spurzheim, 1776- 1828)] paikansi mentaaliset kyvyt tai funktiot aivokuorelle Gallin ”organologian” mukaan aivot muodostuvat kokoelmasta elimiä tai keskuksia, joilla kullakin on oma funktionsa (27 kpl.) frenologia: kallon muoto heijastaa alla olevien elinten kehittyneisyyttä – näin persoonallisuus ja kykyrakenne voidaan päätellä kallon muodosta

4

5

6 Julien Jean César Legallois (1770-1814) paikansi hengityskeskuksen ydinjatkoksen rajatulle alueelle (1812): ”Sillä joka kerta kun tietyn alueen tuhoutuessa, oli kyse sitten aivoista tai selkäytimestä, joku funktio lakkaa toimimasta (…), on varma, että tämä funktio riippuu tuhoutuneesta alueesta. Tällä tavoin olen todennut, että hengityksen liikkeelle saattava voima sijaitsee ydinjatkoksen osassa, josta kahdeksas [aivo]hermopari [nervus vagus] saa alkunsa; ja juuri tällä menetelmällä saadaan selville aivojen eri osien tehtävä.”

7 Jean-Baptiste Bouillaud (1769- 1881): 1825, 1848 paikallisti aivoissa puheliikkeiden koordinaation: ”puhe-elinten mekanismeja kontrolloivan hermostollisen keskuksen” puhe-elinten halvaus voi esiintyä riippumatta muiden ruumiinosien halvauksesta, mutta puheeseen liittyvien liikkeiden halvaus voi esiintyä myös riippumatta muista samojen elinten, puheeseen liittymättömistä liikkeistä (imeminen, nieleminen)

8 …Bouillaud puheeseen liittymättömien liikkeiden hermostollinen kontrolli erotettavissa puheen tuottamisen edellyttämistä: jälkimmäinen kuuluu ”intellektuaaliseen elämään” ja vaatii oppimista erotti puheen ”halvauksen” kielen (elimen) halvauksesta (1848)

9 Bouillaud: Artikuloidun kielen elementit: intellektuaalinen vs. dynaaminen (koordinaatio ) ”intellektuaalisen hermojärjestelmän” vaurio vaikuttaisi sekä elekieleen että puheeseen vaikka liikekeskukset olisivat muuten kunnossa erotti sanojen löytämisen vaikeuden niiden lausumisen vaikeudesta; sanojen luomisen ajatusten merkkeinä ja niiden säilyttämisen muistissa kyvystä artikuloida niitä puheen artikulaation motorinen kontrolli paikantuu otsalohkojen valkeaan aineeseen ja sanojen muistaminen paikantuu samojen lohkojen harmaaseen aineeseen

10 Bouillaud ja puheen dynaaminen aspekti: “Tämä uusi näkökulma, kysymyksen uusi elementti muodostui siitä, että paikansin etummaisiin aivopoimuihin, en pelkästään, en tarkkaan ottaen, kuten Gallin teki, kykyä, jolla luomme, opimme ja säilytämme mielessämme ajatuksiamme, tuntemuksiamme ja tarpeitamme jne. esittäviä sanoja, vaan mekaanisen tai dynaamisen kyvyn, jonka olennainen tehtävä on koordinoida niitä niin ihmeellisiä ja monimutkaisia liikkeitä, jotka osallistuvat puheen tuottamiseen, ja joita toteuttavat lukuisat agentit, joista kieli on epäilemättä tärkein muttei suinkaan ainoa (kurkunpään ja huulien ollessa sen tärkeimmät yhteistyökumpaanit). - Bouillaud 1848; Hécaen & Dubois, pp. 34-35.

11 Puheen kolme osatekijää Bouillaud’n mukaan 1. artikulaation toimenpanevat elimet: kieli, huulet jne. 2. sisäinen elin joka luo, ymmärtää ajatuksia esit- tävät sanat, oppii, säilyttää ne muistissa, ja koordinoi sanojen, lauseiden ja diskurssin edellyttämiä liikkeitä (edellyttää näiden liikkeiden muistamista) 3. kahden em. instanssin (artikuloivan, legislatiiv- isen ja koordinoivan) välinen kommunikaatio

12 Bouillaud: eri sanojen tai sanaluokkien (?) representaatioiden dissosiaatio: “Näin esimerkiksi, vain tiettyjä sanoja, jotka viittaavat joko henkilöihin, paikkoihin tai tosi-asioihin, ei kyetä artikuloimaan, ja jotka ovat näin ikään kuin kadonneet ymmärryksen ja muistin arkistoista, kun taas toiset ovat säilyneet täysin.” -Bouillaud (1939)1848; Hécaen & Bouillaud 1969, p. 38, n..

13 Jacques Lordat (1773-1870): 1943, alalie  erotti ajatusten kommunikoinnin puhtaasti mentaalisen aspektin ajatusten “ruumillistamisesta” (corporification)  ajatusten ”ruumiillistumisessa” puolestaan erotettavissa amnestiset ongelmat (amnésie verbale) ja koordinaation häiriöt (asynergie verbale)  kielellinen asynergia ei selity halvauksella tai intelligenssin muutoksella  ei yrittänyt lokalisoida, vitalistinen tausta: force vitale

14 Marc Dax (1770-1837): 1836? [Gustave Dax 1865]  viittaa sanamuistin ja ”asiamuistin” (la mémoire des mots, la mémoire des choses) dissosiaatioon  tapausselostus, jossa sanamuisti häiriintynyt mutta asiamuisti kunnossa: traumaattinen vaurio vasemmalla päälaella (Gallin lokalisaation vastaisesti)  toteaa lukuisten (40) havaintojen pohjalta, että sanojen muistamisen häiriö liittyy aina vasemman aivopuoliskon vaurioon

15 Paul Broca (1825-1880): aphémie Remarques sur le siège de la faculté du langage articulé, 1861: erotti puhekyvyn (faculté du langage articulé) ja yleisen kielellisen kyvyn (faculté générale du langage) : puheen motorisen aspektin ja kyvyn yhdistää ajatukset ja sanat aphémiesta kärsiviltä puuttuu kyky artikuloida sanoja. Puheen ymmärtäminen ja intelligenssi tallella. ei myöskään selity yleisen kielellisen kyvyn, sanamuistin, tai fonaatiosta tai artikulaatiosta vastaavien hermojen toiminnan häiriöillä vaan artikuloidun kielen edellyttämien liikkeiden koordinaation häiriöllä

16 …Broca: Remarques sur le siège de la faculté du langage articulé, 1861: Artikuloidun kielen edellyttämien liikkeiden koordinaation häiriö voisi perustua: a) erityisen muistin (mémoire particulière) menetykseen: siis intellektuaaliseen häiriöön (trouble intellectuel) tai b) motoriseen ataksiaan (koordiaatiohäiriöön) – siis motoriseen häiriöön (trouble de la locomotion)

17 Brocan afasian lokalisaatio leesio otsalohkon poimuissa, toisessa tai kolmannessa frontaalipoimussa, todennäköisesti kolmannessa (1861). 1863: huomautti, että kaikissa tapauksissa leesio oli vasemmalla (tekemättä tästä vielä mitään johtopäätöksia). Sur le siège de la faculté du langage articulé, 1865 : kolmannessa frontaalipoimussa vasemmalla

18 Armand Trousseau (1801-1867) : afasia amnesiana (1861-1864/1877) afasia ei selity pelkästään kyvyttömyydellä muistaa sanoja : siihen liittyy kyvyttömyys lausua niitä, joka taas johtuu kyvyttömyydestä koordinoida fonaatioon liittyviä liikkeitä tämä voisi olla muistin häiriö: ”artikuloidun kielen muodostavien lapsena opittujen vaistonvaraisten ja harmonisten liikkeiden” unohtuminen

19 …Armand Trousseau (1801-1867): afasia amnesiana (1861-1864/1877) seikka, että artikulaation unohtamiseen liittyy aina kirjoittamisen unohtaminen, on helpompi selittää muistin häiriönä kuin koordinaation puutoksena vastaavasti mimiikan puutos on helpompi selittää muistilla: koskee vain tunteiden ilmaisujen imitointia ei spontaania mimiikkaa (tämä eroavaisuus olisi vaikea selittää jos kyse olisi vain koordinaation häiriöstä)

20 ….Armand Trousseau (1801-1867) : afasia amnesiana (1861-1864/1877) afasia on siis amnestinen häiriö, mutta rajattu sellainen: muut kuin kieleen liittyvät seikat muistetaan ongelmitta muisti ei ole yhtenäinen vaan muodostuu useista erillisestä ja itsenäisistä ”erityisistä muisteista” (mémoires spéciales)

21 Jules Baillarger (1809-1890): ei koordinaatiota eikä muistia (1865/1880) erotti afasiat joissa sekä puhe ja kirjoitus häiriintynyt afasioista, joissa vain puhe on häiriintynyt ensin mainitussa yleisesti katsotaan olevan kyse amnestisesta häiriöstä toisesta kaksi hypoteesia: 1) puheliikkeiden amnesia (Broca ja Trousseau) ja 2) puheliikkeiden koordinaatiosta vastaavan ”elimen” leesio (Bouillaud)

22 …Jules Baillarger (1809-1890): ei koordinaatiota eikä muistia (1865/1880) Baillarger hylkää molemmat em. hypoteesit: afasiassa, jossa sanamuisti on säilynyt, on kyse eräänlaisesta tahdon häiriöstä: tahdonalaisen verbaalisen yllykkeen häiriöstä (incitation verbale volontaire) spontaani ilmaisu afaatikoilla usein säilynyt (incitation motrice spontanée)

23 Carl Wernicke (1848-1905): sensorinen afasia (1874) löysi sensorisen, ns. Wernicken afasian lokalisaatio ohimolohkossa, ns Wernicken alueella

24 …Carl Wernicke (1848-1905): erityisten kielellisten kykyjen häiriöt selittyivät spesifien tietyille aivojen alueille lokalisoituvien representaatioiden, tai muistijälkien (Errinnungsbilder) tuhoutumisella tällaisia muistijälkiin kuuluvat myös liikkeiden representaatiot (Bewegungsvorstellungen) Brocan afasia johtui ”puheliikkeiden (mieli)kuvien” tuhoutumisesta ja Wernicken afasia ”asioiden nimien ääni(mieli)kuvien” tuhoutumisesta

25 …Carl Wernicke (1848-1905): afasian eri muodot johtuvat eri muistijälkien keskusten tai niiden yhteyksien vaurioista

26

27

28 Jean Martin Charcot (1825-1893) : ”osamuistit”, mémoires partielles (1880- luku) liikkeen mentaalinen representaatio on tahdonalaisen liikkeen edellytys tahdonalaisten liikkeiden (elimellinen) halvaus on seurausta motorisella aivokuorella sijaitsevien motoristen representaatioiden tai liikkeen (mieli)kuvien tuhoutumisesta tämä voi johtua leesiosta vastaavan raajan motorisessa keskuksessa tai sen yhteyksissä ”ideaatiokeskukseen”

29 …Jean Martin Charcot (1825-1893) : hysteerinen halvaus sen sijaan ei johdu elimellisestä leesiosta vaan motorisen kyvyttömyyden idean inhiboivasta vaikutuksesta kortikaalisiin motorisiin keskuksiin Charcot erotti kudosvauriosta johtuvat elimelliset, orgaaniset leesiot ”dynaamisista” tai ”funktionaalisista” leesioista funktionaaliset leesiotkin ovat paikantuvia, mutta sen hetkiset anatomiset tutkimusmenetelmät eivät paljasta niitä

30 …Jean Martin Charcot (1825-1893) : motoristen representaatioiden keskuksen (appareil fondamental) lisäksi on olemassa sensitiivisten tai kinesteettisten ja visuaalisten representaatioiden keskus, joissa sijaitsevat liikkeiden tuntoaistimelliset ja visuaaliset representaatiot

31 Charcot’n afasiamalli Neljän keskuksen malli: 1) auditiivisten sanamielikuvien keskus 2) visuaalisten sanamielikuvien keskus 3) sanojen lausumiseen tarvittavien artikulaatioliikkeiden motoriset mielikuvat 4) kirjoitettujen sanojen graafisten mielikuvien keskus

32

33

34 John Hughlings Jackson (1835- 1911), 1864-1874 eri fakulteettien tai funktioiden horisontaalinen organisaatio ja lokalisaatio korvautui vertikaalisella periaatteella: kehitykselliset ja organisationaaliset tasot keskushermoston sairaudet merkitsevät paluuta automaattisempaan, vähemmän tahdonalaiseen, vähemmän kompleksiseen – ja näin myös kehityksellisesti alemmalle tasolle tehtävät, jotka eivät onnistu tahdonalaisesti, voivat onnistua tahattomasti: ”tahdon halvaus”

35 Jackson afasiasta (Hakosalo 2006): intellektuaalisen kielen häiriölle (afasialle) on ominaista kyvyttömyys puhua ja kirjoittaa spontaanisti, intelligenssin puutoksia; automaattinen ja emotionaalinen kieli paremmin säilynyt (tahdonalaisen ja tahattoman kielen ero: Baillargerin periaate) liittyy usein oikea hemiplegia ja joskus kyvyttömyys tehdä monimutkaisia asioita tahdonalaisesti anatomisesti liittyy vasemman corpus striatumin häiriöön keskimmäisen aivovaltimon suonitusalueella

36 …Jackson afasiasta (Hakosalo 2006): fysiologisesti johtuu korkeampien keskusten ja motorisen radan yhteyden häiriöstä psykologisesti ominaista kyvyttömyys muodostaa propositioita (propositionise)

37 Kokeellisia tuloksia: Eduard Hitzig (1838-1907) ja Gustav Fritsch (1838- 1927)  aivokuoren sähköiseen stimulaatioon perustuvia eläinkokeita 1870-1874  cortexin ärsyttämien tuotti motorisia reaktioita  kumosi Flourensin käsityksen cortexin motorisesta ärtymättömyydestä

38 …Eduard Hitzig (1838-1907) ja Gustav Fritsch (1838-1927)  eri alueiden stimulaatio tuotti erilaisia reaktioita: cortexin etuosien ärsyttämien tuotti motorisia reaktioita vastakkaisissa raajoissa, mutta takaosien ei  kohdistamalla sähköstimulaatio tiettyyn kohtaan voitiin tuottaa tiettyihin lihasryhmiin rajoittuvia reaktioita  vastaavien alueiden poistaminen tuotti halvausoireita

39 …Eduard Hitzig (1838-1907) ja Gustav Fritsch (1838-1927)  apinoilla tehdyt kokeet lokalisoivat motorisen aivokuoren presentraaliseen aivopoimuun

40 Antilokalisationismi Pierre Flourens

41 Pierre Flourens (1795-1867) Alussa (1818) Gallin organologian kannattaja. Teki ablaatio- ja stimulaatiokokeita eläimillä. keskushermoston kuudella morfologisesti erottuvalla osalla (isoaivopuoliskot, pikkuaivot, nelikukkulat, ydinjatkos, selkäydin ja hermot) on kullakin oma tehtävänsä (action propre) yhtä aluetta koskeva sairaus vaikuttaa koko systeemiin (action commune)

42 …Pierre Flourens (1795-1867) aivopuoliskot liittyvät älyyn, tahtomiseen, aistimiseen, muistiin, arvostelmien tekemiseen, oppimiseen nämä funktiot eivät kuitenkaan lokalisoidu erillisille alueille koska isot aivot osallistuvat kokonaisuudessaan näihin funktioihin, niiden osat voivat korvata toinen toisiaan

43 …Pierre Flourens (1795-1867) motoriikka liittyi ydinjatkokseen (isot aivot eivät pysty aiheuttamaan lihassupistuksia)