April 22, 2023

מבנים ותהליכים2011-2010תשע"א

פרופ' שלמה בנטין

ד"ר אלי ורטמן

:מרצים

אדמיניסטרציהאתר הבית:

http://pissaro.soc.huji.ac.il/Shlomo/links/courses.html רקע נדרש:

קורס יסודות הנוירופסיכולוגיה )או קורסים מקבילים( Heilman & Valenstein )2003( Clinicalפרקים רלוונטיים מתוך

Neuropsychology Boller & Grafman )2000( Handbook ofפרקים רלוונטיים מתוך

Neuropsychologyמאמרים נוספים לפי הרשום באתר

מבנה הקורס:הרצאות מורים והרצאות תלמידים

דיונים( + השתתפות והרצאות 80%מבחנים וציון: שני מבחנים )

(20%)2

מטרות הנוירופסיכולוגיה

נוירופסיכולוגיה יישומית: לאבחן ולאפיין חסרים התנהגותיים בעקבות נזק מוחי.

להתאים שיטות שיקום קוגניטיבי לפרופיל החסרים אשר אובחן )בשיתוף פעולה עם מערך רפוי בעיסוק,

ריפוי לשוני, ופסיכולוגי שיקומי(.

נוירופסיכולוגיה קוגניטיבית:להבין את דרך הפעולה של המערכת הקוגניטיבית

התקינה, מתוך לימוד דרך הפעולה של המערכת הקוגניטיבית הפגומה.

להבין את ארגון היכולות המנטאליות ועקרונות התפקוד על ידי לימוד דרך הפעולה של המערכת לאחר המוח

פגיעה מוחית.

3

מבוא: עקרונות יסוד ושיטות מחקר

4

עקרונות יסוד

הארכיטקטורה הפונקציונאלית דומה בין בני אדם הכללה:מודולריות תפקודית

(correspondence)מודולריות אנטומית, איזומורפיזם ( Subtractivity, Fractionation )הפחתה

המערכת הקוגניטיבית הפגומה מהווה את המערכת התקינה ללא המודול הפגום; הנזק אינו מוסיף חלקים חדשים או ארגון מחדש.

(: החולה משתמש באסטרטגיה שונה Constancyשאלת הפיצוי )מבריאים אך קיימת ברפרטואר שלהם.

( Transparency)שקיפות הביצוע הלקוי משקף בצורה נאמנה את המרכיב במערכת

התפקוד המוחי שנפגע )המודולה שניזוקה(.5

שטות מחקר - יסודות

נוירופסיכולוגיה כמדע ויישומו הקלינימחקר נוירופסיכולוגי קליני – מתאמים בין אנטומיה

לקליניקה/תפקודתסמונות, תסמינים ואבחונם.

חקירת מקרים בודדיםחקירת קבוצות והגדרת תסמונות.

פתוח שיטות אבחון ויצירת נורמותמדעי המוח הקוגניטיביים ונוירופסיכולוגיה קוגניטיבית

חקירת פגועי מוח ואנשים עם מוח בריא.דיסוציאציות ודיסוציאציות כפולות

6

לסיכום: הקשר בין אנטומיה לתפקוד הוא יותר קורלציה בין שתי רמות תיאור מאשר מיקום תפקוד

מסוים באזור מסוים.

מודולריות תפקודית

ארכיטקטורה תפקודית של המערכת הקוגניטיבית:(.Francis Gall )יכולות מנטאליות מאונכות

למשל תפיסת פנים או תפיסה פונטית.

דוגמה לארכיטקטורה במוח מזערי: דבורת הדבש (.Fodorianמודולריות צרופה )

)Lichtheim )1885 יכולות מנטאליות מאוזנות(. כל הזיכרונות הן באותו המקום. Socrates’ birdcage למשל זיכרון )

דוגמאות נוספות – קשב, קבלת החלטות, וכו'(.לצורך הנושא שלנו יכולת מנטאלית מאוזנת היא מערכת תפקודית

הפועלת מעבר לתחומי תוכן.

Massive Modularity )e.g.. Steven Pinker(

7

Any large computation should be split up into a collection of small, nearly independent, specialized sub-processes

)Marr, 1982(

Franz Joseph Gall )1758-1728(והפרנולוגיה

שולל קיומן של תפקודים מאוזנים )אין דבר כזה כמו "זיכרון" או "קשב". יש רק

(, propensities and dispositionsנטיות ) aptitudes, qualities andיכולות )

fundamental powers.לדוגמה מוזיקה – )המנגנון הפסיכולוגי המאפשר/תומך

ביכולת אחת שונה מזה המאפשר/ תומך ביכולת אחרת. )כלומר לכל יכולת רכיבים

שונים.(קיימים מרכזים מוחיים ייחודיים לכל

תפקוד מנטאלי

8

“Perception and memory are only attributes common to the fundamental psychological qualities, but not faculties in themselves; and consequently they can have no proper centers in the brain”“We have to discover the fundamental powers of the mind, for it is only these that can have separate organs in the brain”

מפות פרנולוגיות

9

מדידת יכולות מנטאליות – המכונה הפרנולוגית

10מודולריות תפקודית

Cognitive architecture in a mini-brain: the honeybee

11

Menzel & Giurfa, TICS 2001

מודולריות תפקודית

מיקום ותפקיד מנגנונים מודולרים בארכיטקטורה קוגניטיבית

12

“Input systems function to get information into the central processors; specifically, they mediate between transducer outputs and central cognitive mechanisms by encoding the mental representations which provide domains for operations of the later”

Fodor )1983( Modularity of mind, page 46.

מאפייני מודול לפי פודור

13

Modules are domain specific.Modules are innately specified.The operation of modules is mandatory.Modules are computationally autonomous )informational encapsulated(.Modules have “shallow” outputs.Modules are hardwired

תפיסה פונטית כדוגמה למנגנון מודולארי

14

תפיסה אקוסטית לעומת תפיסה פונטית מודולה לא קשורה לאופנות

מודולריות תפקודית

McGurk Phenomenon

(Neurological specificityאיזומומורפיזם )

15

The discovery that the various capacities which independently contribute to intellectual performance do correspond to the spatial distribution of cerebral mechanisms represents a step towards the recognition of similar organization in neurological and mental events )Lashley, 1941(

The older neurologists, end even some today thought that the different varieties of aphasia produced by lesions in different situations could be classified in psychological terms…. But this presupposes first that in the nervous system speech is organized in such a way that anatomical centers correspond to psychological functions, and then that the destruction of such a center merely impairs a particular psychological element of speech. This view has largely been abandoned. )Brain, 1964(.

מודולריות אנטומית

16

FG

Bentin et al., 1998

Hasson et al., 2003

איזומורפיזם ברמת העצב הבודד? תאי סבתא?

17

Quiroga et al., Nature 2005

Quiroga et al., 2008 עקרונות יסוד

דיסוציאציות לא מספקות את כל התשובות

18

על אף הקושי העצום לזהות צורות מסוגלת לתפעל DFהחולה אובייקטים במרחב בצורה נכונה:

האומנם תפעול ותפיסת אובייקטים לא תלויה ביכולת זיהוי שאלה:צורתם? האם יכולות אלו נשענות על מנגנונים עצביים שונים?

מה ביצוע חולה פגוע מוח ? )Caramazza)1984משקף

19

תרומה "אמיתית" של המנגנון המוערך כפגוע )המודולה שנפגעה(.

שונות בין אישית.השפעתם של מנגנוני פיצוי.

השפעת פגיעה אפשרית במנגנוני עיבוד מידע אחרים (diaschisis)

שיטות מחקר

תצפיות ומחקר קליני – קשר בין תפקוד לאנטומיה

הרציונאל )הנאיבי(:הארכיטקטורה הקוגניטיבית מודולארית )כללית( ומתקיים תנאי

האיזומורפיזםקיים קשר בין תסמין לתפקוד

)לדוגמה – אנומיה משקפת קושי בשליפת מלים מהלקסיקון(

ההפרעה התפקודית נגרמת בשל נזק באזור מוגדרהאזור הניזוק קשור לביצוע התפקיד במוח הבריא

המציאות:נזקים שונים עלולים לגרון לאותו חסר תפקודי

נזק באותו אזור עלול להתבטא בדרך שונה בנבדקים שוניםבעיה נוספת: רמת התיאור של אירועים מנטאליים ושל מנגנונים

מוחיים שונה באופן איכותי.גורמים נוספים המשפעים עת המתאם:

זמן בין מועד הפגיעה המוחית ומועד הבחינהאטיולוגיה של הפגיעה )סוג הפגיעה(

20

“… complex cognitive processes, depends on the concerted operation of multi-component, large-scale neural systems. The anatomical components are often widely dispersed and each acts as a partial contributor to a complicated process…”

Antonio Damasio, 1998שיטות מחקר

תסמונות ותסמינים

21

:תסמינים+++אגרפיה בלבול בין שמאל לימין אגנוזיה לאצבעותאקלקוליה

(Gerstman syndrome גרסטמן )תסמונת =

:תסמיניםOptic ataxiaOculomotor apraxiaSimultagnosia ++

(Balint syndrome בלינט )תסמונת =

אבל... מה עם אפזיה? אמנזיה? אגנוזיה? הזנחת צד?

סוגי אסוציאציה בין תסמינים והאינטרפרטציה שלהן

חקירת מקרים בודדים לעומת קבוצות

22

חקירת מקרים בודדים – יתרונות:אין בעיה של הומוגניות הקבוצה ו/או בחירת נבדקים

הסתברות רבה יותר לדיסוציאציות בין תפקודים קוגניטיבייםיכולת טובה יותר לברור אסטרטגיות תפקוד ובחינת היבטים

תיאורטיים.onlineתבנית מחקר יותר גמישה – קל יותר לעשות שינויים

חקירה לאורך זמן ובדיקות חוזרות קלה יותרחקירת מקרים בודדים – חסרונות:

אין אפשרות לדיסוציאציה כפולה ולכן המרב שניתן להסיק על הקשר בין אנטומיה לתפקוד הוא ברמה של תנאי הכרחי אך לא

תנאי מספיק.קושי מסוים בהשוואת מקרים בודדים לקבוצות ביקורת

Single-case studies

23

שיטות מחקר

תסמונות ומחקרי קבוצות

מושג התסמונת )צרוף תסמינים הקשורים למקום אנטומי אחד( התערער:

נזקים מחוץ לאזורים הקשורים לתסמונת עלולים לגרום לתסמינים (.subcortical aphasia )למשל רלוונטיים

קיום מיקרים רבים של חוסר התאמה בין התסמין למיקום. למשל קיום אפזיה עם דיבור שוטף לאחר נזק קדמי ועם דיבור לא שוטף

לאחר נזק אחורי.יש אחוז גבוה של חולים עם נזקים מוחיים מוגדרים אשר לא ניתן

(40%לסווגם לשום תסמונות )יש המעריכים מספר זה בכ-מושג התסמונות נעלם מהשיח הנוירופסיכולוגי-קוגניטיביכתוצאה של מציאות זו נזנח מושג התסמונות במובנו הקלאסי

ובמקומו מדברים היום על אסוציאציות של תסמינים. 24

שיטות מחקר

דוגמה מפרוסופאגנוזיה

25 Haxby et al., TICS,2000

Barton et al., Neurology,2002

Cohen et al, Arch. Neuro. 1977 שיטות מחקר

אסוציאציותאסוציאציות בין תסמינים מגדירים שלוה סוגי תסמונות:

נגרם על ידי פגיעה קודקודית Gerstman syndromeתסמונות אנטומיות )לדוגמה שמאלית

תסמונות תפקודיות )פגיעה בזיכרון פונולוגי(תסמונות מעורבות

26 קרבה פיסית קלט משותף טוריותשיטות מחקר

דיסוציאציות

27

נדלק בכל פעם שהנבדק רואה אובייקט מוגדרLOCמחקרי הדמיה הראו כי איזור ה- הוא מנגנון המאפשר זיהוי צורות?LOC האם תקינות אזור ה-שאלה:

:DFחולה

דיסוציאציות כפולות

28

האומנם תפעול ותפיסת אובייקטים לא תלויה ביכולת זיהוי שאלה:צורתם? האם יכולות אלו נשענות על מנגנונים עצביים שונים?

תפעול ותפיסת אובייקטים בלתי תלויים זה בזה. יכולות אלו תשובה:נשענות על מנגנונים עצביים שונים.

דיסוציאציות כפולות אינן תרופת פלא

תלוי בהנחת המודולריות )והשקיפות?(Shallice )1988, p. 248( : “if modules exist, then … double dissociations are a relatively reliable way of uncovering them”.

מודלים קישורים מראים דיסוציאציות כפולות ללא חלוקה פנימית

מעיד על חלוקה, לא מעיד על טיב החלוקהדיסוציאציות כפולות הן בין מבחנים, לא בין מודולים

converging operationsפענוח המודולים הנפרדים דורש

29

30 שאלות?

תפיסה פונטית כדוגמה למנגנון מודולארי

31

גירוי שמיעתי - אקוסטיקה

פורמנטים

פורמנטים סינטטיים

Duplex perception

32

Categorical perception for phonetic stimuli

33Mann & Liberman, 1983

תפיסה פונטית

Massive modularity

Complex functional systems are built up out of assemblies of sub-components, each of which is constructed out of further sub-components and has a distinctive role to play in the functioning of the whole, and many of which can be damaged or lost while leaving the functionality of the remainder at least partially intact. Roughly, a module is just a dissociable component Neuropsychological examples:

MemoryLanguage

Content domain vs. task domainWeakly modal and strongly modal meanings of encapsulation

34

The human mind should consist of a whole host of functional and multi-functional systems and sub-systems, which are to some degree dissociable from one another, and whose internal computational processes are encapsulated from most of the information held elsewhere in the mind at that time. This is the thesis of massive mental modularity, as generally conceived.

Peter Carruthers 2005

עקרונות יסוד

MRI template – Wernicke Aphasia

35

Superior temporal gyrus, AG, SMGPosterior portion of superior and middle temporal gyri

Patient 1 Patient 2

קשר מוח תפקוד

אנומיה בעלת אפיונים שונים

36

Patient 1: Inability to retrieve words for unique entities

Patient 2: Deficit in retrieval of animal names

קשר מוח תפקוד

Subcortical aphasia

37

A. Patient 1, magnetic resonance image )MRI( of the brain at 2 years after the infarct: hypointense signal )axial T1-weighted spin echo( of the posterior limb of the left internal capsule and pallidum;

B. Patient 3, MRI at month 3 after the infarct: abnormal signals )axial T1-weighted spin echo( of the anterior limb of the left internal capsule, putamen, pallidum, and caudate nuclei;

C. Patient 4, MRI at year 4 after the infarct: hypointense signal )axial T1-weighted spin echo( involving the posterior part of the left internal capsule, putamen, and semiovale center;

D. Patient 8, MRI at day 9 after the stroke: hyperintense signal )axial T2-weighted spin echo( involving the left thalamus, the posterior area of the left striatum, and the posterior limb of the left internal capsule.

Subcortical aphasia is related to lesions in the basal ganglia, thalamus, internal or external capsule

Aphasia – exceptional cases

38

Basso et al.

תסמונות