Bevezetés a neuropszichológiába Kállai, János Bende, István Karádi, Kázmér Racsmány, Mihály

Átírás

1 Bevezetés a neuropszichológiába Kállai, János Bende, István Karádi, Kázmér Racsmány, Mihály

2 Bevezetés a neuropszichológiába írta Kállai, János, Bende, István, Karádi, Kázmér, és Racsmány, Mihály Publication date Szerzői jog János, Kállai; István, Bende; Kázmér, Karádi; Mihály, Racsmány Kivonat A tanulmánykötet célja: oktatási segédanyagot adni a neuropszichológia tantárgy oktatásához, bemutatni a diagnózis, a terápia és a rehabilitáció megbízható eszközeit.

3 Tartalom 1. Szerzők és szerkesztők névsora... 1 Előszó... iii 1. Történeti előzmények... iii 2. A mai neuropszichológia megalapozói... iv 3. A modern neuropszichológia mint tudományos diszciplína... iv fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában A feladat A probléma A probléma mérésénekés jellemzésének útjai A példa A hipotézistesztelés hibaelemzéssel Szemléltetés A közös komponens A tesztek mítosza Irodalom fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások Módszerek és mérési tartományok A tomográfiás módszer PET fmri MEG Paradigmatervezés, kognitív folyamatok és funkcionális képalkotás A funkcionális képalkotás alkalmazásai a kognitív tudományokban Agytérképezés Az agyi hálózatok funkcionális logikája Az agyműködések időbeli követése Személyiségtípusok és funkcionális agyi képalkotás Irodalom fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás A plaszticitás az agy meghatározó sajátossága Plaszticitás és idegi fejlődés Szinapszisképződés a neuromuscularis junctióban Szinapsziseltávolítás a neuromuscularis junctióból Szinapszisképződés a központi idegrendszerben Fejlődési plaszticitás a vizuális rendszerben Receptív mező plaszticitás a V1-ben Orientációszelektivitás A szomatoszenzoros kéreg plaszticitása Szomatoszenzoros plaszticitás az élet korai szakaszában A plaszticitás a felnőtt szomatoszenzoros rendszerben A felnőtt szomatoszenzoros plaszticitás humán perceptuális korrelátumai A fantomvégtag-szindróma A motoros kéreg plaszticitása A fantomvégtagok teoretikus magyarázata A plaszticitás molekuláris szinten A plaszticitás mint az endokrin szabályozás része A stressz és a hippocampális plaszticitás Neuronális plaszticitás, tanulás, memória Az LTP mint az idegrendszer legszélesebb körben tanulmányozott neuroplasztikus jelensége Az LTP indukciója Az LTP expressziója és fenntartása A plaszticitást érintő időbeli korlátok változatossága A plaszticitás a korai kritikus vagy szenzitív periódusra korlátozódhat A plaszticitás az egész élettartamra kiterjedhet A plaszticitás néha az első adandó alkalommal fellép iii

4 Bevezetés a neuropszichológiába A plaszticitás a korai életkorban a legnagyobb, de bizonyos formája a későbbi életkorban is megmarad Néhány esetben a késői plaszticitás a korai tréningtől függ A plaszticitás csökkenése időskorban is többféle lehet Degeneráció, regeneráció és reorganizáció az idegrendszerben Degeneráció Regeneráció Reorganizáció A reorganizáció funkciója és mechanizmusai Reorganizáció és az agysérülések utáni funkcionális felépülés Az agyi inzultusok utáni funkcionális felépülésben szerepet játszó folyamatok Az afáziából történő felépülés Az afáziából történő felépülést befolyásoló tényezők Az idegi plaszticitás terápiás alkalmazhatóságának lehetőségei A rehabilitációs tréning hatása a felépülésre A felépülés génmanipulációkkal történő elősegítése Az agyi transzplantáció alkalmazásának lehetőségei Irodalom fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája A retinától az elsődleges látókéregig Látáskiesések: szkotómák, anópiák A látórendszer fontosabb kéreg alatti központjai A colliculus superior A pulvinar A corpus geniculatum laterale Retinális topográfia A kérgi információfeldolgozás első lépései: a sztriatális kéreg A sztriatális kéreg felépítése és feladatai A sztriatális kéreg topográfiája Az orientációszelektivitás eloszlása és plaszticitása Az orientáció-információ integrálása: kontúrdetekció A sérült V1: kérgi vakság és reziduális vizuális képességek A magasabb szintű látás: extrasztriatális kéreg Útvonalak a V1 után Occipitotemporális irány (MI-pálya) A kérgi színlátás és zavarai Ventrális integrációs zavarok Vizuális-vizuális integrációs problémák Vizuális-verbális integrációs problémák Occipitoparietális irány (HOL-pálya) A legegyszerűbb téri feladatok zavarai A mélységészlelés és zavarai A mozgásészlelés zavara: akinetopszia Dorzális integrációs zavarok A vizuális figyelem zavarai: Bálint-szindróma, téri neglekt Hemianópia, vaklátás és neglekt hasonlóságok, különbségek Pozitív szimptómák: vizuális illúziók és hallucinációk Irodalom fejezet - Féltekei specializáció Történeti kitekintés Az agyi aszimmetriák morfológiai és neurokémiai alapjai Felépítési és szerkezeti aszimmetriák Neurokémiai aszimmetriák Hasított agyú betegek tanulmányozása Egyoldali agysérültek vizsgálata Funkcionális aszimmetriák az ép agyban A féltekék feldolgozási jellemzői A lateralizáció fejlődési szempontjai A féltekei szerveződés egyéni eltérései Irodalom iv

5 Bevezetés a neuropszichológiába fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája Téri figyelmi hálózat A téri hemineglekt tünetei Miért alakul ki a neglekt? A neglekt-szindróma rehabilitációja Irodalom fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok A tárgyfelismerési zavarok (apperceptív és asszociatív agnózia) Arcfelismerési zavar (prozopagnózia), mint a vizuális agnózia sajátos esete Kategóriaspecifikus tárgyfelismerési rendellenességek Összefoglalás Irodalom fejezet - Az amnézia neuropszichológiája Az emlékezeti zavarok osztályozása Anterográd emlékezeti zavarok Az anterográd amnézia kognitív idegtudományi modelljei A retrográd amnézia neuropszichológiája: idegrendszer és emlékezeti előhívás Retrográd amnézia és konfabuláció Az átmeneti emlékezeti tárolás patológiája Reziduális emlékezeti képességek amnéziában Az amnézia diagnosztikai eszközei Az anterográd amnézia diagnosztikája Kritikus kérdések az anterográd amnézia vizsgálatánál Az anterográd amnézia diagnosztikai módszerei A retrográd amnézia diagnosztikája Kritikus kérdések a retrográd amnézia vizsgálatánál A távoli emlékek két vizsgálóeljárása A munkamemória-sérülés diagnosztikája Kritikus kérdések a munkamemória alrendszereinek vizsgálatánál Irodalom fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai Az SLI tünettana és elméletei Fogalmi gazdagság vagy zűrzavar Elmélet és módszertan az SLI kutatásában Fejlődési és szerzett zavarok Késés vagy eltérő fejlődésmenet Diagnosztikai kérdések A kontrollcsoport problémája Az SLI fenotípusa különböző nyelvekben Angol Magyar A nyelvközi vizsgálatok tanulságai Elméletek az SLI magyarázatára Nyelvtani elméletek Nyelvi feldolgozási elméletek Kognitív elméletek Az SLI genetikája: A moduláris doktrínától a leíró genetikáig Nyelvi zavar és értelmi fogyatékosság A Williams-szindróma kognitív és nyelvi profilja: nemzetközi adatok Magyar adatok a Williams-szindrómáról A Down-szindrómások nyelvi képességei Adatok és viták a korai nyelvi zavar specificitásáról Kitekintés Magyar nyelvű irodalom Irodalom fejezet - Afáziák Történeti áttekintés A hangokon alapuló nyelvi elemek és a beszéd sajátosságainak alapfogalmai, az afáziás zavar kulcsfogalmai A nyelvi funkciók anatómiai bázisai v

6 Bevezetés a neuropszichológiába Az afázia vizsgálatának főbb szempontjai Az afáziás tünetek klasszikus osztályozása Broca-afázia (expresszív vagy motoros afázia) Wernicke-afázia (szenzoros afázia) Globális afázia Amnesztikus (anómikus) afázia Vezetéses (kondukciós) afázia Transzkortikális (extrasylvian területekhez kötött) motoros afázia Transzkortikális szezoros afázia Az afázia terápiája és prognózisa Irodalom fejezet - Az olvasás, az írás és a számolás zavarai Az olvasás rendszerei Az olvasás kognitív alrendszerei Az olvasás agyi hálózata Az olvasás alaphálózatai Az olvasás kiterjesztett kérgi hálózatai Olvasási zavarok Diszlexia: az olvasás fejlődési zavara A fejlődési diszlexia típusai Alexia: az olvasás szerzett zavara A specifikus komponensek zavarai Az alexia típusai Szindrómák és olvasási zavar A diszlexia és alexia diagnosztikája Fejlődési diszlexia: Bázisképességek feltárására végzett feladatok Írászavarok Diszgráfia: az írás fejlődési zavara A fejlődési diszgráfia típusai Agráfia: az írás szerzett zavara Agráfia-szindrómák Az agráfia típusai Az írás és helyesírás zavarainak diagnosztikája Számolási zavarok A számolás agyi hálózata A számolási zavarok típusai Diszkalkúlia: a számolás fejlődési zavara Akalkúlia: a számolás szerzett zavara Szindrómák A számfeldolgozás sérülése degeneratív zavarokban A diszkalkúlia és az akalkúlia diagnosztikája Irodalom További irodalom Pszichológiai alapismeretek fejezet - A téri információ-feldolgozás neuropszichológiája A hippocampus szerepe a téri tanulásban Prefrontális területekhez köthető téri zavarok Téri-vizuális vázlattömb A téri információ szerkezete és típusai A térképszerkesztő képesség zavara (topográfiai diszorientáció) Irodalom fejezet - Tudatzavarok és megváltozott tudatállapotok Fogalmak, meghatározások A tudat komponensei Éberségi szint Tartalom A tudatállapotok további jellemzői Módosult tudatállapotok Agyi korrelátumok A tudatosulás kérdésköre vi

7 Bevezetés a neuropszichológiába 5.1. A szubjektív adatok objektív hátterének kérdése Objektív mutatókban megjelenő folyamatok tudatosulás nélkül Patológiás állapotokhoz kötődő főbb tudatzavarok Epilepszia Koponyasérülések Kóma Neuropszichológiai mutatók a tudatukat nem uraló betegeknél Delírium A tudatállapot módosítása gyógyítás céljából Elektrokonvulzív kezelés Szedálás Általános anesztézia A tudatosság visszatérése műtét során Az auditív információ felvételének lehetősége általános anesztéziában Egyes módosult tudatállapotok neuropszichológiai háttere Alvás Álom Tudatos álom (lucid dream) Drogok Hipnózis Meditáció Irodalom fejezet - A szociális kapcsolatok neuropszichológiai zavarai Korai prefrontális sérülés hatása a szociális és a morális viselkedésre A prefrontális területek szerepe a szociális magatartás szabályozásában Lurija klasszikus teóriája A frontális lebeny mint az agy figyelmi folyamatokat felügyelő rendszere A munkamemóriához kötődő zavarok Szomatikus marker hipotézis (Somatic Markers Hypothesis) A ventromediális prefrontális, valamint a temporális kéreg szerepe a szociális magatartásban Az imitáció neuropszichológiai alapjai Az imitáció veleszületett alapjairól Összefoglalás Irodalom fejezet - A neuropszichológiai vizsgálat interperszonális kontextusa Orientáció Helyzetfelmérés Összerakható-e a világ törmelékekből? A vizsgálati helyzet összetevői Tudatosság az agysérült személy problémájának tudatosulása A neuropszichológiai vizsgálati cél változásainak szempontjai A neuropszichológus feladatai a klinikumban Az agysérült személy egyedisége A neuropszichológiai vizsgálat mint dialógus A segített és a segítő közötti interakciók Játszmák és autonóm válaszok a szakember bevonódása A család is csak segíteni próbál Az agysérült személyek egzisztenciális kérdések Összefoglalás Irodalom fejezet - Terápia és rehabilitáció a neuropszichológia területén Megállapodások Együttműködések A neuropszichológiai terápia Demencia Depresszió Szorongás Neglekt szindróma Frontális tünetegyüttes Afáziák vii

8 Bevezetés a neuropszichológiába 3.7. Memóriazavar Néhány technikai tanács Néhány kognitív deficit kezelése Irodalom Glosszárium viii

9 A táblázatok listája táblázat. A központi látópálya lefutása táblázat. A retinális ganglionsejtek, receptív mezők táblázat. A V1 főbb sejttípusai és funkcionális szelektivitásuk táblázat. A fejezetben tárgyalt neuropszichológiai zavarok típusai és a megjelenésükért felelős léziók tipikus lokalizációja táblázat. A megismerési és érzelmi funkciók aszimmetriái táblázat. Az apperceptív és asszociatív agnózia közötti különbségek táblázat. Áttekintő táblázat azokról a betegcsoportokról, amelyeknél a súlyos globális amnézia a vezető tünetek között szerepel (Markowitsch, 2000 alapján) táblázat. A nemzetközi szakirodalomban gyakran hivatkozott, anterográd emlékezeti zavart vizsgáló eljárások (Forrás: Baddeley et al., 1998; Crawford et al., 1992; Gathercole & McCarthy, 1994; Lezak, 1995; Spreen & Strauss, 1998; Wilson, 2002) táblázat táblázat. Az SLI magyarázó elméletei táblázat. A gyermek nyelvfejlődési problémái (%-os előfordulás) a nevelô közeg beszédfejlődési problémáinak függvényében (Felsenfeld és Plomin, 1997 nyomán) táblázat. Ikerkutatási konkordanciák a nyelvi zavar előfordulásában SLI-os ikertestvéreknél (Stromswold, 2000 nyomán) táblázat. Iker konkordanciák a nagyon gyenge emlékezeti és akusztikai teljesítményben (Stromswold, 2000 nyomán) táblázat. A Williams-szindrómás csoport teljesítményének szintje és mintázata a verbális kontrollcsoportéhoz képest. A második oszlopban a + azt jelöli, ha a két teljesítményszint megegyezett, a < olyan eseteket jelöl, ahol a WSZ-teljesítmény elmarad a verbális kontrollokétól. A harmadik oszlop azt mutatja, hogy a teljesítménymintázat ugyanolyan volt-e a két csoportban: itt a + hasonló mintázatot, a pedig eltérő mintázatot jelöl Egyszerűsített diagnosztikai kalauz táblázat. Akinetikus mutizmus és az apalliumos szindróma bemutatása táblázat. Az alvás két fő fázisának legfontosabb objektív jellemzői (Bódizs, 2003; Halász, 2000; Hobson, 2000 nyomán) táblázat. Néhány főbb drog agyra gyakorolt hatása és feltételezett hatásmechanizmusa táblázat. Szempontok a tudatállapotok jellemzéséhez ix

10

11 1. fejezet - Szerzők és szerkesztők névsora Bende István Pécsi Tudományegyetem Magatartástudományi Intézet Czurkó András Pécsi Tudományegyetem Magatartástudományi Intézet Csathó Árpád Pécsi Tudományegyetem Magatartástudományi Intézet Csépe Valéria Magyar Tudományos Akadémia Pszichológiai Kutatóintézet Gulyás Balázs Karolinska Institute (Stockholm, Svédország) Department of Neuroscience Kállai János Pécsi Tudományegyetem Magatartástudományi Intézet Karádi Kázmér Pécsi Tudományegyetem Magatartástudományi Intézet Kas Bence Budapesti Műszaki Egyetem, Kognitív Tudományi Tanszék Eötvös Lóránd Tudományegyetem GYFK, Fonetikai és Logopédiai Tanszék Lukács Ágnes Magyar Tudományos Akadémia, Nyelvtudományi Intézet Magyar Tudományos Akadémia Budapesti Műszaki Egyetem Neuropszichológiai és Pszicholingvisztikai Kutatócsoport Mórocz István Ákos 1

12 Szerzők és szerkesztők névsora Harvard University Medical School (Boston, USA) Department of Radiology Pataki Ilona Pázmány Péter Katolikus Egyetem Pszichológiai Intézet Pléh Csaba Budapesti Műszaki Egyetem, Kognitív Tudományi Tanszék Magyar Tudományos Akadémia Budapesti Műszaki Egyetem Neuropszichológiai és Pszicholingvisztikai Kutatócsoport Racsmány Mihály Magyar Tudományos Akadémia Budapesti Műszaki Egyetem Kognitív Tudományi Tanszék Séra László Kodolányi János Főiskola Pedagógiai Intézet Varga Katalin Eötvös Lóránd Tudományegyetem, Affektív Pszichológiai Intézet Kísérleti Pszichológiai Tanszék Verseghi Anna Semmelweis Orvostudományi Egyetem Országos Orvosi Rehabilitációs Intézet 2

13 Előszó Az önálló tudományként jegyzett neuropszichológia születése számos tudományágnak köszönhető, de az elnevezés DonaldHebb érdeme, aki The Organization of Behaviour: A Neuropsychological Theory (1949) című könyvében pontos definíció alapján először írta le ezt a kifejezést, jóllehet Hans-LukasTeuber (1948) már használta az elnevezést egy nagyhatású tudományos előadásban. Első meghatározások szerint a neuropszichológia fő célja az agy strukturális felépítéséhez kapcsolható emberi pszichológiai folyamatok megértése (Kolb és Whishaw, 1996). Ez az általános és egyben nagyra törő definíció nem tesz azonban különbséget az agy működési állapotának (aktivitásszintjének) és szerkezeti elemeinek makro- vagy mikroszkopikus szintjének elemzésében. Ez az ellentmondás a neuropszichológia későbbi fejlődését is meghatározta. Aneuropszichológiát általában úgy definiálhatjuk, mint az agyi funkciók, a magatartás és a pszichológia viszonyát tanulmányozó diszciplínát. A legtöbb neuropszichológus számára azonban a neuropszichológia pontosabb és speciálisabb jelentéssel bír. A behaviorizmus visszaszorulása és a kognitív tudományok előretörése az 50-es és a 60-as években a neuropszichológia kifejezést divatossá tette, bár a fogalom jelentése nemhogy specifikusabbá, hanem éppenséggel szinte parttalanná bővült. A neuropszichológia mint egységes tudományos diszciplína, határait tekintve, még mindig szüntelenül terjeszkedik. A klinikai neuropszichológia, mint diagnosztikus, terápiás és rehabilitációs terület, az agysérüléseket követő magatartással és a pszichológiai zavarokat kísérő jelenségekkel foglalkozik, gyakorlatában egyre mélyebben merít az ideg- és elmegyógyászat és a klinikai pszichológia hagyományos és modern módszertanából. Legközelebbi rokona a neuropszichiátriának, annak az orvosi-elmegyógyászati szemléletnek, amely az elmebetegségeket és pszichopatológiai zavarokat a neurobiológia eredményei alapján igyekszik evidenciákhoz kötni, értelmezni és gyógyítani. Ennek ellenére nagy valószínűséggel megjósolható, hogy a tradicionális ideggyógyászat és az elmegyógyászat nem olvad össze a neuropszichológiával, inkább a különböző diszciplínák szorosabb kapcsolatára épülő együttműködése várható. 1. Történeti előzmények A görög Alkmaión volt az első (kb. i. e. 520) aki írásaiban az érzékelés és a megismerés központjaként az agyat jelölte meg. Anatómiai boncolást Európában talán ő végzett először, leírja a szemideget és kereszteződését. Követői közé sorolható néhány neves materialista szemléletű filozófus is, mint Anaxagorasz, Démokritosz és Diogenész. Hippokratész (i. e. 4. sz.) is megállapítja, hogy az agy (és nem a szív) a lélek, a gondolatok és az érzések központja. Eraszisztratosz (kb. i. e. 250) szintén emberi testet boncolt, és az agytekervényeknek intelligens funkciókat tulajdonított. Galenus, gladiátorok fejsérüléseit sebészként ellátva, (i. sz. 2. sz.) megállapította, hogy az agysérülés megváltoztatja a viselkedést. Galenus pontos megfigyelései és leírásai szerint az érzőidegek az agyhoz és nem a szívhez kapcsolódnak. Azt is tudta, hogy az agy deformációja a mozgásokat és a viselkedést erőteljesen megváltoztatja, míg hasonló manipuláció a szíven, bár nagyon fájdalmas, ilyen hatásokat nem okoz. Galenus megfigyelései 1500 évig nagyrészt feledésbe merültek, főként azért, mert az emberi test és agy boncolása Európában tiltva volt. AndreasVesalius ( ) reneszánsz anatómus akit ma is a humán anatómia atyjának tekintenek már rendszeresen boncolt (a hatóságok üldözték is emiatt), és Galenus nyomdokain haladva több új megfigyelést tett. Az agy, a viselkedés és a lélek összefüggése, évezredek óta vitatott filozófiai probléma, de a felvetődő kérdések megoldása napjainkra egyre inkább a kísérleti lélektan és az idegtudomány területére helyeződött át. PeterRommel német orvos 1683-ban részletes leírását adja a motoros afáziának. Swedenborg (svéd matematikus, fiziológus) 1740-től kezdve összegyűjti és összegzi az akkori neurológiai tudásanyagot, és megállapítja, hogy az agykéreg az érzékelési és motoros működések legfelsőbb központja. Az olasz Gennari ( ) volt az első, aki az agykéreg réteges szerkezetét észrevette, és megvetette az alapját, többek között Brodmann szövettanilag precíz leírásainak is. Gall az 1800-as évek elején úgy gondolta, hogy az agykéreg 27, működésében elkülöníthető régióból áll. Ezek között felsorolta a józan észt, továbbá a nyelvet, érzékelést, a reményt és önbecsülést, és még jó néhány homályos és nehezen meghatározható viselkedéses és lelki tulajdonságot, ami aztán majd egy évszázadon át heves viták tárgya lett. Gall és Spurzheim, a frenológia megalapítói, mérések ezreit végezték el (pl. 25 gyilkos koponyájának részletes összehasonlítását), s ezek alapján a lokalizálandó funkciók száma először 35-re, majd mintegy 100-ra nőtt, jóllehet a lokalizáció kérdéseit sem ők, sem a frenológia többi híve nem tudta megoldani. A francia agysebész, PierreFlourens szolgáltatta az első tudományos bizonyítékokat arra nézve, hogy a frenológiai iii

14 Előszó megközelítés téves alapokon nyugszik. Állatok agyának sebészi és boncolásos beavatkozásait követően úgy találta, hogy a viselkedés megváltozása nem egy-egy körülírt agyi régió, hanem inkább a sérülés kiterjedtsége, azaz a sérült agyszövet mennyiségével arányosan károsodik. A frenológia (azaz az agyi funkciók szigorú lokalizálhatósága) és a flourens-i (léziós és ablációs technika és tanulmányok) ekvipotencialista nézetekvitájamind a mai napig nem zárult le, bár az eltelt idő (és a modern agykutatás) mindkét szélsőségesnek nevezhető álláspontot nagyrészt megcáfolta. Henry J. Bigelow amerikai orvos írja le 1850-ben a híres Phineas Gage-esetet, amely az első klinikai neuropszichológiai esettanulmánynak tekinthető a homloklebeny sérülésével kapcsolatban. 2. A mai neuropszichológia megalapozói Paul Broca ( ) 1861-ben egy agytumorban meghalt páciense agyának boncolásakor szerzett tapasztalatai alapján leírja a nevezetes Broca-áreát, amelyet ma is beszédlokalizációs központnak tekintünk. VlagyimirBetz orosz anatómus 1874-ben publikálja az agyi motoros központokban felismert piramidális sejtek leírását (ma is mint Betz-féle óriás piramis sejteket említi az anatómia). Az 1870-es években Wilhelm Wundt Lipcsében, valamint William James az Egyesült Államokban megalapítja az első kísérleti pszichológiai kutatólaboratóriumokat, amelyek pszichofizikával, érzékeléssel, észleléssel és a tudattal foglalkoztak, követőik és tanítványaik pedig a pszichológia szinte minden ágában fontos megfigyeléseket tettek. CarlWernicke német orvos ( ) leírja a Broca-féle szindróma ellentétét, azaz a szenzoros afáziát. JohnHughlings Jackson ( ) határozottan állást foglal a lokalizacionisták ellen, és amellett érvel, hogy olyan komplex szervben, mint az emberi agy, a funkciók lokalizációja csak erős megszorításokkal lehet érvényes. J. B. Charcot ( ) Franciaországban az agy egyes részeinek összeköttetéseit és funkcióit elemezve diagramokat a mai ideghálózatok elméleti és gyakorlati alapját megalapozva vázol fel a beszéd, az érzékelés és mozgásszabályozás zavarainak értelmezéséhez. Nevezetes arról is, hogy ösztönzésére kezd el foglalkozni Freud az ún. pszichés trauma kutatásával. Sigmund Freud ( ) neurológusként Charcot tanítványa. Még pszichoanalitikus elméletének kidolgozása előtt kompetens neuropszichológusnak bizonyul, 1891-ben monográfiát publikál az afáziáról. Ebben élesen kritizálja Wernicke és a többi diagram-gyáros munkásságát és a lokalizáció-ellenes táborhoz csatlakozik. E korai monográfiájában a szójelentéssel (sze-mantikával) foglalkozik, és sok tekintetben a modern transcoding modellekkel rokon elképzeléseket fogalmaz meg. Sajnálatos, hogy későbbi pszichoanalitikus elmélete és gyakorlata messze elkanyarodott a neuropszichológiai elméletek és gyakorlat fő áramától; ígéretes és izgalmas az, hogy a modern pszichoanalízis egyre több követője veszi fel az elejtett szálat, és lépéseket tesz a neuropszichológia és az idegtudományok felé is. A neuroanatómia és neurofiziológia úttörői közül kihagyhatatlan a ma is közismert és még mindig jól használható megfigyeléseket és elveket leíró Sherrington, Brodmann, Cushing, Monakow, Head, Cannon, Lashley, Moniz, Penfield és Hebb, Mountcastle, Hubel, Wiesel és még sok ma is élő kutató, anatómus, neurofiziológus, pszichológus, neurológus, pszichiáter, agysebész és biokémikus. Munkásságukat a modern neuropszichológiai leírások és tanulmányok számtalanszor említik, nézeteik és az általuk leírt tények könyvünkben is fontos referenciák. Hervadhatatlan érdemeiket méltánytalan lenne rövidítve összefoglalni, ez egy másik, még a jövőben elkészülő neuropszichológia-történeti könyv tetemes részét tenné ki. Bárki tanulmányozza a neuropszichológiát, csak tisztelettel adózhat elődeink személyes küzdelmekben bővelkedő munkásságának. Felfedezéseik részleteinek ismertetése túlmutat a bevezető terjedelmi lehetőségein. Az olvasó figyelmébe ajánljuk a referenciaként felsorolt irodalmakat. 3. A modern neuropszichológia mint tudományos diszciplína Az ötvenes évektől kezdve a neuropszichológia leglényegesebb témái a féltekei lateralizáció kérdéséhez, valamint az agnózia, az afázia és az amnézia funkcionális modelljeihez kapcsolódnak. Hécaen megjelenteti az első monumentális neuropszichológiai kézikönyvét, amely túlnyomó részben a féltekei dominancia és a testséma kérdéskörével foglalkozott (l. Benton, 2000). Cambridge-ben OliverZangwill megalapítja az első kísérleti neuropszichológiai laboratóriumot, egyben mintát szolgáltatva a későbbi neurológiai és pszichiátriai osztályokon szerveződő hasonló intézmények számára. Norman Geschwind pedig bevezeti a diszkonnekció elvét, amely máig az egyik legfontosabb neuropszichológiai magyarázó elv (Geschwind, 1965). iv

15 Előszó A korábbi évek gyakorlatához képest a neuropszichológia szerepe megváltozott. A lézió helyének azonosítását a fokozatosan fejlődő agyi képalkotó eljárások teszik lehetővé. Számos agyi rendellenesség azonban nem köthető körülhatárolt agyterület sérüléséhez. Összetett kognitív deficitek mozaikjából tudjuk csak összerakni a patológia eredetét és a kialakulásában szereplő agyi képletek szerepvállalását. A tökéletesedő technikák ellenére sem tudjuk azonosítani az apróbb kognitív zavarokat, sokszor nem tudunk mit kezdeni a több pontot érintő vagy globális hatásokat eredményező sérülésekkel. Figyelembe véve a kis területre lokalizálódó, ablatív beavatkozásokat, az agyba beépített elektrotechnikai interface-ek által kiváltott impulzusok következményeit, egyre követelőbb igényként vetődik fel a részfunkciók pontos felmérése, és a mérési eredmények validitásának ellenőrzése. A neuropszichológiai diagnosztikai tesztek értékpontjai funkció közben is végezhető agyi képalkotó vizsgálatok eredményeivel egészülnek ki, szerepük így fokozatosan megváltozik. A kliens mindennapi életminősége, kognitív lehetőségei és képességeinek fejlesztése, a munkaképesség, iskolai megfelelés, önálló életvezetés kérdései kerülnek előtérbe. Egy másik vonulat, amelyet elsősorban kognitív neuropszichológia néven említenek, elsősorban a kognitív képességek neurológiai alapmechanizmusának vizsgálatával foglalkozik, és mint ilyen, módszereiben a kifinomult elemi képességek és az agyműködés alapszintű megismeréséhez kapcsolódik. A korábbi diagnosztikai céllal készített vizsgáló eszközök azonban nem feltétlenül töltik be a szerepüket a mindennapi tevékenység finom elemzésekor. Fokozott figyelmet kell tehát fordítanunk a klinikai környezeten túlmutató vizsgáló eszközök kidolgozására. Reményeink szerint a bemutatott összeállítás, mely a magyar neuropszichológiai gondolkodás meghatározó területeit reprezentálja, bevezeti az olvasót mindkét terület művelésébe, és ösztönzést ad ahhoz, hogy a későbbiekben mind a kognitív, mind a klinikai területen elmélyítse tudását. A magyar idegtudomány, a hozzá kapcsolódó neuropszichológiai diagnosztika és rehabilitáció nem csak haszonélvezője, de cselekvő részese is a neuropszichológia nemzetközi fejlődésének. Többek között Szentágothai János, Grastyán Endre, Freund Tamás neve fémjelzi ezt a tudáskincset, de a hazai neuropszichológiai szakma fejlődéséért hálával tartozunk a magyar származású, világhírű kanadai neuropszichológusnak, KertészAndrásnak is. A hazai gyakorlat elsősorban Lurija munkássága nyomán haladva alakította ki saját profilját. Az elmúlt években a neuropszichológia alapjai iránt érdek-lődők Péter Ágnes és Osmanné Sági Judit tankönyvein nevelkedtek. A neuropszichológia gyakorlatával és a nemzetközi tekintélyű neuropszichológiai kutatásokkal foglalkozó munkatársak körül kialakult szakmai műhelyek: a SOTE Neurológiai Klinika Neuropszichológiai Csoportja, a Magyar Tudományos Akadémia Neuropszichológiai és Pszicholingvisztikai Kutatócsoportja, az MTA Pszichológiai Intézetének Pszichofiziológiai Kutatócsoportja, az Országos Ideggyógyászati és Pszichiátriai Klinika Klinikai Pszichológiai Laboratóriuma, az Országos Orvosi Rehabilitációs Intézet Koponya-sérültek Rehabilitációs Osztálya más műhelyekkel együtt biztosítják a neuropszichológia gyakorlati területeinek fejlődését. A nemzetközi áramlatokhoz illeszkedő örvendetes tény ugyanakkor, hogy a kognitív neuropszichológia és a kognitív idegtudományok ismeretei megtermékenyítően hatottak a magyar neuropszichológia fejlődésére. Ezen a területen az elkövetkező években további lendületes fejlődés várható. Reményeink szerint jelen neuropszichológiai bevezető tanulmánygyűjtemény hozzájárul az elmélyült tudás megszerzéséhez, és lehetővé teszi a különböző szakterületeken dolgozó pszichológusok, orvosok, rehabilitációs szakemberek és idegtudománnyal foglalkozó kutatók együttműködését. A tanulmánykötet célja: oktatási segédanyagot adni a neuropszichológia tantárgy oktatásához, mind bachelor, mind pedig master szinten, bemutatni azokat a módszereket, amelyek a bizonyítékokra épülő gyógyítás közegében a diagnózis, a terápia és a rehabilitáció megbízható eszközei lehetnek. A tanulmánykötet a magyar neuropszichológia helyzetének ismeretében kiemeli és összefoglalja a gyakorlatban leggyakrabban előforduló problématerületeket, és kitekintést ad az elkövetkező fejlődési irányok felé. A képalkotó eljárások, valamint a számítógépes animáció rohamos fejlődése megteremtette a lehetőséget a neuropszichológia oktatási képanyagának részletes, tematikus bemutatásához is. Terveink szerint a tanulmánykötet kiegészítéseként a későbbiekben megszületik egy web alapú tematikus képanyaggyűjtemény is, mely elősegíti ennek a rohamosan fejlődő tudománynak a hatékonyabb oktatását. Figyelembe véve a magyar oktatási hagyományokat, abból a hazai gyakorlatból indultunk ki, hogy az egyetemi tanulmányok bevezető időszakában a hallgatók az anatómiai, élettani tanulmányaik során részletesen megismerkednek az érzékszervek, az idegrendszer és az agy felépítésével, valamint a rövid lefutású kognitív válaszokat kísérő pszichofiziológiai és vegetatív reakciók mérési módszereivel és az ezekhez kapcsolódó alapelméletekkel. Ezeket a területeket általában a biopszichológiai tankönyvek tárgyalják, melyek a fentieken túl a hormonok és a viselkedés, valamint a dependencia témakörét is részletesen érintik. Felhívjuk az olvasó figyelmét, hogy a részletesen megvitatott és kritikusan elemzett alapismeretek mellett helyenként bemutatott, a magyar neuropszichológia fejlődési potenciálját és domináns fejlődési területeit jelző v

16 Előszó elgondolások is szerepelnek, melyek további elemzést igényelnek. E területeken számítunk az olvasó és a leendő munkatársak kreativitására, és bízunk abban, hogy közülük számos új munkatársat üdvözölhetünk a neuropszichológia gyakorlatának és a kutatásnak legkülönbözőbb területein. a szerkesztők vi

17 2. fejezet - 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában Verseghi Anna 7

18 Mi ez? 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában Tóth Tamás fotója A feladat Komoly tudást igényel, és néha nagy feladat egy alma elfogyasztása. Az állatok nem hagynak olyan csutkát, mint az ember. A harapásnyomokból kiolvasható az ehető és nem ehető részek megkülönböztetésének képessége, a táplálékjelleg felismerése és az annak megszerzésével kapcsolatos motiváció. Az alma megevéséhez szükséges, hogy a személy rendelkezzen a céltárgy felismerésén és lokalizációján túl saját testével és testmozgásával kapcsolatos tudatossággal is, hogy a karját a megfelelő módon kinyújtva pontosan meg tudja ragadni az almát. A gyümölcs megszerzésekor, a harapás és rágás folyamatában észlelnie kell a keze és a céltárgy határait. Nagy tudás rejlik tehát az almaevésben A probléma Agysérülés esetén előfordul, hogy elvész az almaevés képessége. Neuropszichológiai szempontból ez különböző problémákat jeleníthet meg. Az agysérült személy nem képes megfogni az almát, vagy mellényúl, amikor próbálja elérni, nem tudja, hogyan kell harapni, esetleg nem ismeri fel az almát, hogy mi az, mire való. Ilyenkor gondolhatunk arra, hogy a betegnek testsémazavara van, vagy a látás és a mozgás összerendezésével lehet problémája (pl. optikus ataxia, kinesztetikus apraxia), de lehet az is, hogy a céltárgy, amit vizuálisan felismer (az alma), nem aktiválja a megevéséhez megfelelő mozgásmintát, és ideációs apraxiája van, illetve a fellépő vizuális agnózia valamilyen formája miatt nem reagál célszerű módon. Megtörténhet az is, hogy az agysérült személynek semmilyen gondot nem jelent egy almát megenni, de ha egy képzeletbeli almával kell eljátszania, hogy hogyan enné meg, akkor ezt nem tudja megjeleníteni. Ilyenkor feltételezhetjük, hogy ideomotoros apraxia vagy esetleg testsémazavar lehet a háttérben. (Természetesen más jellegű problémák is okozhatják azt, hogy valaki nem tudja a fenti műveletet végrehajtani, pl. bénulás, végtaghiány vagy éppen kóros mozgás, esetleg a személy motiválatlan az adott feladatra.) Abban az esetben, amikor azt látjuk, hogy valaki belső szükségletének hiányában, csupáncsak azért, mert észrevett egy előtte heverő gyümölcsöt, elkezdi megenni, vagy egy elé rakott üres pohár után nyúl, és inni próbál belőle, elgondolkodhatunk azon, hogy éppen egy automatikus használatot kiváltó viselkedést (utilisation behaviour) figyelhettünk-e meg (Boccardi és mtsai, 2002). A vizuális felismerés képességének sérülése miatt lehet, hogy egy valódi almát vagy csutkát nem képes beazonosítani a beteg, de előfordulhat, hogy miközben a valóságos céltárgy felismerésével nincs problémája, aközben például a fejezet elején bemutatott tárgyat nem tudja felismerni. Amikor azt kérdezzük a személytől, hogy mi ez?, mit lát a képen?, akkor azt válaszolja, hogy ez egy gyertya, vagy viaszból készített figura. Egy másik beteg szerint zsírkőszobor. Olyan, mint a balett-táncos. Itt lehet látni, ez a lába, spiccel. Mások szerint kristály lerakat vagy éppen kagyló, vagy egy grabancánál felemelt bárány, esetleg növényféleség, két bogár van benne. Ezekből a megfogalmazásokból a vizuális felismerés különböző zavarait lehet sejteni. Ezektől egészen eltérő problémát feltételezhetünk, ha ezt a választ kapjuk: alma, ami ki van már rágva. Egy ettől különböző, de hasonló nehézségre utaló megfogalmazás szerint: ez egy kölcsön furcsa alma. Azt hiszik már, hogy nem nyúl hozzá senki, senki saját tulajdona. Alma valami nem torzsa Vagy: Virág, de mégsem az, almatorzsának lehet felmérni. Az ilyen típusú válaszok nyomán a neuropszichológusban felvetődhet, hogy a betegnek valamilyen nyelvi zavara van, amelyet a neuropszichológiai vizsgálatban a hipotézistesztelés során, hibaelemzésen keresztül pontosan behatárolhat. Ha pontosan tisztázni szeretnénk, hogy mi a beteg problémája, akkor nem elég sejtésekre hagyatkozni vagy nyugtázni, hogy mi az, amit nem tud, hanem figyelemmel kell kísérni, hogy hogyan nem tudja, illetve hogyan tudja azt. Érdemes megismerni, hogy van-e olyan módosítás, amely esetén képes bizonyos változtatásokkal kompenzálni a nehézségeit. Ez utóbbi a segítségnyújtás szempontjából sem közömbös A probléma mérésénekés jellemzésének útjai Az agysérült személyek feladatvégzés során nyújtott teljesítményét vizsgálhatjuk úgy is, hogy mennyiségileg, azaz kvantitatívan értékeljük. Ez úgy történik, hogy egy személy tesztelése során kapott adatait, egy már vizsgált, ismert nagyobb populáción bemért jellemzők átlagából képzett standard értékhez viszonyítjuk. Ha 8

19 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában valaki egy adott feladatban, helyzetben megfelel ennek a határértéknek, akkor a vizsgált szempontból egészséges, normális, ha ezt a standard értéket (vagy elfogadási tartományt) nem éri el, akkor beteg, vagy gyengébb az átlagosnál. Ilyen jellegű, általában ismételhető mérés alapján be lehet sorolni valakit az egészséges vagy a beteg ezen belül is számtalan kategóriába, lehet arra nézve utalást tenni, hogy mennyire sérült, de ez még a kezelés módjáról, hogy mit lehet tenni egy adott helyzetben, keveset mond. Nem sokat árul el a személy problémájának természetéről, arról, hogy ez az ember a hétköznapi életben mire képes, meg tud-e oldani bizonyos helyzeteket. További információkra lesz szükségünk, hogy a kognitív mintázatát, személyét tekintve hogyan lehet a legcélszerűbben segíteni abban, hogy a maradék kapacitásait a saját képességének megfelelő szinten tudja mozgósítani és megélni. Azonban, ha az objektivitásra törekvő, viszonylag kontrollálható körülmények között végezhető tájékozódó, puhatolózó kvantitatív szűrést hibaanalízisen alapuló hipotézistesztelés követi, vagy abba épül be, és az eredmények értelmezése részletesebb profilelemzés alapján történik, akkor lehetőségünk nyílik a személy működésmódjának egyéni sajátosságait megismerni (a kvantitatív módszerek részletes ismertetését l. Racsmány, 2005 összefoglalójában). A másik lehetőség a kvalitatív megközelítés. A minőségi elemzés módszerének alkalmazása bár szubjektív, individuálisan az adott személyhez illesztett, a vizsgálati szituációhoz flexibilisen formált, mégis lehetőséget nyújt, hogy személyre szabottan meglássuk, ki az az ember, és hogyan működik, akit éppen vizsgálunk, és esetleg a segítségünkre szorul. A beteg problémájának vizsgálatakor a háttértényezők zavarainak hipotézistesztelése során, az adott feladatban megnyilvánuló hibák azonnali elemzésével a tesztelés folyamata folyamatosan változik a hiba jellegének megfelelően. A neuropszichológus attól függően választja ki a következő vizsgálati feladatot a széles spektrumú eszköztárból (vagy esetleg spontán hoz létre valamilyen, a helyzetre szenzitív feladatot), hogy éppen milyen jellegű hiba jelenik meg, miközben a probléma gyökerét próbálja behatárolni, mint egy nyomozó. Ez a módszer a vizsgálatvezető jártasságán, szaktudásán alapul, és flexibilis, rugalmas gondolkodást és kreatív cselekvést kíván meg a neuropszichológustól. Ebben a szemléleti keretben gondolkodva nem arra esik a hangsúly, hogy valakinek mennyire sérült egy bizonyos funkciója, hanem figyelmünk középpontjába az a működésmód kerül, ahogyan megoldani próbálja az adott feladatot. Azt vizsgáljuk, hogy a feladatvégzésnek melyek az ép, és melyek a károsodott láncszemei (Lurija, 1975). Rendkívül fontos, hogy ne csak azt fogalmazzuk meg, hogy mi sérült, mi a hiány, hanem azt is, hogy mi egészséges. A fő kérdés, amelynek mentén az információkat gyűjtjük a Hogyan működik? A kapott válaszok jó kiindulópontjai lehetnek a (neuropszichológiai) rehabilitációnak. A kvalitatív analízis a neuropszichológiai esettanulmányok módszertani alapját is képezi. (A két út módszertani összehasonlításáról magyarul bővebben l. OsmannéSágiJ munkáját.) A kognitív funkciók minőségi analízisének módszere természetesen nem zárja ki, hogy mennyiségeket is mérjünk. Ugyanannál a személynél az ismételt vizsgálatokban, vagy a neuropszichológiai tréningek során, az egyes feladatokban nyújtott teljesítménybeli érték alapján jól követhető lehet a gyógyulási folyamat. Ugyanígy mutathatják a megismételt vizsgálati feladatok vagy azok változatainak eredményei azt is, ha nincs javulás, és az esetleges romlást is. Ezen keresztül nemcsak a szakember, hanem az érintett személy is közvetlen támpontokat szerezhet állapotának változásáról A példa A két szemléleti megközelítés nem jelent egymással ellentétes irányt. Jól kiegészíthetik egymást, mint ahogy ezt az egyik legnépszerűbb neuropszichológiai vizsgálati módszerben, a Rey Osterrieth komplex ábratesztben is láthatjuk (l ábra). 9

20 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában 1.1. ábra. Rey Osterrieth komplex ábra (kicsinyített) Az ábra AndreReytől ered, Osterrieth dolgozta ki és standardizálta a legszélesebb körben használt pontozási módszert (Rey, 1959; Lezak, 1995; Meyers és Meyers, 1995). A teszt a vizuális organizáció és a vizuális incidentális emlékezet tesztelésére használatos. A teszt elvégzéséhez szükség van a mintaábrára, egy fehér lapra és hat színes tollra. A vizsgált személynek először az a feladata, hogy másolja le az ábrát. A vizsgált személy informálva van arról, hogy másolás közben a rajzoláshoz szükséges színes tollat újra és újra ki fogjuk cserélni egy másik színűre. A vizsgálat vezetője figyelmesen követi a személyt, ahogy ő másol, és közben, ahogy a személy halad, jól elkülöníthető egységek befejezése után megkéri, hogy egy eltérő színű tollal rajzoljon tovább. (Magyarországon elterjedt színsorrend: fekete, piros, kék, zöld, sárga, barna.) Ez a felvételi technika segít a későbbiekben megál-lapítani, hogy a rajzoló milyen sorrendben haladt a szerkesztés során. (A klinikai gyakorlatban a színek változtatásának módjától eltérő felvételi technikával is találkozhatunk, pl. a vizsgálat vezetője egy előtte lévő ábrán számokkal, vagy valamilyen más módon jelzi a haladás sorrendjét, pl. Meyers és Meyers, 1995). A vizsgált személynek a másolás után, a teszt második részében előre nem jelzett módon, váratlanul, egy bizonyos idő elteltével emlékezetből kell rekonstruálnia az ábrát. Tehát a másolás alatt még nem tudja, hogy a mintaalakzatot majd a későbbiek során emlékezetből felidézve kell megkonstruálnia. Ennek a résznek több változata is létezik, vagy a másolás befejezése után rögtön és/vagy késleltetés után kell lerajzolni az ábrát. A másolás utáni késleltetés időtartama a klinikai helyektől, a vizsgálat céljától függően lehet néhány másodperces, pár perces, de akár több hetes is. Az emlékezetből történő rajzolás során is cseréljük a színes eszközöket. A másolásnak és az emlékezeti reprodukciónak nincs idői korlátja, de feljegyezzük a ráfordított időket. A módszer alkalmas arra, hogy a vizsgált személy feladatmegoldási módja, teljesítménye kvantitatíven és kvalitatíven is kiértékelhető legyen, ezáltal a diagnosztikai és az ezzel összekapcsolódó, individuálisan meghatározott rehabilitációs folyamat egyik hasznos eszköze lehet. Az ábra az értékelés szempontjából 18 egységre van osztva, és ennek alapján egy személy másolási és emlékezeti felidézési teljesítménye meghatározott kritériumok szerint pontozható. Így kiszámítható egy másolási és egy emlékezeti pontérték, amely segítségével a személy teljesítményéről megállapítható, hogy egészségesnek vagy sérültnek tekinthető. A kvalitatív analízisnek alávetett egyéni feladatmegoldások alapján pedig jól leképezhetőek a vizuális észlelés különféle problémái, a figyelmi folyamatok (például neglekt-szindróma), az incidentális vizuális és vizuális-téri emlékezet, valamint az organizáció és a konstruálás folyamatának zavarai. A feladatmegoldások jellegéből 10

21 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában hipotézist alkothatunk a sérült agyi területekre vonatkozóan is. Léteznek speciálisan az agysérült személyek parietális, temporális, occipitális lebenyeinek diszfunkcióját, a frontális régióinak problematikáját, és a féltekei érintettséget jelző hibázási módok. Önmagában a tesztben elért pontszámok alapján nem tudhatjuk meg, hogy a személynek mi a problémája, melyik agyi területe nem funkcionál a megfelelő módon. Ugyanannyi pontszám mögött, eltérő lokalizáció mellett, különböző deficit húzódhat meg! A teszt felvételi módja igen szerencsésen konstruált, mivel lehetőség van nyomon követni és rögzíteni a színek segítségével a vizsgált személy építkezési stratégiáját. Szemügyre vehetjük azt, hogy hogyan alkot meg valamit, illetve bármiféle stratégia hiánya is lényeges adat lehet állapotának felmérése szempontjából. Jelen esetben tehát a kvalitatív analízis annak a módnak az elemzésére irányul, ahogy a személy megoldja a feladatot. Három egészséges stratégia lehetséges: a globális, az analitikus és a szintetikus. Ha a személy működésmódja egyikbe sem illeszthető, akkor az valamilyen diszfunkciót jelez. Agysérült személyeknél előfordulnak a rajzolás során ábraelforgatások, nagyítás, kicsinyítés, szimmetria irányában torzítás, a szubjektív értelmezhetőség irányában torzítás, ábrarészek lehagyása, az elemek perszeverációi, az elemek fragmentáltsága, aránytalanság stb. Megannyi hiba, megannyi diagnosztikai támpont a hibaelemzés számára. A hazai neuropszichológiai gyakorlatban az 1980-as évek második felétől (Verseghi és Vincze, 1989) terjedt el a Rey Osterrieth komplex ábra használata az agysérült személyek szűrővizsgálatára, de sosem egyetlen tesztként alkalmazva azt a szűrésben (Kónya, Verseghi, Rey, 2001; Földi, Tomasovszky, 2003; Gerván, 2004). Ez a teszt a különböző hipotézisteszteléssel dolgozó neuropszichológiai vizsgálatoknak is alapvető kiindulópontja. Gyakorlati szinten ez azt is jelenti, hogy egy adott személynél egy konkrét neuropszichológiai vizsgálati folyamatban, a személy feladatmegoldásában megjelenő hibák kvalitatív analízisének eredménye alapján, különbözőképpen fog folytatódni a vizsgálat, ha másért nem, már csak azért is, mert a problémafókuszú hipotézistesztelés során csak annyi, és nem több, nem kevesebb feladatot kap a személy, mint amennyi pont szükséges a probléma felderítéséhez! A hipotézistesztelés hibaelemzéssel Lurija óta (magyarul: 1975) jól ismert az a tény, hogy a magasabb pszichés funkciók nem rendelhetők egy az egyben egy bizonyos agyi terület kizárólagos működéséhez. Több agyi terület összehangolt és dinamikusan változó rendszere szükséges ahhoz, hogy egy komplex pszichés funkció létrejöjjön. Ugyanakkor az is tudható, hogy egy-egy agyi terület több különböző pszichés működésben vesz részt a maga specifikus módján. Mindig az adott feladat határozza meg, hogy aktuálisan mely agyi területek aktiválódnak és képeznek egy funkcionális rendszert egy funkció létrejöttében. Az előzőekben látott almacsutka felismerésében szerepet játszó agyi területek bár tartalmaznak átfedéseket, de nem feleltethetők meg egy az egyben az almacsutka szó kiejtésekor aktiválódókkal, és a szó leírása újabb területek bevonódásával jár, míg az almacsutka megfogása és a gyártása megint csak módosíthatja a feladatban résztvevő agyi struktúrák hangsúlyozottságát. Az is elmondható, hogy az alma megevéséhez szükséges agyi régiók és a fentebb tárgyalt Rey Osterrieth komplex ábra sikeres lemásolásához nélkülözhetetlen aktivizált agyi struktúrák tartalmaznak közös helyeket. Egyazon terület sérülése, amely mindkét feladat megoldásában involvált, hasonló problémákat fog eredményezni a látszólag teljesen eltérő két és még számos más feladatban. Például a parieto-occipitális területek károsodásakor létrejöhet optikus ataxia vagy más névvel a vizuálisan vezetett tárgyelérő mozgás zavara (DeRenzi, 1982; Milner, Goodale, 1995; Verseghi, 1996; Nichelli, 1999; Goodale, Milner, 2004). Egyes szerzők vizuomotoros ataxiának nevezik ezt a deficitet (pl. Rondot, Recondo, Ribadeau Dumas, 1977). Ez a zavar a betegeknél szenzomotoros koordinációs nehézségként jelenik meg. Nem tekinthető optikus ataxiának az a fajta szenzomotoros koordinációs probléma, amely hátterében kóros mozgás, plégia vagy parézis, egyensúlyzavar, esetleg végtaghiány vagy vizuális látótérdeficit húzódik meg. Általánosan megfogalmazható, hogy a szakirodalom az optikus ataxiánál a vizuális céltárgyról és helyéről származó jelzések és a beteg végtagjainak helyzetéből folyamatosan érkező kinesztetikus, proprioceptív információk különböző szinten megnyilvánuló integrálási zavarát tekinti alapproblémának. Az egyes szerzők azonban az esetek, illetve kísérleti megközelítésük, és szemléleti keretüknek megfelelően a vizuálisan vezetett tárgyelérő mozgás folyamatában megjelenő diszfunkció mögött a különböző háttérösszetevők zavarainak eltérő szerepét hangsúlyozzák (pl. Damasio, Benton, 1979; Perenin, Vighetto, 1988; McIntosh és mtsai, 2004.) Az alma példájánál maradva, evésekor az optikus ataxia úgy nyilvánul meg, hogy az agysérült személy mellényúl a gyümölcsnek. A Rey Osterrieth komplex ábra rajzolása közben pedig megfigyelhető lesz, hogy a betegnek nehézséget okoz az ábra elemeinek pontos illesztése, zárása (l. az 1.3. a. ábránál). A személy rajza a pontosító vonalak miatt még rendezetlenebbnek tűnik, mintha nem törekedne korrekcióra. Továbbá, ugyancsak probléma mutatkozhat az almacsutka szó leírásakor. Ha nyomtatott betűvel ír a beteg, akkor rendezetlen lesz az 11

22 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában írása, és mindig, amikor felemeli a tollát, nehézséget jelent pontosan folytatni azt a következő betűelemmel. A folyamatos kézírás egész sikeres lehet, ott ritkábban kell megszakítani az írást. A megfelelő szó kimondása lehet, hogy semmilyen problémát nem okoz. Ha a fentiektől eltérő feladatban például arra kérjük az agysérült személyt, hogy egy olyan óra számlapjáról, amelybe nincsenek beírva a számok, csak a beosztás és a mutató látszik, mondja meg, hogy mennyi az idő, a beteg képes lesz a pontos idő meghatározására. Ellenben, ha a személynek azt a feladatot adjuk, hogy rajzoljon egy órát és ábrázolja a háromnegyed hármat, mint ahogy a jól ismert Órarajzolási tesztben szokás (Kálmán, Maglóczky, Janka, 1995; Lezak, 1995; Hárdi, Tariska, 2002), akkor az órát jelképező kör nem valószínű, hogy megfelelően záródó kör lesz. A beosztások és a számok esetleg egymásra íródnak és eltolódnak, a mutatók nem érnek össze, és nem a megfelelő helyükre kerülnek. Az agysérült személy lehet, hogy a pontozás alapján igen kevés pontot fog elérni, és úgy tűnhet, mintha a problémája kifejezetten a demencia irányába mutatna, miközben szakavatott szemmel nézve esetleg jól körülírható lokális diszfunkciót feltételezhetünk. A klinikai gyakorlatban kétféle felvételi technika is elterjedt: van, ahol előre megadott körbe kell berajzolni a számokat és a mutatókat, van, ahol a kört is a betegnek kell megrajzolnia. Számtalan pontozási technikával is találkozhatunk a klinikumban és az irodalomban. Tuokko és mtsai (2000) például öt különböző értékelési megközelítést hasonlít össze egy 493 főt érintő mintában. Anélkül, hogy részleteznénk a témában fellelhető irodalmat és azok tanulságait, felhívjuk a figyelmet arra, hogy az értékelési szempontok kidolgozásánál egyre inkább előtérbe kerülnek azok a megközelítési módok is, amelyekben a minőségi elemzés is fellelhető. A fent említett Tuokko például 25 különböző hibatípus rendszerezése és értékelése alapján dolgozik az órarajzolási teszttel. Érdekes lenne megtudni, hogy vajon ezek a hibázási módok specifikusan csak az Órarajzolási tesztben mutatkoznak egy adott személynél, vagy más jellegű feladatok megoldása közben is találkozhat ezekkel a vizsgáló. Amennyiben általánosabban jellemzi az agysérült személyt a hibázás módja, milyen feladatokban jelenik meg? Az alábbiakban arra mutatunk példát, hogy egy adott betegnél a lokális agysérülését követő optikus ataxiás és neglektes tünetei, valamint azok változásai az idő elteltével hogyan jelennek meg két különböző feladatban (tesztben) a neuropszichológiai vizsgálat során Szemléltetés Az alábbi rajzok (1.1., 1.2., 1.3. a., b. ábrán) egy jobb oldali agyfélteke sérült személytől származnak két hónappal az agyállományi vérzés után. Az ötvenéves jobbkezes férfi első órarajzát tekintve (1.2. ábra), ha a standardoknak megfelelően pontozzuk azt, a teljesítmény értékpontja alapján akár a demencia diagnózis is felmerülhet bennünk. Azonban, ha jól megfigyeljük, hogy hogyan hibázott, akkor a (szubdomináns oldali) dorzális parieto-occipitális pályarendszer károsodásakor megjelenő jellegzetes problémák válnak láthatóvá, jelezve a személynél az optikus ataxiát. 12

23 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában 1.2. ábra. T. S. első órarajza Láthatjuk, hogy az órát jelképező kör nem érintkezik, többször is megszakad, az időt jelző számok nagy része kikerült a körből. A számok nem egyenletesen körvonalban helyezkednek el, hanem három részre szakadozottan, lenyomatát adva annak a folyamatnak, ahogy a beteg többször is nekirugaszkodott a számozásnak, és elszakadva a papírtól nem talált ugyanoda vissza. A mutatókat szintén nem a helyüknek megfelelően, csak a kör mellé és egymástól eltolódva sikerült lerajzolnia. Különös az is, hogy a számozásnál a római és arab számok keverednek egymással. Úgy tűnik, hogy a római ötös szám folytatása után bizonytalanná válik, keresi a megfelelő jeleket, és a térben bonyolultabban kifejezhető római számokról áttér az arab számozásra. A vizuálisan vezetett célzó mozgások zavarainak a jellegzetességei mutatkoznak meg akkor is, ha egyszerű alakzatok kontúrjain kell végighaladnia rajzolással, valamint az itt látható Rey Osterrieth komplex ábra másolási és emlékezeti rajzainál is (1.3. a., b. ábrák). 13

24 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában 1.3. ábra. a. T. S. Rey Osterrieth komplex ábra másolása b. emlékezeti rajza (jobbra) Ez utóbbi feladatnál kitűnik az is, hogy a beteg az ábra bal oldalát nem dolgozta ki, több részletet is kihagyott a bal oldalról, az ún. neglekt-szindróma figyelhető meg. (l. Heilman, 1979; Verseghi, 1996; a jelen könyvben Karádi, 2006). Perszeverációs tendenciára is gondolhatunk (Lurija, 1975), az ábra ismétlődő elemeit nézve, de mivel az ábra rajzolásának folyamatát végigkísértük, lehetőségünk nyílt arra, hogy elkülönítsük, mi az, ami valóban perszeveráció, és mi az az ismétlés, ami a személy korrekciós kísérleteiből származik. A másolási és emlékezeti ábrák megkonstruálásakor a személy szóban is kifejezte, hogy egy-egy vonalat nem oda rajzolt, ahova szánta, majd olykor áthúzva, máskor pedig áthúzás nélkül próbálta javítani, a nem jó helyre vagy nem jól illesztett részleteket. Általánosságban elmondható, hogy nem minden feleslegesnek tűnő ismétlés perszeveráció, és nem minden korrekciónak tűnő ismétlés történik kiigazító szándékból. Diagnosztikai szempontból azonban kardinális kérdés, hogy melyikkel találkozunk éppen. A (cselekvéses szinten megjelenő) korrekció a beteg önmonitorozásának képességét, tudatosságának szintjét mutatja, a perszeveráció meg pont ezek hiányát jelzi, miközben a rajz, az írott szöveg végeredménye ugyanaz lehet. Négy évvel a sérülését követően egy kontrollvizsgálat során ismételtük meg T. S-sel az órarajzolást, amelyben az óra tökéletesnek nem mondható ugyan, de nyilvánvalóan látszik, hogy a korábbi optikus ataxiás zavarai megszűntek, és a demencia diagnózis fel sem merül. 14

25 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában 1.4. ábra. T. S. második órarajza A Rey Osterrieth komplex ábra négy év elteltével megismételt felvételekor is szintén jól látható, hogy az első másoláshoz képest a beteg teljesítménye lényegesen jobb, bár deficitet jelez. Optikus ataxia, mint ahogy a második órarajznál, itt sem jelentős. A térbeli megformálásnál kihagyások, eltolódások, aránytalanságok mutatkoznak. Neglektje már nem szembetűnő. Az emlékezeti teljesítménye is mutat javulást, de kifejezett vizuális emlékezeti felidézés probléma állapítható meg a rajza alapján (1.5. a., b. ábrák). 15

26 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában 1.5. ábra. T. S. Rey Osterrieth komplex ábra ismételt a. másolása b. emlékezeti rajza (jobbra) T. S-nél, hasonlóan más, stroke-on átesett betegekhez, hacsak az egy adott időpillanatban elvégzett statikus, keresztmetszeti teszteredmények alapján kellene diagnózist felállítani, könnyen tévedhetnénk, és így például vasculáris eredetű demencia diagnózissal láthatnánk el a beteget. Azonban, ha folyamatában követjük az agysérült személy(ek) teljesítményét, (bár ez lehet, hogy időigényesebb) mégis jobban meg tudjuk ítélni, hogy a tünetek egy leépülési vagy egy felépülési-gyógyulási folyamatban jelennek-e meg. Amikor egy feladatban nyújtott teljesítményt értékelünk, feltétlenül érdemes végiggondolni, hogy mit és milyen körülmények között mér az adott feladat, és nem elég azt tudnunk, hogy hogyan pontozzuk és vetjük össze a standarddal az éppen adott megoldási kísérletet. Amikor egy tünet, probléma alapján hipotézist alkotunk az agysérült személynél az érintett agyi területét illetően, szükséges, hogy azt is tisztázzuk a vizsgálati feladatokon keresztül, hogy van-e nehézség a sejtett diszfunkcionális terület hatókörébe tartozó más, látszólag nagyon eltérő, de közös alkotóelemet vagy elemeket tartalmazó pszichés funkciókban. A következő részben ezt a tisztázó folyamatot illusztráljuk A közös komponens A neuropszichológiában a szindróma fogalma szűkebb értelemben használatos, mint általában a neurológiában. Ahhoz, hogy szindrómának tekintsünk egy tünetcsoportot, nem elég, hogy a tünetek együtt forduljanak elő, hanem az is kritérium, hogy a tünetek hátterében egy bizonyos elemi működés (Lurija, 1975 szavaival élve faktor) zavara legyen kimutatható, amely az agy egy bizonyos helyének sérülésével hozható összefüggésbe. Ennek az elemi összetevőnek a zavara így jellegzetes hibákat eredményez azokban az összetett pszichés funkciókban, amelyekben a faktor részt vesz. A kvalitatív analízis vagy szindrómaelemzés segítségével elég pontosan megfogalmazható egy adott személy problémájának háttérmechanizmusa, és viszonylag jól behatárolható a sérült agyi régiója. A jellegzetességek felismerése és ezek beazonosításának sikere teszi lehetővé, hogy árnyaltan fogalmazzuk meg az adott beteg problémáját. A különböző feladatokban nyújtott működésekben észrevenni a hasonlót önmagában sem egyszerű. Nehezíti a probléma diagnosztizálását az is, hogy a szindrómaként beazonosított tünetcsoport hátterében meghúzódó sérülések súlyossága is eltérő lehet egy adott lokalizáció mellett. Így a tünetek néha egészen jelentéktelennek tűnnek, míg máskor markánsan kirajzolódnak azt a látszatot keltve, hogy nincs semmilyen hasonlóság közöttük. Előfordulhat az is, hogy egy adott beteg sikeres kompenzációs stratégiáinak mozgósítása miatt, vagy előképzettségének meg-felelően, magas szinten kidolgozott képességeinek köszönhetően fedődnek el a tüneti hasonlóságok. A szindróma-analízis módszere, a közös komponens zavarának kimutatására irányuló hibaanalízis a Gerstmann-szindróma bemutatásán és egy eset részleges ismertetésén keresztül kerül illusztrálásra. Azonban bármeny-nyire is csábító lenne a Gerstmann-szindrómát teljes körűen ismertetni, e tanulmány keretei között mégsem kerül erre sor, bár a fejezetben nagy hangsúly helyeződik e szindróma tárgyalására. Az agysérült személyek beszéd domináns féltekei TPO (temporo-parieto-occipitális) területének károsodásakor megjelenő Gerstmann-szindróma négy alaptünete az ujjagnózia, a jobb-bal tévesztés, az agráfia, az akalkúlia 16

27 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában (Botez, Botez és Olivier, 1984; Denes, 1999). Igen érdekes olvasmány Lebrun-nak (2005) a szindrómával kapcsolatos történeti áttekintése (1924-tól 1983-ig bezáródóan), amelyben összefoglalja Josef Gerstmann től a témában nyilvánosságra hozott és nagy vitát kavart publikációit, és az ezek nyomán megjelenő főbb tanulmányokat. A szakirodalomban találkozhatunk olyan írásokkal, amelyek fikciónak tekintik a Gerstmannszindrómát, és nem tulajdonítanak lokalizációs értéket a tünetek együtt előfordulásának (pl. Benton, 1961). Más szerzők, pl. Roeltgen, Sevush, Heilman, (1983) továbbá Mazzoni és mtsai (1990), majd többek között Morris és mtsai (1984) és az utóbbi szerzők kortikális stimulációs tanulmányának hatására maga Benton (1992) is elfogadta a négy alaptünet szindrómakénti megfogalmazását, és a domináns féltekei parietooccipitális, valamint parietális és ezen belül is elsősorban az anguláris gyrus fokális léziójához kapcsolódóan tárgyalja. Különböző szerzők a tünetek hátterében eltérő alapzavarokat próbálnak megfogalmazni. Lurija (1975) a Gerstmannszindrómában megjelenő tüneteket a szimultán szintézis különböző pszichés folyamatokban és szinteken megnyilvánuló zavarával hozza összefüggésbe. Levine, Mani és Calvanio (1988) a vizuo-spaciális képességek diszfunkciójával kapcsolja össze a Gerstmann-szindrómában megjelenő agráfiás problémát, a nyelvi deficitről leválasztva azt. Verseghi, OsmannéSági és Kiss (1987) szindrómaanalízis módszerével a mentális forgatás alapzavarára vezetik vissza a szindrómában jelentkező tüneti sajátságokat egy esetelemzés kapcsán (mely a jelen tanulmányban is ismertetésre kerül). Carota és mtsai (2004) ugyancsak egy esettanulmányban szintén a mentális forgatás zavarával összefüggésben tárgyalják a Gerstmann-szindrómát. A négy alaptünet első rátekintésre igen különbözik egymástól. Gyakran kiegészítő tünetek is megjelenhetnek, például konstrukciós apraxia, alexia, afázia, ideomotoros apraxia stb. Tovább bonyolítja a képet, hogy ráadásul az is előfordul, hogy egyes betegeknél nem mindig van jelen mind a négy alaptünet, és a tünetek eltérő súlyossággal mutatkozhatnak. Azonban egy adott agysérült személy különböző kognitív funkcióit vizsgálva, tüneteinek finomabb elemzésekor (szindrómaanalízisénél) jól kirajzolódik, hogy a személy hasonló hibákat követ el a legkülönbözőbb vizsgálati feladatok megoldásainak során. Tapasztalhatjuk, hogy az ujjagnózia nem egyszerűen az ujjak megnevezésének, nevüknek megértési vagy vizuális felismerési zavara, hanem inkább az ujjak lokalizációs, a téri helyzetük megkülönböztetési nehézsége (Denes, 1999). Ilyenkor például a beteg érzi (hacsak nincs érzéskiesése), hogy megérintették az ujját, de nem tudja pontosan behatárolni, hogy melyiket, és hogy ezen belül pontosan hol is volt az érintés. Tapasztalhatjuk, hogy a betegeknek leginkább a középső három ujjuk differenciálásával van nehézségük (Botez, Botez, Olivier, 1985). Ha közelebbről szemügyre vesszük a domináns féltekei TPO-területen sérült személy jobb-bal tévesztését, felfedezhetjük, hogy nem csak arról van szó, hogy a beteg gyakran keveri a jobb és a bal oldalt, és bajban van azokban a helyzetekben, amikor a jobb és a bal tájékozódási referenciakeretként szolgál. Nehézséget jelenthetnek számára azok a feladatok, helyzetek is, amelyekben pl. nem a jobb és a bal oldal a szimmetrikus, hanem pl. a fent és a lent, vagy mindkettő. Így az óra számlapjának leolvasásakor előfordul, hogy a beteg a tíz órára nem azt mondja, hogy két óra mint ahogy ezt várhatnánk, ha nagyon konkrétan vennénk a jobb-bal tévesztését, hanem esetleg azt állítja, hogy fél négyet, vagy fél nyolcat mutat az óra. A korábban említett Órarajzolási tesztben a berajzolásnál inkább jobb-bal irányú tévesztés jelenik meg, mivel a háromnegyed három speciálisan magát a víz-szintes tengelyt is megjelöli. Ebből a szempontból a most tárgyalandó tünet-együttesnél a vízszintes tengelyt nem szokták a betegek a függőleges tengellyel keverni. Nem valószínű, hogy például a beteg hat órát, vagy fél tizenkettőt fog berajzolni a háromnegyed három helyett. Az viszont előfordulhat, hogy a kis és nagymutató megcserélődik, és negyed tíznek fog mutatkozni az idő a beteg rajzán. A kis- és nagymutató cseréje önmagában azonban nem a Gerstmann-szindróma speciális tünete, jelezhet figyelemzavart is. Az óramutatók ábrázolásánál a megfelelő helytől történő eltolódás utalhat továbbá iránylokalizációs zavarra is, például ha tíz óra helyett tizenegy órát rajzol a beteg. Az akalkúlia a Gerstmann-szindróma esetében nem valószínű, hogy globális számolási zavart jelent, hanem a betegeknél speciális nehézségek fognak megmutatkozni bizonyos számolási műveletek során. Ezeknél az agysérült betegeknél a számfogalom lényegében ép marad, de a helyérték fogalma, a mentális számegyenesen történő tájékozódás károsodik. A személyeknek nehézsége lehet abban, hogy értelmezzék és/vagy megnevezzék például a 107-es vagy a 170-es, az 1700-as vagy az 1007-es (és még sorolhatnánk tovább) számokat. Ha kicsit jobban belegondolunk a tízes számrendszer és a kézujjak kapcsolatába, megállapíthatjuk, hogy ujjaink száma is összesen tíz. Ujjaink segítségével tanultunk számolni, és bizonyos számolási műveleteknél felnőtt korunkban is kézenfekvő a használatuk. Rusconi, Walsh és Butterworth (2005) repetitív transzkraniális mágneses stimuláció (rtms) módszerét felhasználva négy különböző, az ujjakat és számolást különböző mértékben involváló feladat közben figyelték meg a vizsgálati személyek működését. Vizsgálatukban a szerzők megerősítik az ujjak és a számolás folyamatának összefüggéseit a bal anguláris gyrus vonatkozásában. A helyérték pontos jelentésének 17

28 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában megértéséhez nélkülözhetetlen a balról jobbra irány stabil megkülönböztetési képessége, a mentális számegyenes differenciált működtetése. A jobb és a bal oldal megkülönböztetésének tanulásakor a kezek kitüntetett szerepet töltenek be. A számolási műveleteknél, különösen a többtagú számoknál nem mindegy, hogy milyen sorrendben vonunk ki számokat egymásból, az összeadásnál a sorrend már felcserélhető lehet. A 4+7 és a 7+4 végeredménye ugyanaz lesz. A kivonásnál viszont nem mindegy, hogy a 7-4 =? feladatnál az agysérült személy a 7-ből vonja-e ki a 4- et, vagy a 4-ből próbálja meg elvenni a 7-et. A =? feladatnál pedig a probléma már a számok megnevezésénél is megjelenhet. A 41-et értelmezheti a beteg 14-nek is, a 17-et akár 71-nek is. Próbálhatja a 71- ből kivonni a 14-et vagy a 41-et, vagy éppen fordítva a 14-ből a 17-et vagy a 71-et is, esetleg a 41-ből a 71-et. Ha a beteg számolási folyamatát végigkísérjük, és a kapott eredményeket ennek tükrében értékeljük, akkor nem csak azt fogjuk látni, hogy az agysérült személy rosszul oldotta meg a feladatot, hanem azt is, hogy milyen specifikus hibákat követ el, valamint az is észrevehető lesz, hogy próbál-e kompenzálni, és ha igen, milyen módon tudja kompenzálni a nehézségeit. A Gerstmann-szindróma jellegzetességeit mutató agysérült személyeknél az agráfia nem valószínű, hogy teljes írásképtelenségként fog megjelenni. Levine, Mani és Calvanio (1988) esettanulmányukban egy 65 éves bal parieto-occipitális területen agyi infarktus következtében sérült, jobbkezes férfi agráfiás tüneteit tanulmányozta. A beteg írásának karakterisztikus hibáit elemezve arra a következtetésre jutottak, hogy az írászavar hátterében a vizuális-téri képességek problémája lelhető fel, és a beteg agráfiája nem nyelvi természetű. Ha szemügyre vesszük a Gerstmann-szindrómás személyek írását, láthatjuk, hogy bizonyos betűk leírásával kifejezett nehézségeik vannak, míg másoknál ez nem mutatkozik. Ezek a problémát jelentő betűk attól függően is változhatnak, hogy milyen betűtípussal ír az adott személy. Ugyannak a betűnek az írásmintája eltérhet egymástól a folyóírásban, a kis nyomtatott betűknél és a nagy nyomtatott formában. Másképpen kell megszerkeszteni egy írott kis b betűt vagy a nagy B betűt, és ugyanez másképpen fog kinézni kis nyomtatott b vagy nagy nyomtatott B formában. Az o betűnél egészen minimális eltérések lesznek, ezek szinte csak méretbeliek. A b-nél van egy főtengely és ahhoz képest jobbra vagy balra, fentre vagy lentre kell elhelyezni az ívelt részt vagy részeket. A személynek nagy valószínűséggel nem a tengelyrész megrajzolásakor van nehézsége, hanem amikor a tengelyre helyezi a következő elemet. Így olyan hibák fordulnak elő, hogy pl. d-t vagy p-t, esetleg q-t ír a beteg b helyett. Az is előfordulhat, hogy nem létező betűforma alakul ki, ha például a tengely közepére és jobbra helyezi az ívelt részt. Példaként az 1.6. ábrán L. T. 28 éves, jobbkezes, átlagos intellektusú (MAWI) üzemmérnök bal oldali TPO területen sérült személy betűkialakítási kísérleteit látjuk szavak diktálása kapcsán, két hónappal az ismeretlen eredetű vérömlenyének műtéti eltávolítása után. Az volt a személy feladata, hogy a diktálás során hallott szavakat írja le. A szavakat egyesével kapta, és csak azután adtuk a következő szót, amikor a személynek sikerült megfelelően leírnia a célszót. A szavak sorrendben a következők voltak: drót, fertelem, tefu, jelent, balra, dalra, fut, tufa. Minden egyes szót és a hozzátartozó kísérleteket külön sorban láthatjuk az alábbi ábrán. Látható, hogy a hibák sajátosak és hasonló jellegűek. A térben a jobbra-balra, a felfelé-fent, a lefelé-lent elhelyezések bizonytalanságával, problémájával találkozunk. Ha a személynek nincs olvasászavara, akkor a géppel történő írásnál nyilvánvalóan nem jelentkeznek ilyen típusú hibák. A MAWI eredményét tekintve IQ: 105, VQ: 108 és PQ: 103. A feladatrészek finom elemzését tekintve az előbbi, írással összefüggő probléma a rejtjelezés próbában tűnik ki. A beteg saját színvonalához képest itt gyengén teljesít, 24 elemet tud jól, de lassan megrajzolni. Saját színvonala alatt van még a számolási feladatban és a szintézis próbában, amelyben az emberi test, a fej, és a kéz alakzatát kell kirakni. (Ezek az eredmények megfeleltethetőek a Gerstmann-szindróma korábban tárgyalt tüneteinek.) 18

29 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában 1.6. ábra. L. T. a Gerstmann-szindróma jellegzetességeit mutató diktálás utáni írása Amennyiben az agysérült beteg a Gerstmann-szindróma kapcsán olvasászavarral is küzd, elsősorban azon betűk felismerésével lesz gondja, amelyek egymásba átforgathatóak, tükörszimmetrikusak. Nagy valószínűséggel keverni fogja az f-et és a t-t, vagy a p-t a b-vel, a d-t vagy q-t. L. T.-nél nem jelentkezett ilyen jellegű olvasási probléma, bár olvasásának tempója kissé lassú volt, olykor a sorok végénél kihagyások, illetve a hosszú szavak ragjainál, toldalékainál tévesztések mutatkoztak. Ez a nehézség gyakori, ha a Gerstmann-szindróma tüneteihez még jobb oldali homonim hemianópia is társul, mint ahogy ez L. T.-nél is történt. A beszéd során olyan jellegű megfogalmazások megértésében várhatóak elsősorban nehézségek, amelyben a sorrendnek jelentést meghatározó szerepe van. Az agysérült személynek problémát jelent pontosan válaszolni az olyan jellegű kérdésre, hogy az anyja lánya vagy a lány anyja azonos vagy különböző. A Mutassa meg a kör alatti háromszöget! instrukciót még viszonylag könnyen megérti a beteg, ha pontosan érti az alatt szó jelentését. Azonban, ha a mondat úgy hangzik, hogy Mutassa meg a kört a háromszög alatt! (ha inverz a megfogalmazás, és a személynek mentális forgatást kell végeznie ahhoz, hogy helyesen végrehajtsa az instrukciót), megint csak nehézséggel kell számolnunk. Általánosságban is elmondható, hogy azon nyelvi megfogalmazások megértésénél jelentkezhetnek problémák, ahol a megértéshez szüksége van a betegnek a mentális forgatás műveletére. Például szinte lehetetlen a beteg számára a következő feladat megoldása: ha Kati kisebb, mint Juli, és Juli kisebb, mint Ági, akkor ki a legnagyobb? Ardila, Concha és Rosselli (2000) esettanulmányukban egy 58 éves, jobbkezes férfi afáziás tüneteit elemzi, aki a bal anguláris gyrusának ischemiás károsodását szenvedte el. A Gerstmann-szindrómában nem alaptünetként nyilvántartott afáziás tüneteket az ún. szemantikus afázia (Lurija, 1975) kategóriájába sorolják a vizsgált személy kapcsán. A betegnél a nyelvi zavarok a logiko-grammatikai kapcsolatok, a középfokú mellékneves szerkezetes összehasonlítások (pl. fiatalabb-idősebb, kisebb-nagyobb), a helyhatározók (pl. alatt-felett), időhatározók (pl. előtte-utána) megértését és kifejezését érintették. L. T.-nél ezek a problémák is megjelentek, de egyéb afáziás tüneteket nem mutatott az elvégzett afáziatesztekben (WAB, Token). Még számtalan példát sorolhatnánk fel a várható nehézségekkel kapcsolatban, és ugyancsak számtalan feladat megértése és megfogalmazása egyáltalán nem jelent majd problémát a Gerstmann-szindróma verbális tüneteit mutató betegek számára. Összességében a sorrendnek jelentésszervező szerepe van. Balról jobbra olvassuk a sorokat (a mi kultúránkban), tudjuk, ami balra van, az előbb van. Éppígy, ami előbb fogalmazódik meg, az balra van, és a következő mindig jobbra helyezkedik el. Ahol a kommunikáció során a megfogalmazásban a sorrend szervező elvét felülírjuk, másként hangsúlyozunk, és az értelem megragadásához mentális forgatást is kell az üzenetet megfejtő agysérült személynek végeznie, ott várhatóan nehézségbe fog ütközni a Gerstmannszindrómában szenvedő beteg. (Vajon másképp író-olvasó kultúrákban milyenek, és hogyan jelennek meg azon agysérült személyek tünetei, akiknek a bal oldali anguláris gyrusukat érte károsodás?) Hasonlóan mentális forgatási zavar mutatkozhat meg például bizonyos emlékezeti feladatokban, például a MAWI számismétlési próbájánál, amikor a betegnek a hallott számsorokat fordított sorrendben kell visszaadni. A személyek viszonylag jó eredményt érhetnek el a számsorok hallás utáni megismétlésében, de a visszafelé 19

30 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában sorolásnál már markánsan lecsökken a helyesen megadott számok mennyisége. L. T.-nél ez öt, a visszafelé sorolásnál négy volt. Nála nem volt számottevő ez a csökkenés. A konstrukciós apraxiát vizsgáló feladatokban, ha a vizsgált személy egy az egyben másolhatja vagy szerkesztheti az alakzatot, nem valószínű, hogy hibázni fog. Azonban, ha a vizsgálat vezetője egy asztalnál a beteggel szemben ülve, maga elé egy mintaalakzatot helyez (pl. gyufaszálakból, kockákból, stb.), és arra kéri beteget, hogy, rakja ki ő is az alakzatot, mégpedig úgy, hogy hasonló legyen előtte a minta, a betegnek nehézségei támadnak. Ahhoz, hogy valaki helyesen oldja meg a feladatot, többek között az is szükséges, hogy képes legyen a mintaábra 180 fokos mentális forgatására. Természetesen a Gerstmann-szindróma tüneteit mutató személyek nem mindegyikénél találkozhatunk mentális forgatási problémát megjelenítő konstrukciós apraxiával, hiszen nem csak a lokális sérülés pontos helyében és mértékében térnek el a személyek, hanem például előzetes szakképzettségüket, speciális képességeiket tekintve is. L. T.-nél ezek a feladatok nem okoztak nagy problémát. Mérnökként, szakmai előképzettségénél fogva a nehézségeket jól tudta kompenzálni. Hibákat nem ejtett az ilyen jellegű feladatokban, de arról beszámolt, hogy erőteljesen kell koncentrálnia, és kissé lassúnak érzi magát. A vizsgált személy a MAWI mozaikpróbájában az utolsó részfeladat kivételével (amelyet időn túl, 240 sec alatt végez el) mindegyiket a megjelölt időhatáron belül megoldja, de csak három nyersponttal jutalmazható értéknek megfelelően, kissé lassan. (Nehézségek a kockák fehér/piros osztású felének illesztésekor mutatkoznak, ahol a fent és a lent, illetve a jobb és a bal gyors és pontos diszkriminációjára és integrációjára van szükség.) Más jellegű konstrukciós képességeket is igénybevevő feladatoknál sem jelenik meg oldaltévesztés, miközben a gyakorlati életben kifejezett oldaltévesztési gondokról számol be. Az alábbi, 1.7. a és b. ábrán az előbb említett L. T. Rey Osterrieth komplex ábra másolási és emlékezeti rajzát láthatjuk. Feltűnő, hogy miközben minden elem megtalálható a másolási rajznál, és a rajz megfelelően organizált, mégis a vonalvezetés elnagyoltnak, bizonytalannak tűnik. Az elemek egymáshoz viszonyított arányában, az illesztésnél pontatlanságok jelentkeznek. Ha nem tudnánk, hogy a jobbkezes személy kisebb fokú jobb felső végtag parézissel küzd, akkor joggal merülne fel bennünk akár az optikus ataxia hipotézise is. A parézis azonban nem akadályozta meg, mint láthattuk, az írásban és a konstrukcióban. A parézis nem okoz szelektív betűformálási problémát. A hétköznapi életére vonatkozóan L. T. arra panaszkodott, hogy Nem érzem a távolságot az ujjaim között. Meg kell mozgatnom az ujjaimat ahhoz, hogy érezzem. (Ujjagnóziára utaló panasz.) E két problematikának a következménye az ügyetlen vonalvezetés. Ez válik láthatóvá a Rey Osterrieth komplex ábra rajzain. A jobb oldali emlékezetből rajzolt ábrákon látható, hogy egyes részletek, a csúcsok nem fértek a papírlapra. 1.7.ábra. a. L. T. Rey Osterrieth komplex ábra másolása b. emlékezeti rajz A jelen tanulmányban L. T. vizsgálati anyagának egy jelentős része bemutatásra került. Mivel esetének ismertetése elsősorban a szindrómaanalízis szemléltetését szolgálta, az elvégzett vizsgálatok teljes terjedelmű és azok eredményeinek minden részletét felölelő közzététele még várat magára. A Gerstmann-szindróma tüneteit mutató L. T. esetével kapcsolatban összefoglalásul, az 1987-ben bemutatott esetismertetés konklúzióját eleveníteném fel. Az összefoglalás L. T. tüneteinek értelmezésén túlhaladó, mélyebb, általánosíthatóbb fejlődéstani hátterű magyarázó hipotézist igyekszik előtérbe állítani. A bal félteke károsodása esetén a jobb-bal tévesztéskor a test, mint a téri műveletek referenciapontja, illetve fogalmi keretként szolgáló viszonyítási rendszere diszfunkcionális. A mentális forgatás művelete szorosan 20

31 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában kapcsolódik a vizuális poszturális testmodell utánzás útján történő kialakulásához. Ez egyike a legkorábban megjelenő mentális műveleteknek. Lényegesen korábbi életszakaszban, már három hónapos kor körül a csecsemőnél elindul a szenzomotoros forgatás a saját kezeinek látótérbe kerülésénél, kezeivel, ujjaival való játszás, majd később egyszerűbb tárgyak manipulálása során. A kétkezes, az ujjak tükörszimmetrikus helyzetére épülő manipuláció során a különállóan észleltek egésszé kombinálódnak. E manipulációk nagy hányadát a két kéz térben szenzomotorosan összehangolt, de a tárgy formája által meghatározott legkülönbözőbb forgatásai alkotják. A környezeti konstanciák létrejövetele, a vizuális poszturális testmodell és a tér dimenzionálása folyamán a szenzomotoros forgatás mentálisan is leképeződik. A taktilis-proprioceptív téri összerendezés, a tér dimenzionálása, a mentális forgatás tehát a fejlődés során szorosan összefonódó folyamatok. Így jogos az a felvetés, hogy kérgi képviseleteik sem egyszerűen átfedik egymást, ahogy az irodalom szerint ezt többen állítják, hanem szoros funkcionális kapcsolatban állnak. Befejezésként gondolkodjunk el újra a szenzomotoros koordináció egységén, és idézzük fel a szindrómaelemzés során közzétett tapasztalatokat. A kvalitatív módszer a modern képalkotó eljárások mellett is megállja a helyét. Nem csak a beteg ember egységét, de a kognitív folyamat biológiai természetét is bemutatja. A neuropszichológiai vizsgálati feladatok, valamint a legkorszerűbb képalkotó eljárások egyidejű, nem mechanikus használata, és az eredmények kvalitatív hibaanalízissel működtetett értelmezése nagy távlatokat nyithat a pszichés folyamatok belső struktúrájának és azok dinamikus működésének megértésében, ezen összetett funkciók és a hátterükben dinamikusan működő agyi hálózatok (funkcionális rendszerek) összefüggéseinek megismerésében is. Érdemes azonban két lehetséges és következetesen felbukkanó hibára felhívni a figyelmet. A neuropszichológiai funkcióelemzés során, a hibaelemzéskor előfordulhat, hogy nem vesszük észre a látszólag eltérőben a hasonlót, más esetben pedig a hasonlók között nem látjuk meg a különbséget. Így a kognitív funkciók összetevőinek, szerkezetének feltérképezésekor vagy részekre töredezetten, szinte átláthatatlan viszonyban álló elemekre bontva jelennek meg az egyes funkciók, vagy pedig differenciálatlanul és elnagyoltan, túl általánosítva fogalmazunk meg egy-egy folyamatot. Az a szakember tehát, aki neuropszichológiai funkcióelemzés módszerét követi a kutatásaiban, vagy rehabilitációval kíván foglalkozni, szükséges, hogy az elemzés során törekedjen minél differenciáltabb eltérések megragadása mellett a kapcsolatok dinamikai értelmezésére is A tesztek mítosza Minél összetettebb egy pszichés folyamat, minél inkább egy adott kultúrába ágyazottan, a társas kapcsolatok szövedékében, egyéni tanulás, tapasztalatok eredményeképpen jelenik meg, annál finomabb elemzést igényel, hogy egy adott személynél jól behatároljuk az agysérüléséből származó tünetei alapján a diszfunkcionálisan működő agyi területeket. Míg az elsődleges agykérgi mezőkön szomatotopikus a leképeződés, addig a másodlagos és harmadlagos területeken ez a specificitás megszűnik. A perifériáról érkező afferentációk különböző szintű átkapcsolódásokat követően az elsődleges területekhez érkeznek, és a kéreg egymás melletti sejtjeinek impulzusai az érzékszervekben szomszédos sejtekből származó ingerületeknek megfeleltethetők. Az elemi érzéskiesések alapján nagy pontossággal meghatározhatóak a sérült agyi régiók. Az agy másodlagos területei a szenzoros információfeldolgozás magasabb szintjének a hátterét képviselik, míg a harmadlagos régiók a polimodális szintézis és a komplex tevékenységszabályozás alapját képezik. Különböző agysérüléseket követően a károsodás helyének és kiterjedtségének meghatározására különböző eszközök állnak ma már rendelkezésünkre. Történhet ez a modern képalkotó eljárások alapján (CT, fmri, PET), amelyek egyre kifinomultabbak, bár még meglehetősen költségesek, a pszichofiziológiai módszerekkel (EEG) vagy a neuropszichológia eszközeivel. A neuropszichológiai diagnosztika lokalizációs szerepe a klinikumban a modern képalkotó eljárások hozzáférhetőségével jogosan háttérbe szorul. A neuropszichológia jelentősége viszont mégis egyre növekszik. Részben az agysérült személyek rehabilitációjában hangsúlyos a szerepe, részben a különböző agyi funkciókat különböző szempontokból kutató szakemberek használják előszeretettel a neuropszichológiai diagnosztika eszközeit a modern képalkotó eljárásokkal kiegészítve, kombinálva. A funkciók lokalizálása a kettős disszociáció elvére épül. Ennek tárgyalását lásd a későbbi fejezetekben. A klinikumban a neuropszichológia iránt érdeklődő szakemberek körében egyre gyakrabban tapasztalható, hogy egyre több, úgynevezett neurokognitív vizsgálóeljárást, tesztet választanak le a komplexitásra törekvő, speciális szakértelmet igénylő neuropszichológiai vizsgálati eszköztárból. A kognitív folyamatok és az agy különböző régióival kapcsolatos ismerethiány és ennek a kapcsolatnak a komplexitása azonban óvatosságra int. A szélesebb körű szakmai háttérből kiragadott tesztelés látszateredményre vezethet. A leggyakoribb probléma a tesztek standard értékeinek túlhangsúlyozása. Egy funkció adattá transzformálva elveszíti dinamikáját és individuális értelmezési lehetőségeit, de ugyanakkor személyes profil átlaghoz viszonyított eredményei mégis szolgáltatnak kiindulópontot a folyamat egyéni lezajlásának értelmezéséhez. 21

32 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában Ne feledkezzünk el ugyanakkor arról, hogy nem a teszt mondja meg, hogy mi a beteg baja, hanem a neuropszichológus. Ő az, aki próbálja megérteni a feladatok végzése közben a beteg kommunikációját, a feladatmegoldásra fordított energiáit, a megoldás módjait és elkerülő útjait is, bevonva mindazt az eredmények értelmezésének menetébe. A neuropszichológiai vizsgálat egy interaktív folyamat (bármennyire is törekszünk az objektivitásra), amelyben a neuropszichológusnak, ha szót akar érteni a betegével, az ő nyelvén kell beszélnie. Így a minimum két ember által létrehozott kommunikációs kontextusban született teszteredmények alapján megfogalmazott vélemény, diagnózis tehát nem csak az adott beteg képességét tükrözi, hanem azt is, hogy a vizsgáló a vizsgált személy betegségéből mit értett meg, és azt hogyan tükrözte vissza Irodalom Ardila, A. Concha, M. Rosselli, M.: Angular Gyrus Revisited: Acalculia, Finger Agnosia, Right-Left Disorientation and Semantic Aphasia. Aphasiology, , Benton, A. L.: Gerstmann s Syndrome. Archives of Neurology, , Benton, A. L.: The Fiction of the Gerstmann Syndrome. Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry, , Boccardi, E. Della Sala, S. Motto, C. Spinnler, H.: Utilization Behaviour Consequent to Bilateral SMA Softening. Cortex, , Botez, M. I. Botez, T. Olivier, M.: Parietal Lobe Syndromes. In Frederiks, J. A. M. (ed.): Clinical Neuropsychology, Amsterdam, 1985, Elsevier Science Publishers, /Handbook of Clinical Neurology Revised Series 1. vol. 45./ Carota, A. Di Petro, M. Ptak, R. Poglia, D. Schnider, A.: Defective Spatial Imagery with Pure Gerstmann s Syndrome. European Neurology, ,1 6. Damasio, A. R. Benton, A. L.: Impairment of Hand Movements under Visual Guidance. Neurology, , Denes, G.: Disorders of Body Awareness and Body Knowledge. In Denes, G. Pizzamiglio, L. (eds.): Handbook of Clinical and Experimental Neuropsychology. UK, 1999, Psychology Press, DeRenzi, E.: Disorders of Space Exploration and Cognition. Chicester, UK, 1982, Wiley. F. Földi R. Tomasovszki L.: A Rey-féle Összetett Figura és Felismerési Próba neuropszichológiai alkalmazási lehetőségei. Ideggyógyászati Szemle, , Gerván, P.: A Rey Osterrieth komplex ábra és a téri komplex ábra összehasonlító vizsgálata. Szakdolgozat (ELTE PPK). Budapest, Goodale, M. A. Milner, A. D.: Sight Unseen. An Exploration of Conscious and Unconscious Vision. New York, 2004, Oxford University Press. Hárdi I. Tariska P.: Rajzvizsgálatok mentális hanyatlásban szenvedőknél. In Tariska P. (szerk.): Kortünet vagy kórtünet. Budapest, 2002, Medicina, Heaton, R. K. Chelune, G. J. Talley, J. L. Kay, G. G. Curtiss, G.: Wisconsin Card Sorting Test Manual. USA, 1993, PAR (Psychological Assessment Resources, Inc.). Heilman, K. M.: Neglect and Related Disorders. In Heilman, K. M. Valenstein, E. (eds.): Clinical Neuropsychology. New York, 1979, Oxford University Press, Kálmán J. Maglóczky E. Janka Z.: Órarajzolási teszt: gyors és egyszerű demencia szűrőmódszer. Psychiatria Hungarica, , Karádi K.: A téri hemineglekt neuropszichológiája. In: Kállai J. Karádi K. Bende I. Racsmány M. (szerk.): Bevezetés a neuropszichológiába. Budapest, 2006, Medicina. 22

33 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában Kónya A. Verseghi A. Rey, T.: A Rey-tesztek hazai tapasztalatai. In Racsmány M. Pléh Cs. (szerk.): Az elme sérülései.kognitív neuropszichológiai tanulmányok. Budapest, 2001, Akadémiai Kiadó, Lebrun, Y.: Gerstmann s Syndrome. Journal of Neurolinguistics, , Levine, D. N. Mani, R. B. Calvanio, R.: Pure Agraphia and Gerstmann s Syndrome as a Visuospatial- Language Dissociation: An Experimental Case Study. Brain and Language, , Lezak, M. D.: Neuropsychologycal Assessment. New York, 1995, Oxford University Press. Lurija, A. R.: Válogatott tanulmányok. Budapest, 1975, Gondolat. Mayer, E. Martory, M. D. Pegna, A. J. Landis, T. Delavelle, J. Annoni, J. M.: A Pure Case of Gerstmann Syndrome with a Subangular Lesion. Brain, , Mazzoni, M. Pardossi, R. Cantini, R. Giorgetti, V. Arena, R.: Gerstmann Syndrome: A Case Riport. Cortex, , McIntosh, R. D. Dijkerman, H. C. Mon-Williams, M. Milner, D.: Grasping What Is Graspable: Evidence from Visual Form Agnosia. Cortex, , Meyers, J. E. Meyers, N. R.: Rey Complex Figure Test and Recognition Trial. Professional Manual. USA, 1995, PAR (Psychological Assessment Resources, Inc.). Milner, A. D. Goodale, M. A.: The Visual Brain in Action. UK, 1995, Oxford University Press. Morris, H. Lueders, H. Lesser, R. Dinner, D. Hahn, J.: Transient Neuropsychological Abnormalities (including Gerstmann s Syndrome) during cortical stimulation. Neurology, , Nichelli, P.: Visuopatial and Imagery Disorders. In Denes, G. Pizzamiglio, L. (eds.): Handbook of Clinical and Experimental Neuropsychology. UK, 1999, Psychology Press, Osmanné Sági J.: A neuropszichológia néhány problémája. Pszichológia, , Perenin, M-T. Vighetto, A.: Optic Ataxia: A Specific Disruption in Visuomotor Mechanisms. Brain, , Racsmány M. Lukács Á. Németh D. Pléh Cs.: A verbális munkamemória magyar nyelvű vizsgálóeljárásai. Magyar Pszichológiai Szemle, Rey, A.: Test de copie d une figure complexe de A. Rey. Paris, 1945/1959, Centre de Psychologie Appliquée. Rondot, P. De Recondo, J. Ribadeau Dumas, J. L.: Visuomotor Ataxia. Brain, , Rusconi, E. Walsh, V. Butterworth, B.: Dexterity with Numbers: rtms over Left Angular Gyrus Disrupts Finger Gnosis and Number Processing. Neuropsychologia, , Szendi I. Kiss G. Racsmány M. Pléh Cs. Janka Z.: A kognitív működések neuropszichológiai vizsgálata. In Tariska P. (szerk.): Kortünet vagy kórtünet. Budapest, 2002, Medicina, Tuokko, H. Hadjistavropoulos, T. Rae, S. O Rourke, N.: A Comparison of Alternative Approaches to the Scoring of Clock Drawing. Archives of Clinical Neuropsychology, , Verseghi A. Osmanné Sági J. Kiss K.: A Gerstmann-szindróma elemzése. In Magyar Pszichológiai Társaság VIII. Országos Tudományos Konferencia. 1987, 33. Verseghi A. Vincze E.: Egy gyors neuropszichológiai szűrővizsgálat. A Rey Osterrieth komplex ábra teszt minőségi elemzése. In Magyar Pszichológiai Társaság IX. Országos Tudományos Konferencia, Verseghi A.: A neglect szindróma. In Somlai J. (szerk.): Neuroophthalmologia. Budapest, 1996, Literatura Medica,

34 1. fejezet - Kvalitatív megközelítések a neuropszichológiában Verseghi A.: Corticalis sérülés okozta vizuális diszfunkciók. In Somlai J. (szerk.): Neuroophthalmologia. Budapest, 1996, Literatura Medica,

35 3. fejezet - 2. fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások Gulyás Balázs, Mórocz István Ákos A kognitív idegtudomány megszületésében kiemelkedő szerepet játszott az agyi funkció-lokalizáció metodikájának kifejlődése. Az agy különböző funkcióinak meghatározott agyi struktúrákhoz való rögzítése, a struktúra-funkció összekapcsolása az agykutatókat, a pszichológusokat, neurológusokat, pszichiátereket, de még a filozófusokat is évszázadok óta foglalkoztatta. A funkcionális neuroanatómia, azaz a neuronális funkciók anatómiai struktúrákhoz való rendelése, illetve az anatómiai struktúrák funkcióval való feltöltése, a struktúrák működésének és a magasabb idegi működésekben betöltött szerepének tisztázása a modern idegtudományok egyik sarokköve. Az agyi funkciók lokalizálásának első mérföldköve Paul Broca francia neurológus nevéhez fűződik, aki ben egy stroke miatt afáziás beteg esetében tisztázta, hogy a motoros beszédközpont a bal frontális lebenyben található. Broca munkássága megindította az agyi léziók kutatását. Az agy anatómiailag körülírt léziói jól definiálható funkcionális kiesésekkel kapcsolhatók össze, és így az agyi funkció-lokalizáció összefüggés kutatható. A múlt század során a fizikai mérőmódszerek célzott alkalmazásai az agykutatásban, valamint a biológiai képalkotó eljárások megjelenése és elterjedése jelentősen hozzájárultak az agyi struktúra-funkció kapcsolat mélyreható vizsgálatának fejlődéséhez. A tomográfiás módszernek a nukleáris orvostudomány és a fizika néhány új eredményével történő ötvözése az elmúlt évtizedek során a biomedicinális kutatásokban forradalmi jelentőségű funkcionális képalkotási módszerek kifejlesztéséhez vezetett. A régebb óta alkalmazott elektrofiziológiai módszerek mellett a kognitív idegtudományok szempontjából több új biológiai képalkotási módszer hozott forradalmi áttörést az agyi funkciók lokalizálásában, így a pozitron emissziós tomográfia (PET) és a funkcionális magnetikus rezonancia imaging (fmri). Bár nem tekinthetők közvetlen képalkotó eljárásoknak, a funkciólokalizálásban évek óta kiterjedten használják az agy működése során jelentkező elektromágneses térváltozásokat mérő módszereket: a magnetoencephalographiát (MEG), illetve az electroencephalographia (EEG) alapján álló agy aktiváció térképezés (brain electric activity mapping, BEAM) és a kiváltott potenciálok (event related potential, ERP) módszerét. Azonban ezek és más nem invazív módszerek (például az infravörös spektroszkópia, NIRS) az anatómiai képalkotó eljárásokkal közösen használva napjainkban sikeresen egészítik ki a kognitív idegtudományokban használt funkcionális képalkotási repertoárt. Fejezetünkben első helyen a funkcionális agyi képalkotás két fő módszerével, a PET-tel és az fmri-vel foglalkozunk. A továbbiakban az agy elektromos, illetve mágneses terét feltérképező elektrofiziológiai eljárásokat vesszük számba. A PET és az fmri közös tulajdonsága, hogy mindkettő egyszerre nyújt információt az élő rendszerek anatómiai viszonyairól és biokémiai-élettani paramétereiről. Bár a két módszer fizikai alapjai egymástól különböznek, a képalkotás folyamatában mindkettő a tomográfiás elv alapján működő képalkotó eljárások családjába tartozik. S habár mindkét módszer időbeli feloldóképessége viszonylag gyenge, és elmarad a funkciólokalizálásban használt elektrofiziológiai módszerek időbeli feloldóképességéhez és adatgyűjtési frekvenciájához képest, a PET-tel és fmri-vel elsősorban nem pillanatfelvételeket, statikus állapotokat, hanem az agy funkcionális, illetve biokémiai állapotainak időbeli változásait lehet követni, ezért e módszerek kiemelkedően alkalmasak az emberi agy interaktív tesztelésére. Szemben a kognitív idegtudományok immár klasszikusnak nevezhető funkciólokalizálási technikájával: az agyi léziók vizsgálatával, a funkcionális képalkotó eljárásokkal ugyanabban a kísérleti személyben közvetlenül és viszonylag rövid kísérleti időtartamon belül lehet egy-egy munkahipotézist tesztelni Módszerek és mérési tartományok Az idegrendszer működését vizsgáló eljárások lefedik az agy működésének tér- és időbeli kereteit. Maguk a tomográfiás elven alapuló orvosbiológiai képalkotó eljárások, a CT, SPECT, PET és MRI az agy térbeli feltérképezésében egy jelentős területet érintenek, de jól látható: az agy működésében csak a kiterjedtebb struktúrákat képesek vizualizálni. Ugyanakkor a tomográfiás módszerek közül a SPECT, PET és az fmri képes hatékonyan időbeli állapotváltozást követni. Ezeket a módszereket funkcionális képalkotási módszerek néven 25

36 2. fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások különítjük el az időbeli változások on-line követésére nem alkalmas, de az előbbi módszereknél pontosabb térbeli feloldóképességgel rendelkező anatómiai (vagy más szóval: morfológiai) képalkotási eljárásoktól (CT, MRI) is. A kognitív idegtudományi kutatásban használatos invazív vagy nem-invazív mérőmódszerek esetében azonban nem csupán a térbeli és időbeli feloldóképességet kell figyelembe venni, hanem az adatgyűjtés lehetséges frekvenciáját is, hiszen gyors változások pontos időbeli követésére csak olyan módszerek alkalmasak, amelyek magas adatgyűjtési frekvenciával dolgoznak. Így az agyat vizsgáló elektrofiziológiai módszerek (EEG, MEG) időbeli feloldóképessége és adatgyűjtési frekvenciája (mindkettő a milliszekundumos tartományban) messzemenően felülmúlja a tomográfiás módszerek hasonló tulajdonságait, így ezekkel az eljárásokkal elsősorban az agyfunkciók időbeli állapotváltozásait lehet hatékonyan követni (2.1. ábra). Ezzel szemben az alacsony adatgyűjtési frekvenciával dolgozó módszerek stabilabb, hosszabb időperiódust átfogó állapotok vizsgálatára, ismételt vizsgálatok esetén azok követésére alkalmasak ábra. Orvosbiológiai képalkotó eljárások és egyéb közvetlen vizsgálóeljárások tér- és időbeli méréstartományai A tomográfiás módszer Mind a két kiemelkedő jelentőségű funkcionális képalkotási módszer, a PET és az fmri a tomográfia elvén alapszik, amelynek lényege ugyan egyszerű, de gyakorlati megvalósítására a nagy adathalmazok feldolgozásához szükséges matematikai műveletek megoldása és az azokat rövid időn belül teljesíteni tudó számítógépes rendszerek kifejlesztése miatt a hetvenes évek közepéig kellett várni. A tomográfiás elv alapja: amint egy négyzetrácsos matematikai feladványban ismert végösszegekből meg lehet határozni az egyes rácspontokon lévő számokat (2.2. a. ábra a., b.), a tomográfiás felvételek esetében területi integrálokból a lefedett terület egyes térelemeinek (pixel, azaz pixel-element vagy voxel, azaz volume-element) parametrikus értékét lehet megkapni (2.2. b. ábra c., d.). Azaz a mérőműszerünk által közvetlenül vizsgált fizikai paraméterre, például PET esetében a radioaktivitás-intenzitásra lehet következtetni. 26

37 2. fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások 2.2. a., b. ábra. A tomográfiás eljárás elméleti alapjai és alkalmazása a tomográfiás elven működő agyi képalkotó eljárásokban 2.1. PET A PET-módszernek a kognitív idegtudományokban betöltött szerepe abban rejlik, hogy a módszer képes a szervezet biokémiai és élettani folyamatainak időben folyamatos és pontos anatómiai kontextusban történő feltérképezésére. Így PET segítségével az agyi anyagcsere-folyamatok pontosan követhetőek. Minden idegrendszeri működés energiát igénylő folyamat. A nyugalmi állapotban lévő idegsejtek energiaigénye részben a sejtekben állandóan folyó fehérjeszintézis energiaigényéből, részben a sejtek nyugalmi, úgynevezett spontán tüzeléséből adódik. Az izgalmi állapotban, azaz működésben lévő idegsejtek energiafogyasztásának fő komponense az idegi ingerületek sejtről sejtre történő terjedésével kapcsolatos. Az ingerület-átvitel elsősorban neurotranszmitterek, ingerület-átvivő kémiai molekulák segítségével történik a sejteket összekötő szinapszisokban. Ezen molekulák szintézise, kibocsátása, majd felvétele, illetve lebontása a célsejtben, azaz a szinaptikus transzmisszió, igen energiaigényes folyamat. Az idegsejtek a működésükhöz szükséges energiát elsősorban szőlőcukor molekula elégetéséből nyerik. Amennyiben jelzett szőlőcukor molekulát, avagy a szőlőcukorhoz hasonló kémiai szerkezetű, s szőlőcukoranyagcserében résztvevő molekulát, például 18 F izotóppal jelzett deoxy-glükóz molekulát (FDG) juttatunk az agy vérkeringésébe, a molekula ott fog leginkább felhalmozódni az agyban, ahol az agy anyagcseréje a legnagyobb. Nyugalmi állapotban az agy anyagcseréje ott a legnagyobb, ahol a legnagyobb a sejtek, illetve a sejtek közötti szinapszisok sűrűsége, mert ezeken a helyeken a legnagyobb a sejtek nyugalmi anyagcseréje, illetve a spontán tüzelésből adódó szinaptikus transzmissziós tevékenység. A magasabb idegi működések vizsgálatában azonban mégsem az anyagcsere mértékét közvetlenül jelző molekulák a leggyakrabban használt jelző-anyagok. Ugyanis ezek a jelzőmolekulák általában egyrészt 27

38 2. fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások viszonylag hosz-szú felezési idejű izotópot tartalmaznak, s így ennek következtében a PET-tel történő adatgyűjtés ideje is viszonylag hosszú (20 30 perc fölött), má-részt az anyagcserét jelző molekulákkal viszonylag hosszú idő (> perc) alatt érhető el az a szöveti jelzőanyag-koncentráció, amely a vizsgálatokhoz szükséges. A mindennapos gyakorlatban az agyi anyagcserét közvetve mérjük azon az alapon, hogy az agyi anyagcsere és az agyi vérátáramlás között szigorú összefüggés van: azokban az agyi struktúrákban, ahol magasabb az anyagcsere, az anyagcserével szoros összefüggésben magasabb a szöveti vérátáramlás is, illetve, ahol kisebb az anyagcsere, ott lecsökken a vér-átáramlás. Az agyi vérátáramlás mérésére leggyakrabban használt PET jelző-anyagok az oxigén kétperces felezési idejű 15 O izotópjával jelzett víz (H 2 15 O), illetve butanol ( 15 O-butanol). Ezeket a jelzőanyagokat intravénás injekció formájában juttatjuk a vizsgált személy szervezetébe. A vérárammal a jelzőmolekulák az agyi vérkeringésbe jutnak, ott igen gyorsan szabadon diffundálnak a sejtközi, illetve sejten belüli térbe, s helyi koncentrációjuk melyet a PET-módszerrel mérni és lokalizálni tudunk híven mutatja a helyi vérátáramlás, illetve anyagcsere mértékét. Azaz az agyon belül azok a neuronpopulációk, amelyek egy-egy adott feladat elvégzésében intenzívebben közreműködnek, átmenetileg magasabb energiaigénnyel lépnek fel, és több szőlőcukrot égetnek el, mint az agynak az adott feladat elvégzésében részt nem vevő más részei. Ez a regionálisan megnövekedett anyagcsere, illetve az ezzel szorosan összefüggő regionális vérátáramlás-növekedés a PET segítségével nyomon követhető, annak paraméterei mérhetőek, és a változások pontos anatómiai kontextusban lokalizálhatóak. A pozitron emissziós tomográfia (PET) fizikai lényege, hogy pozitron kibocsátással bomló izotóppal jelzett biológiailag aktív jelzőmolekulákat juttatunk a szervezetbe, majd a szervezetből származó szétsugárzó fotonokat detektorrendszerrel érzékeljük. A jeleket számítógép memóriájában tároljuk, majd számítógépes program segítségével kétdimenziós térképek formájában rekonstruáljuk. A PET-módszerben felhasznált radioaktív izotópok pozitívan töltött elektron, azaz pozitron vagy más néven béta részecske (b+) kibocsátásával bomlanak. A pozitron néhány millimétert (1-2 mm) megtéve találkozik egy elek-tronnal (e-), s a két azonos típusú, de ellentétes töltésű elemi részecske annihilálódik : energiatartalmuk a találkozás helyétől egy egyenes mentén ellenkező irányban, két 511 kev energiájú gammafoton formájában sugárzik szét. A két egyidejűleg kibocsátott gammafotont szintillációs kristálydetektorokkal regisztrálni tudjuk. Amennyiben a detektorokat úgynevezett koincidencia-hálózat segítségével egymással úgy kapcsoljuk párba, hogy a hálózat csak akkor adjon kimenő jelet, ha a detektorpár mindkét tagja néhány nanoszekundumon belül egy-egy 511 kev-os gammafotont észlel, akkor egy kimenő jel arra utal, hogy a két detektor által meghatározott hasáb ( detektorcsatorna ) térfogatán belül egy elektron-pozitron annihiláció történt (2.3. ábra) ábra. Koincidenciadetektálás elve: a béta-bomló izotópból távozó pozitron (β+) egy elektronnal találkozik és a két részecske annihilálja egymást. Az annihiláció helyétől egy tengely mentén két irányba két

39 2. fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások kiloelektronvolt energiatartalmú gamma-foton távozik, melyeket egy-egy érzékelővel regisztrálunk, amennyiben a szétsugárzás a detektorcsatornán belül történt, és amennyiben annak tengelye egybeesik a detektorcsatorna tengelyével. A detektorok egy szcintillációs kristályból és egy ahhoz csatlakozó fényelektron-sokszorozóból állnak. Az érzékelőből jól mérhető elektromos jel jut a koincidencialogikát biztosító áramkörbe. Amennyiben a koincidenciadetektálás során a két detektorból meghatározott időn belül egy-egy foton becsapódása jelentkezik, akkor feltételezhető a detektorcsatornán belül egy pozitron-elektron annihiláció ( esemény ) A detektorokat körgyűrű mentén elhelyezve egy detektor számos más detektorral hozható párkapcsolatba, így egy detektorgyűrű síkjában számos detektorcsatorna alakítható ki (2.4. ábra) ábra. A PET detektorgyűrűjében lévő detektorok mindegyike párba állítható számos más, vele szemben lévő detektorral, így egy detektor számos detektorcsatorna kialakításában vesz részt A jelenleg használt kamerákban általában egy detektor a gyűrűben lévő detektorok felével-harmadával áll ilyen kapcsolatban. A detektorcsatornák térfogatán belül a vizsgálatok során észlelt pozitron annihilációs eseményeket számítógép memóriaegysége tárolja, majd a vizsgálatokat követően rekonstruálható a detektorgyűrű által meghatározott rétegben történt annihilációs események vetületi eloszlása. A PET-kamera számos detektorgyűrűt tartalmazhat. A vizsgált személy a vizsgálat alatt a kamera mozgatható vizsgálóasztalán fekszik, fejét a kísérletek során egy sisak, maszk vagy fejtartó rögzíti és immobilizálja. A számos pozitron-kibocsátással bomló izotóp közül elsősorban azok alkalmasak biológiailag aktív molekulák jelzésére, melyek (i) az élő szervezetek gyakori alkotóelemei közé tartoznak, s (ii) melyek felezési ideje rövid, így az általuk okozott biológiai sugárterhelés alacsony. A PET-ben felhasznált izotópokat (úgynevezett 29

40 2. fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások bioizotópokat ) ciklotron segítségével állítják elő. A bioizotópokat rádiókémiai reakciók során biológiailag aktív jelző-anyagokba (radiotracer) építjük be. Az emberi szervezetbe beadott jelző-anyagok koncentrációja általában a nanomol-pikomol tartományba esik, s így a legkülönbözőbb jelzőanyagok használhatók humán vizsgálatokban farmakológiai aktivitás kiváltása, illetve kémiai toxicitás veszélye nélkül. A kognitív idegtudományban alkalmazott PET-vizsgálatok során elsősorban a vérátáramlás mérésére szolgáló jelzőanyagokat használjuk (15O-víz, 15O-butanol, de szerepet kaphatnak az agyi anyagcsere közvetlen mérésére alkalmas FDG, sőt a központi idegrendszer neurotranszmitter-rendszereit jelző radioligandumok (pl. 11Cracloprid) is. Statikus PET-vizsgálatok során a jelzőanyag jelenlétét a vérben és szövetekben állandónak tételezzük föl, s a regionális radioaktivitás koncentrációkból (nci/cm 3 ) megfelelő állandók segítségével közvetlenül tudunk a regionális jelzőanyag koncentrációkra (nmol/cm 3 ) következtetni. Dinamikus PET-vizsgálatok során a rövid időtartamú mérések egymást követik, s így a radioaktív jelzőanyagok szöveti kinetikáját követni tudjuk. A dinamikus vizsgálatok kiértékelése során a PET-tel vizsgált paraméterek (pl. vérátáramlás, anyagcsere, receptorsűrűség) változásai alapján matematikai modellek segítségével lehet a jelzett molekula szöveti eloszlását s az eloszlás kinetikáját modellezni. Az agyi PET-vizsgálatok jelentős része az agyi metabolizmus, ezen belül is az agyi glükózmetabolizmus mérésén alapul. A leggyakrabban használt jelzőanyag a 2-(18F)-fluoro-2-deoxy-D-glükóz (FDG), egy glükóz analóg, mely a glukolízis első lépésében játszik szerepet. Az FDG-vel történő agyi anyagcsere-vizsgálatoknak azonban van egy nagy hátránya: igen hosszú időt igényel a PET-tel történő adatgyűjtés, így az ilyen típusú vizsgálatok a kognitív funkciók követésére nem alkalmasak. Viszont közismert, hogy élettani viszonyok között szoros összefüggés van a regionális agyi anyagcsere és a regionális agyi véráramlás között, így az agyi anyagcsere vizsgálatát kiválthatjuk az agyi véráramlás vizsgálatával, amelyet az igen rövid, féléletidejű 15 O- val jelzett víz vagy butanol jelzőanyag segítségével egy-két perces mérési idővel el tudunk végezni. A PET nagy előnye, hogy segítségével gyakorlatilag az összes agyi receptor és neurotranszmitter-rendszer felépítését, agyon belüli megoszlását, architektúráját vizsgálni lehet; a vizsgálatok lehetőségét egyedül a megfelelő radiokémiai szintézisutak megtalálása és megvalósítása korlátozhatja. Az elmúlt évtizedekben számos agyi receptorrendszert sikerült az emberi agyban feltérképezni. Ezen rendszerek vizsgálata az elmúlt években egyre inkább a funkcionális képalkotó eljárások kitüntetett vizsgálati célpontjai lettek, számos oknál fogva. Az agyi mikrohálózatok szintjén történő neuronális működések alapja az idegsejtek közötti kommunikáció, az ingerületátvitel, amelynek döntően fő formája a neurotranszmisszió. Az agyaktivációs vizsgálatok során mért regionális agyi véráramlás-változások alapjainál az egyes neurotranszmitter-rendszerek működése áll. Ezen rendszerek anatómiai feltérképezése, valamint rövid és hosszútávon történő dinamikájuknak megértése napjaink agykutatásának egyik kiemelt jelentőségű fejezete. Így például az agy egyes funkcionális rendszereinek (pl. jutalmazási rendszer ) vizsgálata neuro-transzmitter ligandumok segítségével lehetővé vált. A kognitív idegtudományok szempontjából a receptorrendszerek vizsgálatának más jelentősége is van. A neurobiológiai alapon álló modern személyiségelméletek és a biológiai pszichiátria modelljeit az emberi agy biológiai működésére, azon belül is kiemelt jelentőséggel az egyes neurotranszmitter- és receptorrendszerek viselkedésére alapozza. PET segítségével az egyes receptor-, illetve neurotranszmitter-rendszereknek meghatározott személyiségjegyekkel való kapcsolatát egyre több vizsgálat próbálja megvilágítani fmri A PET-tel történő agyi vérátáramlás vizsgálatához hasonlóan fmri segítségével is mérni lehet az agyi vérátáramlást. Emellett a keringő vérben lévő hemoglobin oxigénkötésének mértékét is mérhetjük a módszerrel, s ebből következtethetünk az agy egyes régióiban történő oxigénfelhasználás mértékére, amely a regionális idegműködések intenzitásával változik, azaz így közvetve az idegműködés intenzitását mérhetjük. Így az fmri módszer az elmúlt években az agyi véráramlás változásainak vizsgálatában több szempontból átvette a PET szerepét. A következőkben röviden erről a módszer-ről lesz szó. A biológiai képalkotás egyik legelterjedtebb módszere a magmágneses rezonancia módszer vagy MRI (magnetic resonance imaging). Ezt a módszert önmagában elsősorban, mint nagy térbeli feloldással dolgozó anatómiai képalkotási eljárást hasznosítja az orvosi diagnosztika és az agykutatás, azonban a mérési lehetőségek kiterjesztése révén az MRI követni tudja az agyi véráramlás változásait, és így funkcionális képalkotásra is alkalmas. 30

41 2. fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások A különböző elemek egy részének atommagja mágneses tulajdonsággal, spinnel vagy mágneses momentummal rendelkezik. A leggyakoribb mágnesként viselkedő atomok a 1 H, 7 Li, 13 C, 17 O, 19 F, 23 Na és 31 P. Ezek közül is kiemelt figyelmet érdemel a hidrogén atommagja (azaz a proton), hiszen az élő szervezet több mint kétharmada víz, így egy hetven kilós ember körülbelül 4.22 * 1027 hidrogénatomot tartalmaz. Külső mágneses tér hiányában egy rendszer hidrogén protonjainak mágneses momentumai a térben véletlenszerűen rendeződnek el (2.5. ábra) ábra. A hidrogén protonjának mágneses momentuma külső mágneses tér hiányában a térben bármilyen irányt felvehet. Erős külső mágneses tér hatására a protonok mágneses momentuma a külső tér irányának megfelelően rendeződik el, s ott a tér irányával párhuzamosan vagy azzal ellentétes irányba áll be Ha a hidrogénprotont mágneses térbe helyezzük, ennek hatására a proton beáll a mágneses tér irányába, és mágneses momentumának irányultsága vagy a tér irányával azonos orientációt, vagy azzal ellentétes orientációt foglal el. A külső mágneses tér irányát követő (azzal párhuzamos állású) protonok energiaállapota kissé alacsonyabb, mint a tériránnyal ellentétes irányt felvevő protonoké. A protonok mágneses momentumának együttes állása azt eredményezi, hogy a protonok együttese mágneses lesz. Szobahőmérsékleten 1,5 Tesla állandó külső mágneses tér hatására a szervezet hidrogénatomjaiban 1 millió magasabb energiaállapotban lévő protonra alacsonyabb energiaállapotban lévő proton jut. Azaz egy ml vízben az egyensúlyi állapothoz képest 6, tel több alacsonyabb energiaállapotú proton van, amely elég jelentős mennyiségű ahhoz, hogy a sok protont tartalmazó rendszerek (így akár néhány csepp víz is már!) egy kicsiny tiszta mágneses tulajdonsággal rendelkezzenek, és a rendszeren pontos méréseket végezhessünk. A mágneses momentum mellett az atommagok másodlagos spinnel, avagy szögmomentummal is rendelkeznek: a Föld mozgásához hasonlóan saját tengelyük körül forognak. Ha a hidrogén protonja statikus külső mágneses térbe kerül, a forgási tengelye a mágneses tér irányába befordul. Ugyanakkor a proton forgási tengelye egy bolygómozgásba kezd a mágneses tér tengelye körül: precesszál. Ez a hidrogén protonja esetében 43 MHz/Tesla frekvenciával (precessziós frekvencia) történik. Ha ebben az állapotban egy megfelelő rádiófrekvencián egy elektromágneses impulzus formájában energiát közlünk az atommagokkal, azok rövid időre kitérnek a mágneses térben felvett főirányukból (azaz egyensúlyi állapotukból) és a külső statikus mágneses tér főirányán tranzverz irányban áthaladó sík irányába húzódnak. Az MRI-készülékben ezt a statikus mágneses tér irányára merőleges irányultságú második mágneses tér keltésével érjük el ( tranzverz magnetizáció ). A második mágneses tér a statikus mágneses térerő tengelye körül a vizsgálandó proton precessziós frekvenciájával forog annak érdekében, hogy a protonok nagy számát kényszerítse összhangban, fázisban történő bolygómozgásra, azaz precesszióra. A második, rotáló mágneses tér frekvenciája a rádiófrekvenciás (RF) tartományba esik, emiatt RF pulzusként jelöljük ezt a hatást. Az egy fázisban mozgó protonok Faraday indukciós törvénye értelmében áramot indukálnak, amelyet egy tekercs ( coil ) segítségével mint MR-jelet regisztrálni tudunk. Ezt a jelet, hasonlóképpen a rádióhullámok vételéhez, detektálja az MR-készülék. A detektált jelekből következtetni lehet az illető atommag jelenlétére. Ha a jeldetektálást a tomográfiás módszerrel kombináljuk, a vizsgálat térfogatban meg tudjuk becsülni az egyes mágneses tulajdonságokkal rendelkező atommagok helyzetét, sűrűségét. Ez az alapja az MRI segítségével történő anatómiai leképezésnek. Ennek megfelelően az MRI-készülék fő alkotóelemei közé tartozik egy mágnes, amely segítségével nagy mágneses teret lehet előállítani; ez biztosítja azt, hogy a szervezet mágnesezhető atommagjainak egy része egységes mágneses momentum-irányt vegyen fel. A készülék tartalmaz egy nagyfrekvenciás rádióadót, amely 31

42 2. fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások révén energiát juttatunk az atommagokba. S végül a készülék rádióvevő része regisztrálja azokat az elektromágneses sugárzás formájában kibocsátott jeleket, amelyek mint energia a nyugalmi állapotba visszatérő ( relaxálódó ) atommagokat hagyják el (2.6. ábra) ábra. Egy MR-készülék és annak fő összetevői Az MR-jel két alapvetően különböző és időben elkülönülő paramétere az, amit az MRI képalkotásnál kihasználunk. A T1-es jel a protonoknak a mágneses momentumok fő irányába eső relaxációs komponense, azaz azt írja le, hogy az átmenetileg mágneses térbe helyezett atommag mágneses momentuma mennyi idő alatt tér vissza a korábbi egyensúlyi állapotába. Ez néhány tíz ezredmásodperctől néhány másodpercig terjedhet. A T1-es jel elemzése a nagy anatómiai feloldóképességet adó statikus MRI képalkotás alapja, mert segítségével jól elkülöníthetők egymástól a magasabb és alacsonyabb víztartalmú szövetrészek. A másik időparaméter, a T2-es jel, magának az MR-jelnek a lebomlási ideje; ez az idő néhány milliszekundum és néhány tíz milliszekundum között lehet. A módszerrel az agyi víztérfogat gyors változásait is követni lehet, s mivel a víztérfogat gyors változásai az agyi vérátáramlási viszonyoktól függenek, a módszer alkalmas a regionális agyi véráramlás változásainak követésére. A módszert kezdetben egy intravénásan adott paramagnetikus kontrasztanyag, a Gadolinium (DTPA)2- segítségével végezték, de az elmúlt években kidolgozott technikai alkalmazások révén már kontrasztanyag nélkül is, közvetlenül lehet mérni a regionális véráramlást. Ezek közé tartozik a BOLD-technika, amely a blood oxygenation level dependent kifejezés rövidítése, és azon alapszik, hogy a vérben lévő deoxyhemoglobin a szervezeten belüli paramagnetikus anyagként viselkedik (2.7. ábra). Az idegsejtek megnövekedett aktivitása miatt regionálisan megnő az agyi véráramlás, ugyanakkor a kapilláris és vénás vérben megnő a hemoglobin-deoxyhemoglobin arány. Ez pedig a lokális MRI-jel helyi változásait vonja maga után, amelyet jól lehet követni térben és időben. 32

43 2. fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások 2.7. ábra. A kiinduló állapothoz képest agyaktiváció hatására az idegsejtek intenzívebb működése következtében nő egyes területeken az agyi anyagcsere, és ezzel párhuzamosan növekszik az oxigén-felhasználás is. A növekvő anyagcsereigényt fokozódó vérátáramlás fedezi. A szöveti oxigénfogyasztás ugyanakkor nem változik jelentősebben. Bár mind az oxihemoglobin, mind a deoxihemoglobin mennyisége megnőhet a kapilláris vérben, a kettő aránya azonban az oxihemoglobin javára tolódik el. Ennek eredménye az MR-jel intenzitásának megnövekedése. BOLD (blood oxygenation level dependent) technika Az MRI-szkennerek igen sokoldalúan működtethető képalkotási eszközök, amelyekben az adatgyűjtéshez szükséges fizikai paramétereket, így a pulzussorozat paramétereit is változtatni lehet. A napjainkban használt leggyakoribb adatgyűjtési módszer a T2-súlyozott avagy BOLD-érzékenyített echo-planar imaging (EPI). Az EPI segítségével az adatok gyűjtése képszeletenként történik (slice-by-slice basis), szeletenként néhány tíz ezredmásodperces idővel. A szeletenkénti adatgyűjtés közt eltelt idő (slice-to-slice time) viszont néhány száz másodpercig terjedhet. A szeletek gyűjtése történhet szeriálisan (a szeletek egymást követik), vagy random módon (nem szomszédos szeletek követik egymást az adatgyűjtés folyamán). Az EPI-módszerrel történő képalkotás eredménye egy nagyszámú képszelet, amely az agy egészét avagy egy bizonyos térfogatát fedi le. Ugyanakkor a képszeletek elkészítése között több-kevesebb idő telt el, amely befolyásolja a kép felhasználhatóságát. Egyrészt az adatgyűjtés időpontjai között az agy elmozdulhatott, mozgási artefactumok jöhettek létre, másrészt a jelintenzitás változhatott az idő múlásával. Ezek miatt számítógépes megoldások születtek a korrekciókra. Ennek ellenére az EPI-módszer egyik fő problémája, hogy az agyi aktivációs jelenségek pontos időbeli sorrendjének megállapítása akadályokba ütközik. Ez a probléma a múltban nem jelentkezett, amikor korábban alkalmazott adatgyűjtési módszerekkel gyakorlatilag egy statikus metabolikus állapotot térképeztünk fel. Azonban a gyors adatgyűjtést biztosító fmri-technikák esetében a szeletenkénti adatgyűjtés időzítése gondot jelenthet akkor, amikor az események pontos tér- és időbeli térképezését kívánjuk megoldani. A pulzusszekvenciák megtervezésével egyszerre több szelet adatgyűjtési idejét lépcsőzetesen úgy rendezhetjük, hogy a teljes adatgyűjtés idejét jelen-tősen lerövidíthetjük. Például a shifted-echo imaging technika esetében a pulzus által kiváltott jelet nem az adott pulzus ciklusában, hanem a következőben gyűjtjük be. Habár az adatgyűjtési periódusok össze vannak zsúfolva, a szükséges echo idő (40-60 msec) mégis garantált. Ennek a technikának a leggyakoribb alkalmazása a PRESTO imaging, amelyik a leggyorsabb jelenleg elérhető képalkotási protokoll, s jól alkalmazható például szívvizsgálatokban. A shifted-echo imaging technika az agyi funkcionális képalkotásban is napjaink egyik kedvelt módszere. Jelenleg ennek további felgyorsítását próbálják elérni (PRESTO-SENSE, ultra-fast fmri) MEG A magnetoenkefalográfia (MEG) az agy mágneses tevékenységét mérő, regisztráló módszer. Amint minden elektromos áram mágneses teret gerjeszt, így az agyon belül az idegsejtekben keletkező áramok egyszersmind mágneses teret is gerjesztenek, amelyet a mágneses tér változásait követni tudó mérőeszközökkel regisztrálhatunk. A biomágnesesség mérésére bimagnetométereket, SQUID-eket (superconducting quantum interference device) használunk, amelyeket az emberi fej körvonalait követve és szférikusan elrendezve egy 33

44 2. fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások detektorrendszerbe építünk be. Mivel a SQUID-ek szupervezetők, és állandó hűtést igényelnek, a detektorokat 269 C-on folyékony héliumban kell tartani (2.8/a. és 2.8/b. ábra) a. ábra. A MEG alapját képező SQUID-rendszer, amely a mágneses tér változásainak mérésére szolgál b. ábra. A SQUID-ek egy detektorrendszerbe építve mérik az agy elektromágneses terének változásait Bár a műszer érzékenysége kiemelkedően jó (10 15 Tesla mágneses jelek mérésére is alkalmas), az agyban keletkező mágneses térváltozások mértéke 8-9 nagyságrenddel kisebb, mint a Föld geomágneses tere, amely emiatt jelentősen zavarja a mérést. Így a műszert izolálni kell a Föld geomágneses terétől, és csak a geomágneses teret kiszűrő helyiségben lehet működtetni. A MEG előnye, hogy időbeli feloldóképessége gyakorlatilag megegyezik az egysejt-regisztráció feloldásával, vagyis a milliszekundomos tartományba esik. Így az agyban keletkező mágneses térváltozásokat kiemelke-dően jó időbeli feloldással lehet követni. Ugyanakkor a műszer felépítése miatt térbeli feloldóképessége általában 5 mm alá nem vihető, és csak az agyfelszínen keletkező mágneses térváltozásokat tudja lokalizálni. Alapkutatásokban a módszer felhasználható az agyfelszínen keletkező mágneses dipólus-források lokalizálására. Segítségével feltérképezhető a szenzoros és motoros agykérgi áreák topográfiai szerkezete és a magasabb kognitív funkciókban résztvevő kérgi területek működése Paradigmatervezés, kognitív folyamatok és funkcionális képalkotás A kognitív idegtudományban a funkcionális képalkotó eljárásokat leg-gyakrabban agyaktivációs vizsgálatokban alkalmazzuk. Az agyaktiváció lényege, hogy az agyműködéseket egy rövid távú kihívás ( challenge ) elé állítjuk, azaz beavatkozunk működésébe akár külső, akár belső késztetéssel. A külső késztetés leggyakoribb formája a szenzoros ingerlés, stimulálás: valamelyik szenzoros rendszert, például a látórendszert megfelelő stimulusokkal (esetünkben vizuális stimulussal) ingereljük, ezáltal aktiválva a feladat feldolgozásában résztvevő agyi rendszereket. Természetesen a külső késztetés vonatkozhat a motoros, a tanulási, az emlékezési stb. rendszerekre is. 34

45 2. fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások Egy feladat elvégzésére való felszólítás persze belülről, a kísérleti személytől magától is származhat, például akkor, amikor látási képzelettel kapcsolatos feladatok során maga a kísérleti személy kezdeményezi a folyamatot. Mindezen esetekben az ingerlés közvetett, és az agysejteket nem a szenzoros rendszereken keresztül éri közvetlenül. Bár ritkán alkalmazzák, de funkcionális képalkotó vizsgálatok során az agyat lehet közvetlenül is direkt ingerléssel stimulálni, például transcraniális mágneses stimulációval. A kísérletek kulcsa a megfelelő paradigmák tervezése, amelyek révén az agy működésének egyes jól megkülönböztethető állapotaiban mért agyi aktivitásokat hasonlítunk össze egymással, és ebből próbálunk következtetni az adott szenzoros, motoros vagy kognitív feladat megoldásáért felelős neuron-populációk elhelyezkedéséről és dinamikájáról. A paradigmatervezés az elmúlt évtizedek során számos tényezőt figyelembe véve fejlődött a klasszikus kivonásos paradigmától a napjainkban használt multifaktoriális paradigmamodellekig. Az agyfunkciók funkcionális agyi képalkotó eljárásokkal történő vizsgálatánál a leggyakrabban használt agyaktivációs paradigma a szubtrakciós technika néven ismert. A mérések során e kísérleti állapotban kapott agyi vérátáramlás képeket hasonlítunk össze e megfelelő referenciaállapotban nyert képekkel. A kísérleti és referenciaállapotok paraméterei egy kivétellel minden szempontból megegyeznek; a különbség amely többletként jelentkezik a kísérleti állapotban a két állapot között a kísérlet épp azon szempontja, amelynek megfelelő agytevékenységet lokalizálni kívánunk az emberi agyban. Azaz például, amikor a színlátással kapcsolatos agykérgi területeket kívánjuk feltérképezni, a kísérleti állapotban színes ábrákat mutatunk a kísérleti személyeknek, a referenciaállapotban pedig ugyanazokat az ábrákat színek nélkül. Azaz amennyiben egy kísérleti agyaktivációs állapot n+1 komponenst tartalmaz, a megfelelő referenciaállapot csupán n komponenst tartalmaz, és vizsgálatunk tárgya az egyetlen különbséget képező kísérleti komponens feldolgozásával foglalkozó agykérgi területek lokalizálása. Így a színlátás agykérgi területeinek vizsgálata során használhatjuk ugyanazon vizuális stimulus színes és fekete-fehér változatát. A PET aktivációs vizsgálatok kiértékelésére kifejlesztett modellek lehetőséget adnak más paradigmák megtervezésére is, így az elmúlt években a szubtrakciós technika a háttérbe szorult, és előtérbe került a parametrikus, illetve a faktoriális paradigmatervezés. A parametrikus paradigmatervezés tulajdonképpen a szubtrakciós paradigma továbbfejlesztése, alapja az a feltételezés, hogy agyi szenzoros, motoros vagy kognitív működések során egy-egy újabb folyamat-paraméter megjelenését az agy regionális élettani változásai szisztematikusan és monoton módon követik. Azaz például, ha az alapfeladat az, hogy a kísérleti személy magában olvasson, egy agyi ideghálózat működik, amely újabb működési elemekkel egészül ki, ha az új feladatban a kísérleti személynek fennhangon kell olvasnia. Ily módon elméletileg hierarchikusan felépített agyi funkciók elemeikre bonthatók, és az egyes elemekért felelős agyi ideghálózatok lokalizálhatók. Így lehet például olvasási feladat során az írott szöveg megértését egyes rétegeire bontani: az alapfeladat során a kísérleti személy csak hieroglifákat lát; majd a második feladatban el kell különítenie a hieroglifáktól latin betűket (betűfelismerés); ezt követően az egymás után következő betűk időnként értelmes szavakat adhatnak ki, ezeket kell felismerni (szófelismerés; lexikális réteg); majd az értelmes szavak közül ki kell válogatni azokat a szavakat, amelyek a létezők egy konkrét csoportjába tartoznak (pl. állatok, szemantikus réteg); végül az egymást követő szavak időnként értelmes mondatokat adhatnak ki, s a kísérleti személynek ezt kell azonosítania (szintaktikus réteg). A faktoriális paradigmatervezés esetében alapvetően más a kiindulási pont. Feltételezzük, hogy az agy működése során nincsen egy alapállapot, minden változás egy meglévő változást érint, azaz egy eleve perturbált állapotot módosít tovább egy újabb szenzoros, motoros vagy kognitív feladat. A specifikus feladatok mellett azonban olyan más tényezőket ( faktorokat ) is figyelembe kell vennünk az agyműködések elemzésekor, mint a fáradás, avagy a tanulás, gyakorlás. A kölcsönhatások egymással összefüggenek és a kölcsönhatásokban résztvevő faktorok ismeretében azoknak a regionális agyi változásokban betöltött szerepét variancia-analízis statisztikai modellek segítségével analizáljuk A funkcionális képalkotás alkalmazásai a kognitív tudományokban 4.1. Agytérképezés 35

46 2. fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások A funkcionális képalkotási módszerek első nagy alkalmazási köre az agy motoros, szenzoros, és kognitív funkcióiban résztvevő agyi neuronpolulációk lokalizálása volt. Azaz a klasszikus funkcionális agytérképezés, amellyel a képalkotási módszerek a kognitív neurológia korai, lézió alapú funkciólokalizálási módszereit robbanásszerűen kiváltották. Az agyi funkciólokalizálás a mai napig folytatódik. Az agytérképezés során nemcsak az elsődleges motoros és szenzoros agykérgi területeket térképeztük pontosan fel, hanem az eddig kevésbé ismert kognitív funkciókat, például speciális látási képzeletet (2.9. ábra) vagy az általános figyelmet is sikerült agyi neuronális populációkhoz kötni, illetve számos olyan, a tudatba be nem jutó, de viselkedésünket befolyásoló tudatalatti működés (például a feromonérzékelés) neurobiológiai alapjait tisztázni ábra. A magyar himnusz szövegének csukott szemmel történő vizualizálása során aktiválódó agykérgi területek, amelyek az elsődleges látókérgi áreában nem okoznak aktivációt (Gulyás, 2001) 4.2. Az agyi hálózatok funkcionális logikája A funkcionális agyi képalkotó eljárások forradalmi hozadéka azonban elsősorban nem a funkciólokalizálásban rejlik, hanem abban, hogy az agyi ideghálózatok funkcionális logikáját tudjuk segítségükkel tanulmányozni. Tisztázható egy szenzoros, motoros vagy kognitív folyamatban résztvevő agyi neuronhálózat egyes elemeinek szerepe, súlya az adott feladat megoldásában. Tanulmányozható, hogy egy adott folyamat más és más feltételek mellett ugyanazon vagy más agykérgi hálózatok működését igényli-e. Például a beszédképzés egyik módja, amikor hallott vagy olvasott szavakat mondunk ki, azaz a szenzoros információk alapján születnek meg a kimondott szavak. És ez a szenzoros információ lehet auditoros (halljuk a kimondandó szavakat), lehet vizuális (olvassuk a kimondott szavakat) és lehet szomatoszenzoros (Braille-írás segítségével tapintjuk a kimondandó szavakat). A beszédképzés klasszikus Wernicke Geschwind-modellje alapján várható, hogy a beszédképzésben résztvevő Wernicke- és Broca-áreák minden esetben működésbe lépnek. Ugyanakkor a szenzoros input minősége határozza azt meg, hogy ezen központi hálózat mellett milyen más szenzoros agykérgi áreák lépnek működésbe (2.10. a., b. ábra). 36

47 2. fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások a. ábra. A beszédképzés Wernicke Geschwind-modellje: az aktiválódó hálózat b. ábra. A beszédképzés során aktiválódó agykérgi területek abban az esetben, amikor a kimondandó szavakat olvasás, hallás vagy tapintás alapján tudjuk meg 4.3. Az agyműködések időbeli követése Az emberi agy működésével kapcsolatos egyik alapvető, számos megfigyelésen alapuló elképzelés az, hogy az agy egészében vagy nagy részében kiterjedt neuronális populációk aktívak mindig. Ezek az agyi 37

48 2. fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások komputációkért felelős idegpopulációk helyi, regionális és távoli kapcsolatok révén egymással együttműködnek, egymás működését befolyásolják. Mindezen működésekhez számos kevésbé ismert kémiai, fizikai, élettani folyamat is járul, amelyek együttesen adják mindazt, amit a köznyelvben agyműködésnek hívunk. Az agykérgi és kéreg alatti idegi tevékenységek a megfigyelések szerint oszcillációkat és szinkronitást mutatnak. Ezek időbeli követése csak olyan módszerekkel lehetséges, amelynek időbeli feloldóképessége igen jó, eléri a milliszekundumos értéket. Jelenleg a MEG- vagy a kiterjedt agykérgi aktivitások követésére alkalmas sokcsatornás EEG- (BEAM) technikák alkalmasak erre a feladatra. Ugyanakkor azonban ezek a technikák nem a tomográfiás elven alapuló képalkotási technikák, és annak érdekében, hogy a mért elektromos agyi működések pontos agyi lokalizációját érjük el a segítségükkel, kombinálni kell őket PET-tel, MRI-vel, vagy akár fmri-vel. A kombinált módszerek alkalmazásával elkészíthetjük azokat a road-map -eket, amelyek egy feladat megoldása során az aktivált agykérgi területeknek mind a helyét, mind az időbeli aktivációját mutatja Személyiségtípusok és funkcionális agyi képalkotás A nyolcvanas évektől kezdődően egyre több empirikus adat gyűlt össze a személyiség neurobiológiai alapjainak legfontosabb összetevőiről. Tisztázódott, hogy az egyes neurotranszmitter-rendszerek, különös tekintettel a biogénamin neurotranszmitterekre, karakterisztikus szerepet játszanak személyiségjegyeink kialakításában. A legtöbb információ a dopamin- és szerotoninrendszerekkel kapcsolatban gyűlt össze. A dopamin többek között az agy jutalmazási rendszeréért felelős, de szerepet játszik az egyén szociális beállítottságának kialakításában (extrovertált-introvertált személyiség) és egyéb személyiségjegyekben is (2.11. ábra) ábra. Minél extrovertáltabb egy személy, annál magasabb a törzsdúcában a dopaminreceptorok sűrűsége. Minél introvertáltabb valaki, annál alacsonyabbugyanitt a dopaminreceptorok sűrűsége (Farde et al., 1997) Az agyi neurotranszmitter-rendszerek funkcionális képalkotási eljárásokkal történő vizsgálatát és a gondolkodási folyamatok, személyiségjegyek, temperamentum vizsgálatát az elmúlt időben a vizsgált egyének genotípusának meghatározása is kiegészíti: a genotípus fenotípus agyi receptor ujjlenyomat viselkedés együttes vizsgálata a kognitív idegtudományokhoz kapcsolódó funkcionális képalkotási tudományterület legújabb fejezete. Az agyi képalkotó eljárások, folyamatos fejlődésük során, számos új vizsgálati paradigmával gazdagodtak. Napjainkra világossá vált, hogy elérkezett az idő a kognitív történések különböző idői lefutású elemeivel kapcsolatos adatok közös gyűjtésére és az eredmények összekapcsolására. A szakadék azonban még nem tűnt el a makroszkopikus és a mikroszkopikus változásokat rögzítő adatok között. Az agyszövetről készített MR-képek 38

49 2. fejezet - Funkcionális képalkotó eljárások mögött PET-tel megrajzolható receptorstruktúrák rejtőznek. A lokalizáció központú gondolkodásmódot a neurális hálózatok téri és idői aktivitásmintázatának összehasonlítása alapján egy dinamikusabb elemzési szemlélet váltja fel, mely folyamatosan felértékeli a kognitív pszichológia és a klinikai neuropszichológia egyre intenzívebb kapcsolatát. Reményeink szerint az elkövetkező évek hazánkban is meghozzák a gyakorlat és a kutatás nélkülözhetetlen összefonódását ezen a nagy eszköz és beruházás igényű területen is Irodalom Cabeza, R. Nyberg, L.: Neural Bases of Learning and Memory: Functional Neuroimaging Evidence. Current Opinion in Neurology, , Farde, L. Gustavsson, J. P. Jonsson, E.: D2 Dopamine Receptors and Personality Traits. Nature, , 590. Gulyás B. Kéri S. O Sullivan, B. T. Decety, J. Roland, P. E.: The Putative Pheromone Androstadienone Activates Cortical Fields in the Human Brain Related to Social Cognition. Neurochemistry International, , Gulyás B.: Neural Networks for Internal Reading and Visual Imagery of Reading: A PET Study. Brain Research Bulletin, , Gulyás B. Müller-Gärtner, H. W. (eds.): Positron EmissionTtomography: A Critical Assessment of Recent Trends. Dordrecht, 1998, Kluwer Academic Publisher, 482. Gulyás B.: Funkcionális képalkotó eljárások a kognitív idegtudományokban. In Pléh Cs. Kovács Gy. Gulyás B. (szerk.): Kognitív idegtudomány. Budapest, 2003, Osiris, Kéri S. Gulyás B.: Four Facets of a Single Brain: Relationship among Behavior, Cerebral Blood Flow/Metabolism, Neuronal Activity and Neurotransmitter Dynamics. Neuroreport, , Kinomura, S. Larsson, J. Gulyas B. Roland, P. E.: Activation by Attention of the Human Reticular Formation and Thalamic Intralaminar Nuclei. Science, , Logothetis, N. K. Pauls, J. Augath, M. Trinath, T. Oeltermann, A.: Neurophysiological Investigation of the Basis of the fmri Signal. Nature, , Mórocz I. Á. van Gelderen, P. Shalev, R. Spelke, E. S. Jólesz F.: Temporal Unfolding of Mental Calculation: A 3D PRESTO fmri Study. Neuroimage, 2004, suppl. Nishitani, N. Hari, R.: Temporal Dynamics of Cortical Representation for Action. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, , Pappata, S. Dehaene, S. Poline, J. B. Gregoire, M. C. Jobert, A. et al.: In Vivo Detection of Striatal Dopamine Release during Reward: a PET Study with [(11)C]Raclopride and a Single Dynamic Scan Approach. Neuroimage, , Raichle, M. E.: Imaging the Mind. Seminars in Nuclear Medicine, , Savic, I. Berglund, H. Gulyás B. Roland, P.: Smelling of Odorous Sex Hormone-Like Compounds Causes Sex-Differentiated Hypothalamic Activations in Humans. Neuron, 2001, 31, van Gelderen, P. Ramsey, N. F. Liu, G. Duyn, J. H. Frank, J. A. et al.: Three-Dimensional Functional Magnetic Resonance Imaging of Human Brain on a Clinical 1.5-T Scanner. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, ,

50 4. fejezet - 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás Czurkó András A plaszticitás az agy meghatározó sajátossága Életünk során agyunk folyamatosan változik. Az agy anatómiai és funkcionális változásra való képességét hívjuk plaszticitásnak. Az idegsejtek szintjén a plaszticitás strukturális és funkcionális változásokat jelent, amelyek az érett, felnőtt idegrendszerben is lejátszódnak, és elengedhetetlenek az idegrendszer adaptációjához, illetve ahhoz, hogy a külső és belső ingerekre reagáljon. Olyan szerteágazó jelenségek tartoznak ide, mint pl. a szinapszisok képződése, illetve azok strukturális átrendeződése, a gyógyszertolerancia, az enzimindukció vagy az agysérülések utáni axon terminális növekedés. A plaszticitás mutatkozik meg a szinaptikus facilitáció és depresszió jelenségeiben is, melyeket az emléknyomképződés alapmechanizmusának tartanak. A legújabb kutatások szerint a plaszticitásnak még az olyan pszichiátriai betegségekben is szerepe lehet, mint pl. a szorongás vagy a depresszió (Czéh és Simon, 2005). A klasszikus neurológiában sokáig úgy tartották, hogy a felnőtt agyban már nem képződhetnek új idegi kapcsolatok. Úgy gondolták, hogy az embrionális, illetve csecsemőkorban kialakult szinapszisok már nem, vagy alig változnak a későbbi élet során. Az agysérülések után tapasztalható igen kis mértékű funkcionális felépülést is az idegi kapcsolatok felnőtt agyra jellemző stabilitásával magyarázták (Ramachandran, 1993). Bizonyos változások ugyanakkor a felnőtt agyban is lehetségesek elég csak a memóriafolyamatokra, illetve a tanulás jelenségeire gondolnunk. Ezeket a jelenségeket azonban a szinapszisok szintjén lezajló apró változásoknak tulajdonították, melyek nem érintik az agy alapvető ideghálózatait. Az elmúlt ötven évben az agyi extracelluláris mikroelektródák használatával teljesen átalakultak az agy működésével kapcsolatos ismereteink. Két fontos felfedezés határozta meg az agyi plaszticitással kapcsolatos gondolkodásunkat: az egyik a receptív mező (receptive field) koncepciója, a másik a fix szenzoros térképek topográfiája. A receptív mező azoknak a receptoroknak az adott csoportjára vonatkozik, melyek az érzékszerv felületéről egy adott agyi idegsejtre juttatják az ingerületet. Ilyenek például a Mountcastle(1957)által tanulmányozott szomatoszenzoros receptív mezők a majmok S1 kérgi területén, vagy a Hubel és Wiesel(1962) által részletesen leírt vizuális receptív mezők, macskák és majmok V1 kérgi területén. A fix szenzoros térképek topográfiáján a test felületének szomatotópiás reprezentációját értjük az S1-ben, vagy a látómező retinotópiás elhelyezkedését V1-ben, illetve a hallókéreg tonotópiás szerveződését. Az újszülött állatokból készült elvezetések azt mutatták, hogy a vizuális receptív mezők és a vizuális topográfia már jelen vannak születéskor, így azt valószínűsítették, hogy ezek genetikailag meghatározottak (Hubel és Wiesel, 1962). A monoculáris depriváció ugyanakkor jelentős változásokat idézhet elő a receptív mezőkben, az ilyen változások azonban csak egy jól definiált korai kritikus periódusban jönnek létre. Felnőttekben, az általános vélekedés szerint, mind a receptív mező struktúrája, mind a topográfiája stabil, és ellenáll a szelektív szenzoros ingermegvonásnak (depriváció) vagy szenzoros ingergazdagításnak (environmental enrichment). A 80-as évek végétől az agyi plaszticitásról alkotott elképzelésünk lényegileg változott meg. Kiderült, hogy felnőtt állatok ideghálózatai is meglepő mértékű reorganizációra képesek perifériás idegsérülés után (Wall és Egger, 1971; Wall, 1988; Kass, 1991). Az elmúlt évtized kutatásai szerint a denerváció vagy amputáció után, az elsődleges szomatoszenzoros kéreg masszív reorganizáción megy keresztül felnőtt állatokban, illetve az emberben is (Merzenicher és mts., 1984; Pons és mts., 1991; Ramachandran és mts., 1992a; Ramachandran, 1993; Ramachandran és mts., 1995; Ramachandran és Hirstein, 1998). Mindezek alapján kijelenthetjük, hogy a plaszticitás valójában az agy egyik legfontosabb ha nem a legfontosabb meghatározó sajátossága. Az elmúlt évtizedekben a neuropszichológia a tágabb idegtudományokkal együtt már számtalan konkrét példát hozott arra, hogy a magatartás megváltozása valójában az agyban bekövetkező változásokból adódik. Ugyanakkor az agy plasztikus változása és a magatartás megváltozása közötti kapcsolat is kétirányú: a tapasztalás is megváltoztathatja az idegi struktúrát. Mindezen folyamatok pontosabb megértéséhez először is érdemes röviden áttekinteni az agy fejlődésének néhány fontos jellegzetességét. 40

51 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás Plaszticitás és idegi fejlődés A 350 g súlyú, neonatalis emberi agy a fiatal felnőttkor elérésével g súlyúra nő. Kétéves korra az agy már eléri a felnőtt súly 75%-át (Carmichael, 1990). Ez a tömegnövekedés még figyelemreméltóbb, ha arra gondolunk, hogy születéskor már az összes idegsejt rendelkezésre áll az agyban gyakorlatilag nincs új idegsejtképződés. (Fontos kivételt képeznek a gyrus dentatus szemcsesejtjei a hippocampusban, amelyek felnőttkorban is képződnek, l. később!) Így az első húsz évben látható jelentős tömegnövekedés az idegsejtek növekedéséből, egymás közötti kapcsolataik fejlődéséből, a gliasejtek extenzív növekedéséből és az axonok mielinizációjából adódik. A fejlődés korai időszakában az extenzív növekedés mellett az ellentétes folyamat is zajlik, vagyis bizonyos idegsejtnyúlványok eltűnnek. Ezt a folyamatot nevezik pruning -nak, vagyis lenyesődésnek. Ennek során dendritek tűnnek el, és csökken a sejtek közötti kapcsolatok, a szinapszisok száma. Ismert egy olyan teória, az idegrendszeri darwinizmus, amely a pruningnak igen fontos szerepet tulajdonít az idegrendszer fejlődésében. A szinapszisok ugyanis a szükségesnél jóval nagyobb számban képződnek, és a teória szerint mintegy kiszelektálódnak (synaptic shedding), csak a töredékük, a legfittebbek maradnak meg. Az agy fejlődésének jellegzetességei tehát: 1.a sejtek migrációja, 2.az axonok növekedése, 3.a dendritek és a szinapszisok kialakulása és 4.a mielinizáció. A migráció során a gliasejtek egy átmeneti hálózata, a radiális gliasejtek segítik az idegsejteket vándorlásukban. A dendritek képződése lényegében a sejtek migrációja után történik, amikor a már megállapodott idegsejteket éppen elérik az innerváló axonok. Prenatálisan csak kevés dendritikus tüske található, posztnatálisan viszont elburjánoznak (szinaptogenezis). Az axonok mielinizációja az agy strukturális érettségét is jelzi. A mielinizáció posztnatálisan kezdődik, és 15 évig vagy még tovább tart. Az elsődleges szenzoros és motoros kérgi területek azonban már prenatálisan is mielinizálódnak. A fejlődés során a célba érő axonok versengenek a szinapszisképzésért. A sikertelen sejtek, melyek axonjaikkal nem képeznek megfelelő számú szinapszist, apoptotikusan elpusztulnak (programozott sejthalál). A sikereseket az idegnövekedési faktorok tartják fenn (NGF, BDNF, neurotrophins 3-6). A szinapszisok képződése az idegrendszer plaszticitásának egy alapvető fontosságú kérdése érdekes módon azonban az ezzel kapcsolatos ismereteink legnagyobb része a neuromuscularis junctióval (nmj) kapcsolatos vizsgálatokból származik Szinapszisképződés a neuromuscularis junctióban Az nmj-ban a szinaptikusbasalis lamina (bl)mind a pre-, mind a posztszinaptikus struktúrák differenciálódásához nélkülözhetetlen. A bl egy olyan extacelluláris mátrix a szinaptikus résben, mely megköti a kollagént, az acetilcholinészterázt, a laminint és más fehérjéket, és ezek elindítják mind a preszinaptikus terminálisok, mind az izomban lévő posztszinaptikus struktúrák képződését. A nmj jellegzetessége, hogy itt csoportosulnak (clustering) a nikotin típusú acetilcholin receptorok (nachr). A fejlődő izomrostok alacsony szinten, de teljes felszínükön expresszálják az nachr-okat (1000 nachr/mm 2 ). Az idegvégződés érkezésével párhuzamosan az nachr-ok nagy denzitásban csoportosulnak az aktív zóna alatt ( nachr/mm 2 ), míg az extrajunctionális régióban a receptordenzitás igen alacsony szintre csökken (10 nachr/mm 2 ). Denerváció után, az izom teljes felületén újra megnő az nachr-ok denzitása, ami kimondottan érzékennyé teszi az izmot az acetilcholinra. Ezt a jelenséget nevezik denervációs szuperszenzitivitásnak. A fejlődő neuromuscularis junctióban három mechanizmus szabályozza a nachr-ok megjelenését. 1.A már részben említett clustering, a nachr-ok csoportosulásaaz aktív zóna alatt. Ebben egy, az idegvégződések által szekretált nagy fehérje, az argin játszik kulcsszerepet, mely a basalis laminához kötő-dik. 41

52 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás Az argin hatása egy kináz, a MuSK (muscle specific kinase) segítségével valósul meg, mely aktiválja a rapsyn membránfehérjéket. 2.A receptorszintézis up-regulációja. Ez abból adódik, hogy az idegvégződés által kifejezettneuroregulinaktiválja AChR subunit gén transzkripcióját a szinapszis alatti izommagokban. 3.Az ACh kiváltotta izommembrán depolarizáció, mely gátolja a nachr subunit gén transzkripciót a szinapszistól távoli izommagokban. E három mechanizmus eredményeként a megfelelően innervált izmokban a nikotinreceptorok a nmj-nak megfelelően csoportosulnak. A denervált izmokban az aktivitás hiánya vezet a nikotin receptorok expressziójához az izom teljes felületén, mely a denervációs szuperszenzitivitást eredményezi Szinapsziseltávolítás a neuromuscularis junctióból A fejlődés kezdetén minden motoneuron több elágazással rendelkezik, és számos izomrostot innervál, ugyanakkor az izomrostok nemcsak egy, hanem egyszerre több motoneurontól is kapnak szinapszisokat. A fejlődés során a motoneuronok visszahúzzák axon ágaikat a többszörösen innervált izomrostoktól (pruning), vagyis egyetlen motoneuron szinapszisait kivéve, minden szinapszis eltűnik az adott izomrostról. Ez a folyamat eredményezi az ún. motoros egység kialakulását, melyben az adott motoneuron egy meghatározott számú izomrostot innervál, és ezek felett kizárólagos kontrollt gyakorol. A denerváció utáni regeneráció esetén ugyanez a jelenség játszódik le: a kezdetben többszörös innerváció, mintegy 2-3 hét alatt, egyszeres innervációra csökken Szinapszisképződés a központi idegrendszerben A központi idegrendszer (KIR) szinapszisainak basalis laminája szegényesen fejlett. Az idegvégződések által szekretált argin fehérje ugyan megtalálható, azonban nincs jelen a MuSK, illetve rapsyn fehérje az agy szinapszisaiban. A különböző receptorok itt is a szinapszisok aktív zónája alatt csoportosulnak, ráadásul a receptorok transzkripciója hozzáigazodik a preszinaptikus terminális neurotranszmitter tartalmához. Az egyik legintenzívebben kutatott KIR-szinapszis típus, a glutaminerg szinapszis esetén, pl. a glutaminerg terminálisok a megfelelő glutamát receptor altípusok (AMPA, NMDA és kainate vagy mglur) expresszióját váltják ki. A glutaminerg szinapszisoknál már egy fehérjecsoportot is azonosítottak, amely a megfelelő receptorok csoportosítását és cytoskeletonhoz történő lehorgonyzását végzi. Mindazonáltal a KIR-szinapszisok képződésével és eliminációjával kapcsolatos ismereteink még eléggé szegényesek, így leghelyesebb, ha azokat a mechanizmusokat feltételezzük, amelyeket korábban az nmj fejlődésével kapcsolatban már ismertettünk. A fejlődő KIR sejtjei állandó kommunikációban állnak egymással, ami azt is jelenti, hogy irányítják, illetve befolyásolják egymás sorsát. A fejlődő idegsejtek a szomszédos sejtek viselkedésétől függően veszik fel a számukra kijelölt szerepet, illetve alakítják ki kapcsolatrendszerüket. Mivel a kommunikációban résztvevő idegsejtek egy része a környezet ingereire reagáló szenzoros neuron, így a tapasztalás maga is formálja az agyat. A környezet idegi fejlődésre gyakorolt ilyen jellegű hatásait legalaposabban a vizuális rendszerben tanulmányozták Fejlődési plaszticitás a vizuális rendszerben A fejlődés során a korai szenzoros élmények hatására a szinaptikus kapcsolatok módosulhatnak. Ezt nevezik fejlődési plaszticitásnak. Az ideghálózatok ezen újradrótozása általában a szinapszisok eltávolítását jelenti, mely egyrészt apoptózis (programozott sejthalál), másrészt axonág visszahúzódás során jöhet létre. A primer látókéreg (V1) plaszticitása felelős a szem dominanciaoszlopainak kialakulásért, és így a binokuláris látás kifejlődéséért. Bevarrt félszemű kismacskáknál a bevarrt szem dominanciaoszlopai sokkal kisebbek lesznek. Ez abból adódik, hogy a bevarrt szemhez tartozó korábban kialakult normál kapcsolatok eltűnnek, a nyitott szemből jövő erőteljes versengés hatására. A nyitott szem általi versengés a fény által kiváltott elektromos aktivitásból adódik (Mioche és Singer, 1989). A nyitott szembe történő tetrodotoxin (TTX) beadás, mely leblokkolja a retinális ganglionsejtek akciós potenciáljait, átviszi a szemdominanciát a bevarrt szemre. Pontosan ugyanez történik akkor is, amikor a nyitott szemhez tartozó kortikális idegsejtek aktivációját blokkolják a GABA-erg gátlás megnövelésével, GABA receptor agonistákkal. 42

53 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás A glutamát receptorokhoz tartozó NMDA (N-methyl-D-aspartate) receptorok is részt vesznek a vizuális rendszer plaszticitásában. Fiatal állatok agykérgében nagyobb számban expresszálódnak az NMDA-receptorok, és az aktivációjukhoz is alacsonyabb küszöbérték szükséges, mint a felnőtt állatoknál. Az NMDA-receptorok befolyása a V1 mély rétegeinek vizuális válaszaira a harmadik és hatodik hét között csökken, mely csökkenés az állatok sötétben tartásával mérsékelhető. Ez összecseng a macska vizuális rendszerének fejlődési plaszticitásával, melynek kritikus periódusa szintén kitolható, ha az állatokat sötétben tartják. Kritikus periódusnak nevezik a fejlődés során azt a szűk időintervallumot, mely alatt az érzékszervi tapasztalás hosszú távú magatartási változásokat hozhat létre. A látórendszerben például, a kritikus periódus alatt a monokuláris depriváció hatása részben visszafordítható a binokuláris látás visszaállításával. A kritikus periódus után azonban a vizuális tapasztalás manipulálása már nem lesz hatással a szemdominanciára. Főemlősökben a macskáktól eltérően a szem dominanciaoszlopai már a születés előtt kialakulnak. Az idegi aktivitásra azonban ilyenkor is szükség van, ami ebben az esetben a retinális ganglionsejtek fény nélküli spontán tüzelését jelenti, mely hullámokban terjed a retina területén. A két retinában mérhető aktivitás burst-ök épp ellentétes fázisban vannak, és ez alakíthatja ki a jobb és a bal szemből érkező input szegregációját. A burst tüzelés valószínűleg az NMDA-receptorok aktiválásán keresztül fejti ki hatását, mivel az NMDA-receptor antagonista AP5 blokkolja mind az idegsejtaktivitást, mind az inputok szegregációját a vizuális rendszerben. Habár a főemlősökben a szem dominanciaoszlopai már a születés előtt kialakulnak, a születés utáni hatodik hétig még plasztikusak maradnak Receptív mező plaszticitás a V1-ben Orientációszelektivitás Kimutatott, hogy az orientációszelektivitás fejlődése is tapasztalatfüggő. Macskákban születéskor csak néhány sejt mutat bizonyos mértékű orientációszelektivitást. Az állat természetes környezetében történő fejlődése során, idegsejtjei egyre inkább orientáció szelektívvé válnak. Amennyiben az állatot megfosztják a megfelelő mintázatú környezettől, az orientációszelektivitás nem fejlődik ki, sőt a szem kinyílásakor meglévő orientációszelektivitás is elveszik. Érdekes módon a monokuláris depriváció hatására gyorsabban vesztik el válaszkészségüket a sejtek, mint binokuláris depriváció hatására (Weisel és Hubel, 1963, 1965). A két szem feltehetően ebben az esetben is a korlátozott erőforrásokért verseng A szomatoszenzoros kéreg plaszticitása 4.1. Szomatoszenzoros plaszticitás az élet korai szakaszában Woolsey és Wann vizsgálta (3.1. ábra) a szomatoszenzoros kéreg plaszticitását újszülött egérben. Normál állatokban az egyes bajuszszőrökhöz tartozó szomatoszenzoros kérgi reprezentáció precíz topográfiával helyezkedik el a kontralaterális szenzoros kéregben. Ez a kérgi terület feltérképezhető, mert minden egyes bajuszszőr csak egy meghatározott kérgi sejtcsoporthoz küldi a szenzoros információt, és ez az ún. kérgi barrel. Az összes bajuszszőr perinatális eltávolításával egyáltalán nem alakulnak ki a hiányzó bajusz-szőröknek megfelelő kérgi barrelek. Amennyiben azonban csak a bajusz-szőrök egy sorát vagy oszlopát távolítják el, akkor az eltávolított bajusz-szőröknek megfelelő kérgi barrelekben az idegsejtek elkezdenek válaszolni a szomszédos, megmaradt bajuszszőrök ingerlésére, vagyis a megmaradó bajuszszőrök kérgi térképe megnő (Woolsey és Wann, 1976). Mindezen hatás csak a születést követő első héten figyelhető meg, és ekkor is az idő előrehaladásával egyre csökkenő jelleggel. Tehát a kérgi barrel mező egyre ellenállóbbá válik a perifériás sértés hatásával szemben. 43

54 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás 3.1. ábra. Woolsey és Wann vizsgálata egér barrel kérgében Emberi vonatkozásban ismert, hogy azoknál a zenészeknél, akik vonós hangszeren játszanak, a bal kézhez nagyobb kérgi reprezentáció tartozik (Elbert és mts., 1995). A bal kezüket használják ugyanis a húrok lenyomásához, mely nagyobb koordinációt kíván, mint a jobb kézé. A kérgi terület megnövekedése attól is függ, hogy milyen korán kezdi el valaki a hangszer tanulását. Jól ismert tény, hogy azok az emberek, akik születésüktől fogva vakok vagy gyengén látók, sokkal érzékenyebbek a tapintással, illetve hallással kapcsolatos érzékmodalitásokra. Ma már tudjuk, hogy az ontogenezis korai szakaszában egy adott modalitás kiesése mélyreható változásokat eredményez a többi 44

55 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás modalitásban, mely akár az afferens pályák átrendeződését is jelentheti. Ilyen megfigyeléseket végeztek okulárisan retardált, illetve újszülött korban enukleált egereken, ahol a szomatoszenzoros rendszerhez tartozó trigeminus afferensek nemcsak a nekik megfelelő ventrobazális thalamikus magba, hanem a látópályához tartozó corpus geniculatum lateráléba is futottak (Asanuma és Stanfield, 1990). Mindezek alapján nem meglepő, hogy az ilyen, születésüktől fogva vak állatokon felnőttkorban a bajusz mechanikus mozgatásával kiváltott aktivitás nemcsak a szomatoszenzoros barrel kéregből, hanem a látókéregből is elvezethető (Toldi, 2005). Érdemes megemlíteni, hogy az ilyen, születésük óta teljesen vak állatok a T labirintusban jobb tájékozódási teljesítményt nyújtanak, mint látó társaik, és ez a jobb tájékozódási képesség együtt jár a barrel kéregben lévő idegsejtek irányérzékenységének megnövekedésével is (Toldi és mts, 1996) A plaszticitás a felnőtt szomatoszenzoros rendszerben Bár a felnőtt szomatoszenzoros rendszert érő behatások esetén már nem találkozunk olyan pályaátrendeződésekkel, mint az ontogenezis korai szakaszában, az utóbbi évtizedek kutatásai rámutattak arra, hogy a kérgi reprezentációk korántsem annyira állandók felnőttkorban, mint ahogy azt korábban gondolták. Ezen a téren Merzenich és mtsai (1984) kísérletei voltak úttörő jellegűek. Eredményeik szerint a felnőtt majom középső ujjának amputálása után két hónappal, az ujjnak megfelelő szomatoszenzoros kéreg válaszolni kezdett azokra a tapintási ingerekre, amelyek a szomszédos ujjakat érték; vagyis Woolsey eredményeihez hasonlóan, a szomszédos ujjakhoz tartozó kéregterületek jelentősen megnőttek, mintegy magukba foglalva a kiesett, funkcióvesztett kéregrészt. A szomszédos ujjakból érkező szenzoros input mintegy átvette az adott kéregterületet. Merzenich és mtsai (1984) további három fontos megfigyelést is tettek. 1.Amennyiben a majom egyik ujját kifejezettebben használta (napi másfél órás tréning) akkor a hozzá tartozó kéregterület a környező ujjak reprezentációs területének rovására megnagyobbodott (Jenkins és mts., 1990) 2.Amennyiben egy majom két egymás mellett lévő ujját összevarrták, és így folyamatosan együtt használta őket, akkor néhány héten belül olyan idegsejteket találtak a szomatoszenzoros kéregben, melyek receptív területe áthidalta a két ujj reprezentációs területét. Normálisan a receptív mezők sohasem keresztezik az ujjak közötti határokat (Allard és mts., 1991). 3.Amennyiben több ujjat is amputáltak, egy kb. 1 mm-es határon túl, már nem történt meg a kéregterület átvétele, vagyis a szerzők szerint ez lehet a thalamokortikális axonok arborizációjának a határa (Merzenich és mts., 1984). Ezt az 1 mm-es számot a későbbiekben sokan citálták, mint a felnőtt agyban történő szenzoros reorganizáció felső határát (Calford, 1991). Pons és mtsai (1991) azonban egyik nagy jelentőségű kísérletükben azt találták, hogy 12 évvel a majom felső végtagjának deafferentációja után, az eredetileg a kézhez tartozó kérgi területet átvette az archoz tartozó szenzoros input. Ez a vizsgálat igen nagy érdeklődést keltett, mivel a reorganizáció mértéke jelentősen meghaladta a korábban lehetségesnek tartott mértéket, az érintett kéregterület nagysága jóval túl van a centiméteren, mely egy nagyságrenddel nagyobb a korábbi 1 mm-es határnál. Az ilyen hosszútávú változások mellett, sokkal rövidebb idő alatt is bekövetkezhet reorganizáció a felnőtt szomatoszenzoros kéregben. Patkány bajuszpárnájához futó trigeminusz ág átvágása után már három nappal tapasztalható a bajusz kérgi reprezentációs területén a mellső láb ingerlésére kiváltott aktivitás, ami az átvágás előtt nem fordul elő (Korodi és Toldi, 1998). Még ennél rövidebb idő alatt is történhet tranziens átrendeződés a kérgi reprezentációkban. Calford és Tweedale (1990) subcutan lidocain injekcióval érzéstelenítette egy repülő kutya középső ujjának kis idegágát, és azt találta, hogy már 20 percen belül az S1-ben lévő kortikális neuronok, melyek eredetileg az ujjhoz tartoztak, már a környező ujjak érintésével is aktiválhatók, vagyis a sejtekhez tartozó receptív mező mintegy kitágult a környező ujjakra is. Érdekes, hogy ez a receptív mező kitágulás tükör-szimmetrikusan a másik hemispherium azonos idegsejtjeire is vonatkozik. Ezt a rövid távú változást számos hasonló kísérletben több állatfajon is demonstrálva, a szerzők a jelenséget a szomatoszenzoros kéregben már meglévő horizontális kapcsolatok gátlás alóli felszabadulásának (unmasking) tekintették (Calford, 2002) A felnőtt szomatoszenzoros plaszticitás humán perceptuális korrelátumai Említettük már, hogy egy kísérletben három hónapig tanítottak majmokat egy ujjal történő finom textúra diszkriminációra, és így az adott ujj kérgi reprezentációja jelentősen megnőtt (Jenkins és mts., 1990). Hasonló humán megfigyelések történtek a Braille-írást olvasóknál is. Non-invazív képalkotó módszerekkel végzett 45

56 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás vizsgálatokkal megállapították, hogy a Braille-írás olvasásához használt mutatóujj kérgi reprezentációja sokkal nagyobb, mint a másik mutatóujjé (Foulke, 1991). Az ujjak kérgi reprezentációjának összeolvadására is van humán példa. Zongoristák egy-két százalékánál a megfeszített gyakorlás oda vezethet, hogy a szomszédos ujjak kérgi reprezentációs mezői részben összeolvadnak, ún. focalis dystonia alakul ki, ami lehetetlenné teszi a további zongorajátékot (Elbert és mts., 1998). Érdekes, hogy ezen állapot terápiája az érintett ujjak egymástól elkülönített gyakoroltatása lehet, mely a kérgi ujjreprezentációk újbóli elkülönüléséhez vezet (Candia és mts., 1999). Mogilner és mtsa (1993) vizsgáltak néhány olyan személyt, akiknek fejlő-dési rendellenesség miatt az ujjai összenőttek syndactylia. Az ilyen betegek ujjai sebészileg szétválaszthatóak. A kutatók magnetoencephalográfiát (MEG) használva vizsgálták a betegek S1 szomatoszenzoros kérgének kéz területét, normál emberekével összehasonlítva, illetve a sebészi ujjszétválasztás előtt és után. Az operáció előtt, a két syndactyliás beteg kezének kortikális térképe nagymértékben különbözött a normál emberekétől, ugyanakkor a pre- és posztoperatív MEG-térképek összehasonlítása jelentős reorganizációt mutatott. A reorganizáció mindkét esetben a normál kortikális térkép irányába hatott, és a változások már egy hét után láthatók voltak A fantomvégtag-szindróma Amputáltak gyakran számolnak be az elvesztett végtag fantomvégtagként történő érzékeléséről. A fantomvégtagok érzékelése nem sokkal az operáció után a legintenzívebb, idővel aztán csökken, mintegy összehúzódik (Melzack, 1992). A fantomvégtag érzékelése gyakran évekig is fennáll, és olyan realisztikus is lehet, hogy például a beteg véletlenül megpróbál ráállni a fantomlábára, vagy megpróbál elérni valamit a fantomkezével. A közelmúltig nagyon keveset tudtunk a fantomvégtag-jelenség fiziológiájáról. Az általános vélekedés az volt, hogy a fantomvégtagokat a csonkban maradó idegvégződések reziduális aktivitása eredményezi. További problémát jelent azonban, hogy az amputáltak legalább felének fájdalmas a fantomvégtag érzékelése. Ez néha olyan súlyos, hogy további operációkat végeznek (általában a beteg sürgetésére) a fájdalom megszüntetésére. Ezek az operációk azonban gyakran sikertelenek, mert a fantomvégtag (fájdalmas) érzékelése valahogy újraképződik az agyban. Valószínű, hogy a fantomvégtagok érzékelése azoknak a kéregterületeknek a működéséből adódik, melyek továbbra is az elvesztett végtagból várnák az ingerületet. Ezek a kérgi területek feltehetőleg plasztikus reorganizáción esnek át. Pons és mtsa megfigyeléséből azt is feltételezhetjük, hogy ezek a kérgi területek emberben is más kérgi területekhez kapcsolódnak, így pl. az arcra kerülhet a fantomkéz reprezentációja. Ramachandran és mtsa vizsgálták ezt a lehetőséget elsőként, amputált felső végtagú embereken (Ramachandran és mts., 1992a; Ramachandran, 1993). A becsukott szemű beteg bőrét ingerelték, véletlenszerűen választott pontokon. A betegek érdekes módon, bizonyos pontok érintését a fantomvégtagba is lokalizálták, ráadásul ezek a pontok szisztematikusan két területen csoportosultak. A pontok egyik csoportja az azonos oldali arcon (!) helyezkedett el, egy az egyben leképezve a kéz ujjait. Az arcon lévő reprezentáció különböző pontokon történő érintésekor a beteg arról számolt be, hogy egyszerre érzi az arc érintését és egy bizsergő érzést a fantomkéz egyes ujjaiban. A fantomvégtagban (is) érzést kiváltó pontok másik csoportja néhány centiméterrel az amputációs vonal felett helyezkedett el. Hét felső végtag amputált beteget megvizsgálva, háromban találtak fantomkéz reprezentációt a betegek arcán, az amputációs csonk feletti reprezentáció pedig mind a hét betegben jelen volt. Ramachandran és mtsa ujjamputált betegeket is megvizsgáltak. A középső (hármas) ujj fiatalkori amputálása esetén a kettes és a négyes ujj különböző helyeken történő érintése a fantomujjban is hasonló lokalizációban váltott ki tapintásérzést. A szomszédos ujjakra történő hideg vagy meleg víz csepegtetése hideg vagy meleg érzést váltott ki a fantomujjban, a mutatóujj megragadása és megszorítása pedig a fantomujjban is kiváltotta ezt az érzést. Nagyon érdekes, hogy ennek a szorító érzésnek az emléke a fantomujjban mintegy 7 9 másodpercig még fennmaradt akkor is, amikor a normál ujjban már semmilyen érzés nem volt. Ez a memóriaszerű hatás mind a felső végtag, mind az ujj amputáltakon megfigyelhető volt. Az arc (vagy a hiányzó melletti ujj) ingerlése során akár 2-3 másodperc is eltelt, mire az érzés megjelent a fantomban. Amikor viszont az ingerlés megszűnt, a fantomban kialakult érzés még kb másodpercig fennmaradt (Ramachandran és mts., 1992b). 46

57 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás A fantomvégtagban az amputált csonk érintésére kialakuló érzést már sokan megfigyelték. WilliamJames, neves amerikai pszichológus, 1887-ben például ezt írta: A szellő a csonkon úgy érződik, mint a szellő a fantomon. Ezeket a megfigyeléseket azonban a csonk perifériás reinnervációjának tulajdonították. Ramachandran szerint a megfigyelt jelenség lényege éppen az, hogy a szomatoszenzoros kéreg újratérképezése következik be az agykéregben lejátszódó plaszticitási folyamatok eredményeként. Pontosan ezért található a fantomkézben is érzést kiváltó érintési pontok két csoportja testfelületen (az arc és a csonk feletti rész). Ha megnézzük a kéz szomatoszenzoros reprezentációját a Penfield homunculuson, nyomban feltűnik, hogy a kéz reprezentációját egyik oldalról a felkar, másik oldalról viszont az arc reprezentációja határolja (3.2. ábra). bajusz szálakból kapják az inputjukat, jelentősen megnőnek, mintegy magukba foglalva a kiesett, funkcióvesztett kéregrészt. A szomatoszenzoros kéreg újratérképezése egy viszonylag gyors folyamat, már négy héttel az amputáció után bekövetkezik. Mindez kérdésessé teszi azt a magyarázatot, mely szerint a jelenséget egyszerűen a szenzoros inputot elvesztett kéregrészbe benövő új axonterminálisok okoznák. Ramachandran szerint a másik magyarázat az ún. csendes szinapszisok gátlás alóli felszabadulása lehet. Elképzelhető, hogy a szenzoros input nemcsak az S1 kérgi célterületét, hanem a szomszédos kérgi részeket is eléri, viszont ezen szinapszisok normál állapotban gátlás alatt vannak. Az amputáció kapcsán a specifikus input megszűnésével együtt a laterális gátlás is megszűnik, így a környező kérgi területek inputja bejuthat az adott inputját vesztett kéregterületre, és így kiváltja a fantomvégtagban az érzékelést. Nemrégiben a non-invasív MEG-technikát alkalmazva is vizsgáltak néhány beteget, akik balesetben elvesztették egyik kezüket (Yang és mts., 1994b; Yang és mts., 1994a). A szomatoszezoros kéregről készített részletes funkcionális térkép (< 3 mm) jelentős aszimmetriát mutatott a két félteke között. Az amputációnak megfelelő szomatoszenzoros térképen a kéz területe nem volt elkülöníthető, illetve a neki megfelelő terület mind az arc, mind a felkar érintésére aktiválódott A motoros kéreg plaszticitása A primer motoros kéreg reorganizációját is megfigyelték a gerincvelői motoneuronok károsodása után. Sanes és mtsa (1990) patkányok bajuszsző-rét mozgató idegeket metszették át. Néhány héttel később feltérképezve a motoros kéreg működését azt találták, hogy a kéreg azon részét ingerelve, mely korábban a bajusz mozgását váltotta ki, az ingerlés az arc, szem és száj körüli izmokat hozta mozgásba. Ezen izmok kérgi reprezentációja mintegy elfoglalta a motoros kéreg bajuszmozgató területét. A mozgással kapcsolatos tapasztalatok is kiváltják a motoros kéreg plasztikus reorganizációját. Sanes és mtsa egy másik kísérletükben felnőtt patkányok mellső végtagját rögzítették kinyújtott helyzetben harminc percig. Ezek után feltérképezve a motoros kéreg működését, azt találták, hogy a kéreg azon területe is kiváltotta a mellső végtag mozgását, mely normál állapotban nem okoz ilyen mozgást (Sanes és mts., 1992). Egy másik kísérletben (Nudo és mts., 1990) a primer motoros kéreg azon területét növelték meg, mely egy bizonyos mozgást vált ki. A kísérletben egyszerűen az adott mozgást egy órán keresztül újra és újra kiváltották elektromos ingerléssel (Nudo és mts., 1990), vagy gyakoroltatták (Nudo és mts., 1996). 47

58 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás Ezeket a motoros kéreg plaszticitásával kapcsolatos, laboratóriumi állatokon végzett kísérleteket számos humán funkcionális neuroimaging vizsgálat is megerősítette. Halligan és mtsa például azt találták normál személyeket és amputált karú betegeket összehasonlítva, hogy a motoros kéreg nagyobb területe asszociálódott a váll mozgatásához az amputált karú betegeknél (Halligan és mts., 1994). Transzkraniális mágneses stimuláció is a motoros kéreg reorganizációját mutatja amputáció után (Cohen és mts., 1991; Pascual Leone és mts., 1992). A csonk feletti izmok nagyobb mennyiségű skalppozícióból ingerelhetők, mint a megfelelő izmok a másik végtagon. Úgy tűnik tehát, hogy ezekben a betegekben az eredeti végtagnak megfelelő motoros kérgi területeket mintegy átvették a proximálisabban fekvő izmok, vagyis az amputáció esetén nemcsak a szomatoszenzoros kéreg, hanem a motoros kéreg is újratérképeződik A fantomvégtagok teoretikus magyarázata A Ramachandran által felvetett kérgi újratérképeződési hipotézis nemcsak a fantomvégtagban kiváltható érzetekre, hanem magára a fantomvégtagjelenségre is magyarázatot adhat. A fantomvégtagok klinikai magyarázata még mindig az, hogy az illúzió az átvágott axon terminálisok irritációjából adódik, a csonkban kialakuló hegszövet és neurómák miatt. Ennek a magyarázatnak a hiányosságaira már Melzack rámutatott, ugyanis a csonk érzéstelenítése, vagy a neuromák sebészi eltávolítása általában nem szünteti meg a fantomot, illetve annak fájdalmát. Ramachandran szerint a fantomvégtag tapasztalása abból adódik, hogy az arc, illetve a csonktól proximális szövet taktilis és proprioceptív inputja mintegy átveszi mind a szomatoszenzoros, mind a proprioceptív térképben a korábban a végtagnak megfelelő agyterületet. Ennek megfelelően az említett inputok spontán aktivitását úgy értelmezi félre az agy, mintha az a hiányzó végtagból érkezne, és így alakulhat ki a fantom. Ez az újratérképezési hipotézis sem magyarázza azonban a fantomvégtag tapasztalásának összes aspektusát, például a fantomvégtagok megjelenését olyan esetekben, amikor betegnek kongenitálisan hiányoznak a végtagjai. Ebben az esetben a gesztikulálás során, a nem létező végtagokhoz küldött motoros parancsoknak lehet szerepe, melyek kongenitálisan behuzalozottak az agyban. Mindezek alapján, a fantomvégtag tapasztalása valószínűleg a három különböző forrásból származó információ integrálódásának az eredménye: a szomatoszenzoros és proprioceptív újratérképezés, a fantomvégtag izmaihoz küldött motoros parancsok reafferentációs szignáljai, a csonkban lévő neuromák hatása, ahogy az a régebbi kézikönyvekben is szerepel. Ezek az információk valószínűleg a parietális kéregben kombinálódnak ott, ahol egyébként is kialakul a végtagok életszerű dinamikus képe az a kép, amely a végtag eltávolítása után is fennmarad. Hogyan veszíthető el akkor egy fantomvégtag?! Az irodalomban ismert egy esetleírás, amikor a beteg elveszítette fantomvégtagját a jobb parietális kérget ért agyvérzés után (Sunderland, 1959) A plaszticitás molekuláris szinten A neurotranszmitter-receptorok száma az adott szinapszis posztszinaptikus régiójában a szinapszis aktivitásának mértékében növekedhet, illetve csökkenhet, ahogy azt a nmj-val kapcsolatban már láttuk. Ezek a változások általában egy adott pályarendszer aktivitásának a szabályozását szolgálják: pl. amikor a basalis ganglionok területére túl kevés dopamin érkezik Parkinson-kór esetén, akkor az ott lévő idegsejtek több receptort képeznek, hogy kompenzálják a túl kevés dopamin hatását, és így szuperszenzitívvé válnak. (Ahogy ezt a denervációs szuperszenzitivitás kapcsán is említettük.) Ugyanígy, az ellentétes helyzet is előfordulhat, ha túl sok a neurotranszmitter, akkor ez a receptorszám csökkenéséhez vezet ( down-regulation ), ami az ideghálózatban lévő szignál csökkenését vonja maga után. Mivel környezetünk megtapasztalása befolyásolja, hogy az agyunkban lévő idegsejtek közül éppen mely sejtek aktívak, így indirekt módon a környezet is befolyásolja agyunkban az idegsejteken lévő neurotranszmitter-receptorok számát és eloszlását A plaszticitás mint az endokrin szabályozás része 48

59 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás Az endokrin szabályozás egy bonyolult feedback-rendszer, amely a hormonszekréció szabályozásával egy relatív állandó hormonális környezetet tart fenn. A környezet ugyanakkor modulálja a hormonszekréciós mintákat: pl. egy agresszív összetűzés elvesztése csökkentheti a vér tesztoszteronszintjét, vagy a stressz megnövelheti az ACTH-szekréciót, mely azután pusztítja a hippokampális idegsejteket (McEwen, 2000a, b). Érdekes, hogy a kísérleti állatok korai életkorban történő handlingje (az állatok emberi kézhez szoktatása, rakosgatása), illetve a korai anyai stimulálás segíti az állatokat abban, hogy későbbi életük során rugalmasabban reagáljanak a stresszre (Levine, 1957; Abraham és Kovacs, 2000). Ezzel összhangban a korai handling és a komplex környezeti ingerek csökkentik a glukokortikoid koncentrációt a patkány agyában, illetve a megemelkedett glukokortikoidok mennyisége hamarabb visszatér az alapszintre, ami megvédi a hippocampust a korai öregedéstől (Ader és Grota, 1973; Meaney és mts., 1989; Meaney és mts., 1991; Anisman és mts., 1998) A stressz és a hippocampális plaszticitás A hippocampus glukokortikoid-receptorokban gazdag, így a stressz hatására vagy egyéb okból emelkedett kortizolszint közvetlenül hat a hippocampus neuronjaira. Az emelkedett glukokortikoid szint megváltozatja a hippocampális neuronok ingerlékenységét, nehezíti a tanulás sejtszintű mechanizmusainak (l. LTP és LTD később) kialakulását és tanulási zavarokat okoz (Garcia, 2001). A funkcionális zavarok mellett a stressz morfológiai elváltozásokat is előidéz a hippocampusban. A stressz hatására a hippocampus CA3 alrégiójában található piramissejtek dendritfája atrófizálhat, tartós stressz pedig a neuronok pusztulását eredményezheti (McEwen, 2000a, b). A stressz egyik különösen fontos hatása lehet, hogy csökkenti a hippocampus egyik alrégiójában, a gyrus dentatusban specifikusan jellemző fel-nőttkori neurogenezis mértékét. Tudományos körökben izgalmat keltett az a nem is olyan rég tett (újra)felfedezés, hogy a tradicionális felfogással szemben az érett, felnőtt agyban is folyik az új neuronok képződése, ún. felnőttkori neurogenezis (Gross, 2000), melyet a felnőtt emberi agyban is kimutattak (Eriksson és mts., 1998). (A neurogenezissel, illetve a depresszió és neuroplaszticitás összefüggésével kapcsolatban l. még Czéh és Simon, 2005.) Neuronális plaszticitás, tanulás, memória A tanulás és memória azok a jelenségek, amelyek talán a legkifejezettebben szemléltetik a felnőtt agy plaszticitását. Ha a felnőtt agy nem lenne képes finom strukturális átrendeződésekre, akkor valószínűleg semmit sem lennénk képesek megtanulni. Ez a precíz strukturális átrendeződés a szinapszisok szintjén zajlik, mind a szinapszisok száma, mind az egyes szinapszisok típusa folyamatosan változik a mindennapi tapasztalással. Ezek az agyban zajló változások a szinaptikus transzmisszió hatékonyságát változtatják aktivitásfüggő módon. E folyamatos változás két kísérletes példája a hosszútávú potenciáció és depresszió (LTP és LTD). Az LTP/LTD a szinaptikus hatékonyság növekedése/csökkenése, melyet a kapcsolódó pre- és posztszinaptikus aktivitás vált ki. Az LTP és LTD nem csak fiziológiai jelentőséggel bír, hanem az ideghálózatok működésén keresztül különböző patológiás eseményekben is szerepet játszhat. Az ideghálózatok kialakulása és módosulása a normális agyműködés számára alapvető fontosságú. Ezen ideghálózatok mind a serkentő, mind a gátló szinaptikus transzmissziót alkalmazzák. Az LTP-t, az LTD-vel együtt, már régóta a memóriaképződés és tanulás potenciális mechanizmusának tekintik Az LTP mint az idegrendszer legszélesebb körben tanulmányozott neuroplasztikus jelensége Az LTP (long-term potentiation), ahogy említettük, a szinaptikus transzmisszió tartósan fennmaradó facilitációja, amely a szinapszis aktivációját követi, és amit a preszinaptikus neuron intenzív, nagyfrekvenciás ingerlésével hoznak létre (Bliss és Lomo, 1973). Az LTP meglétét nagyon sok idegi struktúrában demonstrálták már, a legintenzívebben azonban a hippocampus triszinaptikus rendszerében tanulmányozták mind altatott, mind viselkedő állatokon, valamint hippocampális szeletpreparátumokon (3.3. ábra). Az LTP kiváltása röviden a következőképpen foglalható össze: Először egy gyenge tesztpulzus váltja ki a posztszinaptikus választ. Egy erős ingersorozat posztszinaptikus tüzelést vált ki. 49

60 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás A későbbi tesztpulzus nagyobb posztszinaptikus választ vált ki, mint a kezdeti válasz volt, és ez a változás sokáig (órákig, napokig, hetekig) fennmarad. B Az arc egyes régióinak érintése pontos térkép szerint váltott ki érzéseket az amputált (fantom) kéz egyes területein. Az arcra alkalmazott szenzoros input tehát stimulálta az S1 kéz reprezentációt. Mindez új axonok növekedésével, vagy a szomatoszenzoros kéregben már meglévő horizontális kapcsolatok gátlás alóli felszabadulásával (unmasking) következhet be. (Ramachandran, 1993 nyomán) Ha arra vagyunk kíváncsiak, hogy miért vált az LTP a legszélesebb körben tanulmányozott idegtudományi jelenséggé, 1949-ig kell visszamennünk. D. O. Hebb érvelt amellett, hogy a tanulás és memória alapmechanizmusa a szinaptikus transzmisszió facilitálása. Az LTP-nek két olyan kulcsfontosságú sajátossága is van, melyeket Hebb már feltételezett. Az egyik, hogy az LTP hosszú ideig fennáll gyakran hetekig is többszörös stimuláció esetén. A második, hogy az LTP csak akkor fejlődik ki, ha a preszinaptikus neuron tüzelését a posztszinaptikus neuron tüzelése is követi. A pre- és posztszinaptikus tüzelés együttes megjelenése egy igen kritikus tényező az idegi plaszticitás kialakulásában Az LTP indukciója Az LTP-t legintenzívebben az NMDA-receptorokat tartalmazó szinapszisokban tanulmányozták. Az NMDAreceptoroknak van egy speciális sajátosságuk: nem válaszolnak maximálisan a glutamátra, a fiziológiás magnéziumblokk miatt. Ez a magnéziumblokk egész addig fennáll, amíg a posztszinaptikus membrán nem depolarizálódik. Normál körülmények között alacsony intenzitású stimulálásra a posztszinaptikus neuronok nem tüzelnek, és így LTP sem alakul ki. A posztszinaptikus neuronok depolarizálódásával az NMDA-receptorokhoz tartozó kálciumcsatornák felnyílnak a magnéziumblokk alól, a kálciumionok beáramlása pedig akciós potenciálokat vált ki, valamint elindítja azokat a kaszkádszerű eseményeket (protein kinázok aktivációja) melyek az LTP indukciójához vezetnek Az LTP expressziója és fenntartása A kutatók egyetértenek abban, hogy az LTP indukciója egy posztszinaptikus esemény. Az LTP expressziójával és fenntartásával kapcsolatban azonban még nincs egyetértés. Még nem világos, hogy preszinaptikus vagy posztszinaptikus eseményekről van e szó. E mechanizmusok megértése szempontjából három dolgot érdemes kiemelni: 1.Az LTP expressziója és fenntartása csak a pre- és posztszinaptikus neuron meghatározott szinapszisait érinti. Az LTP e specifikussága feltehetőleg a dendrittüskékből adódik a kalcium ugyanis belép a dendrittüskébe, de nem diffundál el onnan, és így lokálisan fejti ki hatását. 2.Az LTP hosszú ideig (hetek) történő fenntartása fehérjeszintézist kíván. A fehérjeszintézis blokkolása a kísérletekben, közvetlenül az LTP-stimulálás után 1-2 óráig még nem befolyásolta az LTP fenntartását, csak ennél hosszabb idő eltelte után blokkolta azt. 50

61 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás 3.Amennyiben az LTP indukciója posztszinaptikus, és feltesszük, hogy expressziója és fenntartása viszont preszinaptikus, akkor léteznie kell egy olyan mechanizmusnak is, ami a posztszinaptikus neuronról visszafelé viszi az információt a preszinaptikus neuronra. A gáz halmazállapotú nitrogén-oxid (NO) neurotranszmitter pontosan megfelelne ennek a feladatnak. A NO a posztszinaptikus neuronban kép-ződik a kálcium beáramlására, és visszadiffundál a preszinaptikus idegvégződésbe. NO-gátlók posztszinaptikus neuronba történő befecskendezése az LTP fennállását egy órára rövidíti A plaszticitást érintő időbeli korlátok változatossága A hatvanas években az idegi plaszticitás két fő modelljét fedezték fel: az egyik a már tárgyalt, a Hubel és Wiesel (1963, 1965) mukásságához kapcsolódó, mely a macska vizuális rendszerében a korai kritikus periódus fontosságát hangsúlyozta. A másik Rosenzweig és mtsai felfedezése, hogy az ingergazdag környezetnek kitett patkányok agykérgében neurokémiai és neuroanatómiai változások mennek végbe. Ezen utóbbi vizsgálatok időben történő kiterjesztése azt mutatta, Hubel és Wiesel eredményeivel szemben, hogy nem csak az igen fiatal patkányok, hanem a fiatal felnőtt (Rosenzweig és mts., 1962b; Bennett és mts., 1964), illetve öreg (Riege, 1971) állatok is mutatnak agykérgükben ilyen változásokat, habár a változás mértéke a fiatal állatokétól elmarad. Tehát az idegi plaszticitás bizonyos formái felnőtt állatokban is megmaradnak. (l. még Rosenzweig és Bennett, 1996; Rosenzweig, 2003). Az idegi plaszticitás számos példája azonban nem illeszthető be valamilyen egyszerű modellbe. Nagyon sok különböző modellre lenne szükség a plaszticitás különböző példáinak leírására. Sok hasonlónak tűnő tanulás, illetve idegi plaszticitás az élet során különböző időbeli lefutást mutathat. Például az LTP csak harminc napig váltható ki a patkányok szupragranuláris vizuális kérgéből, míg az infragranuláris rétegekből még felnőttkorban is kiváltható (Perkins és Teyler, 1988). Mindazonáltal azért nézzük, milyen általánosítható példái vannak a plaszticitás időbeli megjelenésének A plaszticitás a korai kritikus vagy szenzitív periódusra korlátozódhat Ahogy ezt a korábbiakban említettük, a szem dominanciaoszlopainak kialakulása a vizuális kéregben a korai életszakaszra korlátozódik, és nem változik a későbbi élet során (3.4. ábra a.,hubel és Wiesel,1963). Macskákban a plaszticitás maximuma egyhónapos életkor körül van, és utána fokozatosan csökken mintegy négyhónapos korig, amikor a vizuális pályák már gyakorlatilag nem változnak (Mower, és mts., 1983). E plasztikus periódus alatt a kortikális idegsejtek minden fő sajátossága (szemdominancia, orientációszelektivitás, irányszelektivitás, diszparitásszelektivitás) megváltoztatható a vizuális környezet manipulálásával. 51

62 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás B Az LTP kialakulásának és fennállásának mérési lehetőségei viselkedő állatokon Érdekes kérdés, hogy vajon mi állítja le a plaszticitást a vizuális rendszerben. Bear és Singer kísérletei adnak erre egy lehetséges választ. Kísérleteikben acetilcholint és noradrenalint perfundáltak felnőtt macskák vizuális kérgébe, és így vissza tudták állítani a plaszticitást. Feltehető, hogy ezen neurotranszmitterek fejlődés során bekövetkező lokális csökkenése a felelős a plaszticitás eltűnéséért (Bear és Singer, 1986). A kritikus periódusra korlátozódó tanulás egy másik közismert példája az anyanyelv tökéletes elsajátítása. A szakemberek még nem értenek teljesen egyet az életkori limittel kapcsolatban, de úgy tűnik, hogy az anyanyelv tökéletes elsajátítása mintegy hároméves korig lehetséges, későbbi fokozatos csökkenéssel (Morford és Mayberry, 1999). Szerencsére nagyon kevés az olyan normál hallású gyermek, akit megfosztanak attól, hogy 52

63 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás elsajátítsa élete első éveiben a beszédet [de erre is van sajnos példa, l. Genie esetét, akit 13 éves koráig elzárva tartottak (Fromkin, 1972, Curtiss, 1977)], így ezen a kutatási területen elsősorban süket gyerekek jelbeszédelsajátítását vizsgálják. Egyszerre több nyelv is elsajátítható kora gyerekkorban, illetve az anyanyelv után egy második nyelv is akcentus nélkül, ha a tanulás hat- vagy hétéves kor előtt kezdődik el (Johnson és Newport, 1989). A tizenéves korban elkezdett második nyelvtanulás ugyanakkor a bal hemiszfériumban egy második Broca-terület kifejlődéséhez vezethet, közvetlenül az eredeti Broca-terület mellett (Kim és mts., 1997) A plaszticitás az egész élettartamra kiterjedhet A korábbiakban már említettük Rosenzweig és mtsa elválasztás utáni patkánykölykökkel végzett korai kísérleteit, mely az ingergazdag környezet hatását mutatta az agy plaszticitására. Említettük, hogy ezeket a kísérleteket fiatal, felnőtt és idős patkányokra is kiterjesztették (3.4. ábra, b.). Hasonló eredményeket közöltek idős patkányokkal is végzett kísérletek kapcsán is (Cummins és mts., 1973; Greenough és mts., 1986). A felnőtt plaszticitás további kísérletes demonstrációi a szomatoszenzoros kéreg változó tapasztalás hatására történő újratérképezése (remappingje) (Kaas, 1991), vagy az auditoros receptív mezők újratérképezése (Weinberger, 1998). Az ilyen, egész életünk során meglévő plaszticitás jelen van az olyan tanulási élmények hátterében is, mint például egy hangszeren történő játék, vagy egy idegen nyelv megtanulása felnőttkorban A plaszticitás néha az első adandó alkalommal fellép A plaszticitás néhány formája az első adandó alkalommal fellép. A limitáló tényező nem a kor vagy az érettség, hanem az alkalom. Ilyen például a korábbiakban már említett eset a vizuális rendszer plaszticitása kapcsán, amikor a kritikus periódus kitolható a kismacskák sötétben nevelésével. Érdekes, hogy ha a sötétben nevelt kismacskákat csupán hat óra időtartamra fénynek teszik ki, akkor a fény beindítja a fejődési folyamatot, és amennyiben az egyszer elindult, akkor végig is fut mindenféle további külső behatástól függetlenül (Mower és mts., 1983). A madaraknál a madárdal megtanulása lehet a következő példa arra, amikor a tanulás az első megfelelő alkalommal fellép. Normális körülmények között a hím madár az apjától tanulja meg a megfelelő madárdalt. Ha azonban a szokásos életkorban megakadályozzák abban, hogy madárdalt halljon, akkor később még megtanulhatja, abban az esetben, ha megfelelő madárdalmodellt hallgat (Houx és Ten Cate, 1994). Korábban azt hitték, hogy a madárdal sem tanulható meg egy bizonyos kritikus periódus eltelte után, de ez a vélekedés magnóra felvett madárdalok tanításán alapult. Amikor azonban élő madárdalt vagy természetesebb minőségben magnóra vett madárdalt tanulhattak a madarak, akkor későbbi életkorban is létrejött a tanulás. Ezt az eredményt támogatja az a megfigyelés is, hogy néhány énekesmadárfaj énekrepertoárját minden szaporodási évszakban bővíti, amelyhez az idegi plaszticitás rendszeresen visszatérő periódusai szükségesek (3.4. ábra c.). Azokban a madárfajokban, amelyek elrejtik a táplálékot, mint pl. a fe-nyőszajkó, a hippocampus méretét nagyobbnak találták, mint azon rokon madárfajokban, amelyek nem tesznek ilyet. Amennyiben egy ilyen madarat megfosztanak a táplálékelrejtés lehetőségétől, akkor hippocampusának méretében sem találnak nagyságbeli különbséget. Az ilyen laboratóriumban felnevelt madaraknál azonban megmarad annak a lehetősége, hogy a madár a későbbiekben kialakítsa ezt a táplálékelrejtési magatartást. Amennyiben egy ilyen laboratóriumban nevelt madárnak meglesz a lehetősége, hogy elrejtse táplálékát, akkor jóval a szokásos koron túl is azonnal ezt teszi, és ez a hippocampus méretbeli növekedésében is tükröződni fog (Clayton és Krebs, 1994) A plaszticitás a korai életkorban a legnagyobb, de bizonyos formája a későbbi életkorban is megmarad A két szem látásának összehangolása a tompalátás (amblyopia) megelőzésére, pl. kancsalság esetén, az általános vélekedés szerint csak mintegy öt-hat éves korig van lehetőség. Ugyanakkor még felnőttek esetén is jelentős javulás érhető el, amennyiben az amblyopia nem túl súlyos, és megfelelően gyakoroltatják a gyenge szemet. Chow és Stewart (1972) sokak által ismert kísérletében kismacskák egyik szemének mintalátását depriválta, a születés után mintegy húsz hónapig. Amikor aztán a kismacskák mintalátástól megvont szemét vizsgálták, az nem mutatta a mintadiszkriminációt, illetve nem segítette az állatok térben való mozgását. Mindezek után, és ez már kevésbé ismert, a kutatók intenzív rehabilitációs programba kezdtek néhány kismacskával, és ennek hatására idővel kialakult a mintadiszkrimináció, és a macskák elkezdték használni a korábbiakban rossz 53

64 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás szemüket. Tehát a vizuális rendszer plasztikus változása, illetve a látás megtanulása jóval a normális fejlődési periódus lezárulása után is megtörténhet (3.4. ábra d.). Nagyon érdekesek a veleszületetten vak emberek látásának felnőttkori helyreállításával kapcsolatos adatok is, bár gyakran az operált személyek szemének elhúzódó gyógyulása miatt nem teljesen egyértelműek. Gregory és Wallace (1963) kornea-transzplantáción átesett betegénél szerencsés módon a megfelelő retinális képek azonnal kialakultak az operáció után. A beteg így gyorsan felismerte a tárgyakat, de csak azokat a tárgyakat, amelyeket tapintás alapján már ismert. Látása azonban sohasem vált tökéletessé. A látás megtanulása felnőttkorban is egy hosszú folyamat, ugyanúgy, mint csecsemő-korban. Mindazonáltal lehetséges felnőttkorban is megtanulni látni. A kérdést az komplikálja, hogy az a személy, aki felnőttkoráig nem látott, más mechanizmusokkal alkalmazkodott a környezetéhez, és ezeket a kompenzatórikus viselkedésmódokat nehéz lehet elhagyni Néhány esetben a késői plaszticitás a korai tréningtől függ Fiatal gyöngybaglyok tectumában a hallási és látási ingerekre egyaránt érzékeny idegsejtek találhatók, melyek fejlődése a szemre helyezett prizmákkal könnyedén manipulálható (Knudsen, 1985). Az ilyen prizmák a baglyok szemeibe érkező vizuális képet eltolják, de a fiatal baglyok adaptálódnak ehhez, és pontosan lokalizálják a tárgyakat. Felnőtt állatokon ez az adaptáció már eléggé korlátozott. Érdekes azonban, hogy azok az állatok, akik fiatal korukban egyszer már adaptálódtak a prizmához, de később normál körülmények között nőttek fel, felnőttkorukban könnyen újraadaptálódnak a prizmával eltolt vizuális képhez (Knudsen, 1998). Mindezekből úgy tűnik tehát, hogy a korai tanulás olyan nyomokat hagy hátra az idegrendszerben, melyek akkor is, ha nagyon sokáig nem használják őket, szükség esetén újraaktiválhatók. Idegen nyelv akcentus nélküli megtanulása igazából csak akkor lehetséges, ha a tanulás hat-hét éves kor alatt megkezdődik, amennyiben az anyanyelv elsajátítása az első vagy második évben kezdődött (3.4. ábra d.). A kor előrehaladásával, hét-tizenhat év között egyre nehezebb a második nyelv akcentus nélküli elsajátítása. Ráadásul, ahogy azt már említettük, a későbbi életkorban tanult idegen nyelv egy második Broca-terület kifejlődéséhez vezet az eredeti Broca-terület mellett, míg a korai életévekben tanult második nyelv az anyanyelvvel közös Broca-területen reprezentálódik a frontális kéregben (Kim és mts., 1997) A plaszticitás csökkenése időskorban is többféle lehet A tanulás és az emlékezés képessége általában csökken az öregedéssel, bár vannak olyan idősebb emberek és állatok is, akik ugyanolyan jól emlékeznek és tanulnak meg új dolgokat, mint fiatalabb társaik (3.4. ábra e., a görbe). Másrészről viszont például az Alzheimer-kór esetében már mintegy negyvenéves kor körül csökkenni kezd a deklaratív információkra történő emlékezés (3.4. ábra e., b görbe). A legtöbb ember az öregedés során valahová a két eset közé esik. Azoknál az idős embereknél, ahol az öregedés az emlékezés és tanulási képesség hanyatlásával is jár, néhány vizsgálat neuroanatómiai eltéréseket (pl. a hippocampus zsugorodását) vagy neurokémiai változásokat mutatott ki. Az ApoE4-gén, mely felerősíti az agyat érő károsító hatásokat, szintén idősebb korban fejti ki hatását (Poirier és mts., 1995). Lehetséges tehát, hogy az időskorban fellépő, memóriafolyamatokat érintő hanyatlás inkább patológiás, mint normális, és így idővel esetleg lehetővé válik gyógyítása, illetve megelőzése. Egyesek szerint a memóriaképességek hanyatlása az élet késői szakaszában azért történik, mert nem volt evolúciós nyomás arra, hogy ezek a képességek a reprodukciós kor után fennmaradjanak (Baltes, 1997), így speciális intervenciók szükségesek az ilyen jellegű folyamatok megakadályozására Degeneráció, regeneráció és reorganizáció az idegrendszerben A degeneráció, regeneráció és a reorganizáció az idegrendszert ért károsodásra kialakuló neuroplasztikus válaszok. A következőkben ezeket tárgyaljuk röviden, majd megvizsgáljuk a reorganizáció szerepét az agysérülések utáni funkcionális felépülésben Degeneráció Axonkárosodás után, pl. axotómia esetén, kétféle degeneráció léphet fel: az egyik az anterográd degeneráció, a másik a retrográd degeneráció. Az anterográd degeneráció esetén gyorsan elpusztul az átvágástól disztális axonszegmens, mert az átvágás izolálja azt a sejttesttől, az idegsejt metabolikus központjától. Néhány órán belül a disztális axon szegmentum felpuffad, és néhány napon belül darabokra szakad. 54

65 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás A retrográd degeneráció fokozatosan halad előre az átvágás helyétől a sejttest felé. A fő elváltozások 2-3 napon belül lesznek láthatók az axon-átvágott idegsejttestekben. Ezek a korai elváltozások degeneratívak vagy regeneratívak lehetnek. A regeneratív változások általában az jelzik, hogy a sejttest jelentős fehérjeszintézisbe kezdett az elveszett axon pótlására. Ez azonban még nem jelenti biztosan az idegsejt hosszútávú túlélését; amennyiben ugyanis a regenerálódó axon nem létesít megfelelő szinaptikus kapcsolatokat, az idegsejt végül is elpusztul. A KIR károsodását követően az asztrogliák fagocitálják az elpusztult szövetelemeket, míg a periférián a Schwann-sejtek teszik ugyanezt. Néha a degeneráció tovaterjed a károsodott idegsejtekről a velük szinaptikus kapcsolatban lévő idegsejtekre is: ezt nevezik traszneuronális degenerációnak. Itt fontos megemlítenünk azt a több mint száz éve ismert hisztopatológiai állapotot, mely a sejtek citoskeletonjának metastabil állapotával van kapcsolatban. Ez az (ideg)sejtek sötét állapota, mely a sejttest bazofil zsugorodását, a citoskeleton kompaktálódását jelenti. Az idegsejtek citoskeletonjának összeomlása létrejöhet például fejtrauma, epilepszia vagy ischemia kapcsán. Jellemző az is, hogy az idegsejtek teljes szomato-dendritikus doménje Golgi-szerűen ezüstözhetővé válik. Megjegyzendő, hogy nemcsak sötét idegsejtek, hanem sötét asztrociták, és az idegsejtektől elkülönülten, sötét axonok is létrejönnek az agy különböző károsodásai kapcsán (Gallyas és mts., 1992; Toth és mts., 1997; Gallyas és mts., 2002, 2004; Gallyas és mts., 2005) Regeneráció Az emlős és a magasabb rendű gerinces idegrendszer regenerálódó képessége jelentősen elmarad a gerinctelen, illetve alacsonyabb rendű gerinces idegrendszer regenerálódó képességétől. A magasabb rendű gerincesekben az egyedfejlődés során még meglévő igen jelentős axonnövekedési képesség elvész a felnőtté válással. A felnőtt emlősökben gyakorlatilag egyáltalán nem található meg a KIR regenerációs képessége, és a perifériás idegrendszerben is inkább csak próba-szerencse jellegű. Az emlősök perifériás idegrendszerében (PIR) a sérült idegek proximális csonkjából történő axonnövekedés a sérülés után 2-3 nappal indul meg. Az ezt követő eseményeket, a regeneráció mértékét és sikerességét leginkább a sérülés milyensége határozza meg. Fontos kérdés, hogy az emlős KIR-neuronjai miért nem képesek regenerálódni, amikor az emlős PIR-neuronok képesek erre. Azt gondolhatnánk, hogy ez valamiféle örökletes különbség, azonban a KIR-neuronok transzplantálás után a periférián képesek regenerálódni, illetve a PIR-neuronok elvesztik a regenerálódó képességüket az agyba történő transzplantálás után. A Schwann-sejtek, melyek a PIR-axonokat mielinizálják, termelik azokat a neurotrofikus faktorokat, illetve sejtadhéziós molekulákat, melyek lehetővé teszik az emlős perifériás axonok regenerációját (Aubert és mts., 1995; Son és mts., 1996). Az oligodentrociták azonban, melyek a KIR-axonokat mielinizálják, nem segítik elő a regenerációt, sőt olyan anyagokat termelnek, amelyek gátolják azt (Filbin, 1995). Amikor egy axon degenerálódik, a mellette lévő egészséges axonok mellékágakat növesztenek ki, és a degenerálódó axon után maradó célterületeken szinaptizálnak. Ezt a jelenséget kollaterális sproutingnak nevezik. A kollaterális sproutingot feltehetőleg azok a faktorok váltják ki, amelyeket a denervált célterület termel. A motoneuronok axonjainak kollaterális sproutingját egyszerűen azzal is ki lehet váltani, hogy a célizmot inaktiválják (Brown és Ironton, 1977) Reorganizáció Sokáig úgy tartották, hogy az emlős idegrendszerben a reorganizáció jellegű, nagy változások csak a korai fejlődés időszakában lehetségesek: a felnőtt emlős idegrendszerben csak korlátozott mértékű, funkcionális változásokat tartottak lehetségesnek, melyek pl. a tanulás folyamatait szolgálják. Ezt a felfogást támogatták pl. a vizuális kéreg fejlődésének kritikus periódusával kapcsolatos nagy jelentőségű vizsgálatok (Hubel és mts., 1977), melyek szerint a monokuláris depriváció a látókéreg szemdominancia oszlopainak kialakulását csak az élet első heteiben befolyásolja. Ma már azonban világos, elsősorban a korábbiakban itt is említett, a szomatoszenzoros kéreg plaszticitásával kapcsolatos példák alapján, hogy a felnőtt emlős agykéregben is bizonyos esetekben igen jelentős reorganizáció megy végbe. A felnőtt agyi reorganizációval kapcsolatos vizsgálatok leginkább a szenzoros és motoros kéreg sérülésére, vagy megváltozott tapasztalás kapcsán kialakuló reorganizációra fókuszáltak (Donoghue, 1995). Mivel ezek az agyterületek topografikus organizációval rendelkeznek, ideálisak az ilyen típusú vizsgálatokra. 55

66 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás A reorganizáció funkciója és mechanizmusai A korábban ismertetett felnőtt idegrendszerrel kapcsolatos reorganizációs kísérletekből két fontos következtetés vonható le. Egyrészt az, hogy mind az idegi sérülés, mind a megváltozott tapasztalás kapcsán kialakuló reorganizáció nagyon gyorsan bekövetkezhet; másrészt pedig az, hogy amennyiben elégséges idő áll rendelkezésre, akkor a reorganizációs változások igen nagy mértékűek lehetnek. Sokak szerint a lassú változások elsődleges funkciója az idegrendszer sérülése utáni kompenzáció, míg a gyors változások inkább mintegy beállítják az agyat a változó tapasztalásra. Az agykéreg ezen funkciója, hogy képes az általa képviselt reprezentációkat nagyon gyorsan kitágítani vagy beszűkíteni a tapasztalás függvényében, a szenzomotoros tanulás egyik alapmechanizmusa is lehet. Az idegi hálózatok reorganizációjával kapcsolatban két alapvető mechanizmus merülhet fel: egyrészt a már meglévő idegi kapcsolatok gátlás alól történő felszabadulása, illetve megerősödése ; másrészt a kollaterális sprout-ing révén, új idegi kapcsolatok kialakulása (O Learyés mts., 1994). Az első mechanizmust támogatják azok a példák, amelyek a reorganizáció olyan gyors bekövetkeztét mutatják, melyeket már nem lehet az idegnövekedéssel magyarázni. Ugyanakkor ezek a gyors változások nem terjednek általában túl egy kb. 2 milliméteres kortikális felszín méretén. A második mechanizmust, a kollaterális sproutingot azok a példák támogatják, amelyekben a hosszútávú reorganizáció olyan nagy kérgi területeket érint, amelyeket már nem foghatnak át az anatómiailag meglévő kérgi kapcsolatok. A vizuális kéreg plaszticitásával kapcsolatban már említettük Bear és Singer 1986-os kísérletét, amely az acetilcholin és noradrenalin szerepét húzza alá a plaszticitásban. Kilgard és Merzenich egyik kísérlete is nagy valószínűséggel az acetilcholin szerepét emeli ki az agyi reorganizációban, ugyanis csak akkor kapták az auditoros kortex reorganizációját egy hang ismételt prezentálására kísérletükben, ha a hangot a bazális előagy elektromos ingerlésével társították (Kilgard és Merzenich, 1998) Reorganizáció és az agysérülések utáni funkcionális felépülés A reorganizáció szerepe az agysérülések utáni funkcionális felépülésben ellentmondásos. Valószínű, hogy az idegi reorganizáció hozzájárul az agysérülések utáni funkcionális felépüléshez, de az erre vonatkozó bizonyítékok egyelőre csak indirektek. Valójában nagyon kevés biztosat lehet tudni az agysérülések utáni funkcionális felépülésről. A probléma abból adódik, hogy az agysérülés egy sor olyan változást indít el az agyban, melyek összetéveszthetők a valódi funkcionális felépüléssel. Az agysérülés utáni első két hétben bekövetkező javulás például az agyödéma csökkenéséből is adódhat, a hónapok alatt bekövetkező fokozatos javulás pedig új kognitív és magatartási stratégiák megtanulásának az eredménye is lehet. A funkcionális felépülés tanulmányozásának nehézségei ellenére a vizsgálatokból három általános következtetés vonható le. Először is az, hogy a valódi funkcionális felépülés kisebb valószínűséggel, és kisebb mértékben következik be, mint ahogy azt sokan gondolják. A második következtetés az, hogy a kisebb léziók után nagyobb a felépülés valószínűsége, a harmadik pedig az, hogy fiatalabb korban jobbak a felépülés esélyei. Az utóbbi két következtetés önmagában is támogatja azt a feltételezést, hogy az idegi reorganizáció igen jelentős szerepet játszik a funkcionális felépülésben Az agyi inzultusok utáni funkcionális felépülésben szerepet játszó folyamatok Kertész (1993) szerint az agysérüléseket követő funkcionális helyreállásnak két lépcsője van. Az első korai szakaszban az agyat olyan zavarok érik, mint a metabolikus és membrán funkciózavarok, a neurotranszmisszió károsodása, a bevérzés és ödéma. Bizonyos fokú axonregeneráció is fellép közvetlenül a sérülés után. Itt fontos megjegyezni, hogy ezen regenerációs folyamatokhoz nagymértékben hozzájárulhatnak a sötét idegsejtek és sötét axonok regenerációjával kapcsolatos jelenségek (Gallyas és mts., 2002; Csordas és mts., 2003; Gallyas és mts., 2004). A funkcionális helyreállás második lépcsője az agyi inzultus után hónapokkal vagy akár évekkel lép fel, és ebben kiemelkedő szerepe van az agyi reorganizációval kapcsolatos plasztikus folyamatoknak. Az axonok újranőnek, új kollaterálisokat növesztenek, valamint más agyi régiók veszik át a sérült terület funkcióját. Ezekben a kompenzatórikus folyamatokban mind a károsodott régiót környező agyi területek, mind a 56

67 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás kapcsolódó szubkortikális struktúrák részt vehetnek, és ezen második lépcső eredményezheti a beteg funkcionális felépülését (Kertesz, 1993) Az afáziából történő felépülés Az agyi sérülés utáni felépülés legintenzívebben tanulmányozott példája az afáziából történő felépülés. A funkció újbóli felépülése igen sok változótól függ, ilyenek az afáziát kiváltó sérülés típusa, a beteg kora, a lézió nagysága, a kialakuló afázia típusa, valamint a betegre vonatkozó jellegzetességek, mint pl. a beteg személyisége. A kiváltó sérülés típusára lehet példa, hogy a zsargon és globális afáziák többsége legnagyobb valószínűséggel a középső agyi artéria aneurizma szakadásból alakul ki (Kertesz, 1993). A kialakuló afázia típusára vonatkozóan lehet fontos, hogy pl. a Broca- vagy expresszív afázia mutatja az afáziák közül az egyik legjobb felépülést (Kertesz és McCabe, 1977). A különböző típusú afáziák felépülési aranyát is összehasonlították (Kertesz és Poole, 1974): a globális afáziások az egész követés alatt súlyos károsodást mutattak; a Wernicke-afáziások zsargonafáziát mutattak, és jellemző volt rájuk az anómia is; a Broca-afáziások kielégítő, illetve jó felépülést mutattak, míg a vezetéses és transzkortikális afáziások mutatták a legteljesebb felépülést Az afáziából történő felépülést befolyásoló tényezők Az agysérülést követő funkciók helyreállása a sérülést követő első két hétben indul. A legnagyobb mértékű javulás az első néhány hónapban várható, kevesebb az első hat hónap után, és szinte már alig várható spontán felépülés a sérülést követő egy év után. Sokak szerint jobbak a beteg kilátásai az agysérülés utáni funkcionális felépülésre, ha az illető fiatal, balkezes, nőnemű és intelligens. Életkor: A neuropszichológiában általánosan elfogadott vélekedés, hogy minél fiatalabb a beteg, annál jobb lehet nála az agysérülés utáni funkcionális felépülés. Az afáziából történő felépülés jobb azoknál a gyerekeknél, akiknél az agysérülés tíz-tizenkét éves kor előtt történik (Hecaen, 1976). Hagyományosan három fontos időszakot különböztetnek meg a funkcionális felépüléssel kapcsolatban: az egyéves kor előtti, az egy-ötéves kor közötti és az ötéves kor utáni időszakot. Az ötéves kor előtti agyi lézióknál például várható a nyelvi funkciók felépülése, míg az ötéves kor utániaknál csak korlátozott mértékben. Mindezen életkori hatások szorosan összefüggenek a nyelvi funkciók lateralizációjával, illetve a hemispheriumok közötti funkcionális aszimmetria kialakulásával. Krashen (1973) szerint a születéskor az agy hemispheriumai ekvipotenciálisak, azaz mindkettő képes átvenni azt a funkciót, amelyikre majd a másik specializálódik. Elgondolása szerint a lateralizációra vonatkozó kritikus periódus az öt-hatéves kor eléréséig tart. Mindez azt is jelenti, hogy a jobb félteke sérülése ötéves kor előtt a gyermekben afázia-szindrómát válthat ki. Ötéves kor után azonban a jobb félteke sérülése már nem okoz zavart a nyelvi funkciókban, mert ekkorra már kialakult a normális, a bal oldali nyelvi dominancia. Az irodalmi adatok is ezt mutatják, vagyis csecsemőkorban gyakoribb a jobb féltekei léziók után kialakuló afázia, mintha a lézió az élet későbbi szakaszában történik (Woods, 1980). Más vizsgálatok szerint, egyéves kor alatt az agysérülés féltekei oldaliságától függetlenül kialakul a nyelv elsajátításának zavara, míg egyéves kor után csak a bal oldali félteke sérülése jár ilyen zavarokkal (Riva és Cazzaniga, 1986). Öt- vagy hatéves kor után pedig a bal féltekei léziók igen súlyos nyelvés beszédzavarokat okoznak (Vargha-Khadem és mts., 1985). Kezesség. Az agysérülések utáni felépüléssel kapcsolatban a kezesség egy fontos tényező lehet, mivel a balkezesek, úgy tűnik, jobban felépülnek az agyi inzultusok után, mint a jobbkezesek. Feltehetőleg ez azért van így, mert a balkezesek nyelvi funkciói nem lateralizálódtak olyan mértékben, mint a jobbkezeseké. Ugyanakkor arra is van bizonyíték, hogy a balkezesekben a lézió féltekei oldaliságától függetlenül nagyobb valószínűséggel alakul ki afázia. Azoknál a globális afáziás betegeknél, akiknél a nyelvi funkciók nem mutatják a tipikus aszimmetriát, jobb felépülést találtak (Pieniadz és mts., 1985), de ezeket az eredményeket nem erősítették meg (Kertesz, 1988). Az afázia súlyossága. A felépüléssel kapcsolatos vizsgálatoknál is előfordul, hogy átsiklanak a kiindulási károsodás mértéke felett. Ez azonban egy nagyon fontos paraméter, mivel amikor betegcsoportokat kell összehasonlítani, akkor a kiindulási károsodásoknak összemérhetőeknek kell lenniük. A károsodás mértéke jól előre jelzi a későbbi felépülést, súlyos károsodás szegényes felépülést vetít előre, míg az enyhe károsodás akár teljes felépülést is eredményezhet (Gloning és mts., 1976). A nyelvi funkciózavar típusa. Az eltérő típusú nyelvi funkciók eltérő mennyiségű idő alatt és eltérő mértékben állnak helyre (Kreindler és Fradis, 1968). Például a megnevezés zavara, az imitáció és a főnevek megértése 57

68 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás nagyon sokáig nem áll helyre. A megértés azonban gyorsabban javul a beszédprodukciónál Broca-afáziában. Más vizsgálatok a nyelvtan és mondatképzés helyreállását találták jobbnak (Ludlow, 1977). A lézió elhelyezkedése. Az agysérülés utáni funkcionális felépülés nagymértékben függ a lézió agyi elhelyezkedésétől és nagyságától (Knopman és mts., 1983). A nyelvi funkciót például sok különböző agyi struktúra szolgálja, és ha ezek közül csak az egyik sérül, az nem okoz olyan elhúzódó felépülést, mintha egyszerre több is károsodik (Kertesz, 1988). Egyéb tényezők. Más tényezők is befolyásolhatják a felépülést, úgymint az egyén megbetegedés előtti intelligenciája, egészsége vagy szociális helyzete (Darley, 1972). Más vizsgálat azonban nem mutatta ki ezeknek a tényezőknek a hatását a felépülésre (Keenan és Brassell, 1974). Az ilyen jellegű vizsgálatok közül a fejsérülések utáni felépülést vizsgáló tanulmányokat metodikai alapon számos kritika is érte. Oddy (1993) szerint például ezeknek a felépülést vizsgáló tanulmányoknak az egyik legfőbb problémája, hogy hiányoznak a jól megtervezett, jól kontrollált követéses vizsgálatok. A gyerekek fejsérülésből történő felépülésére vonatkozó irodalmat áttekintve arra a következtetésre jutott, hogy azok a gyerekek, akik enyhe vagy mérsékelt sérülést szenvedtek, nagyon jó felépülést mutatnak, nagyon kevés hosszútávú magatartási változással. Mindazonáltal rámutat, hogy néhány, a kognitív funkciókat és a személyiséget érintő változás feltáratlan maradhatott, a vizsgálatok tervezési hiányosságai miatt (Oddy és Humphrey, Oddy, 1993) Az idegi plaszticitás terápiás alkalmazhatóságának lehetőségei Az agysérülés akár baleset, operáció vagy neurodegeneratív betegség miatt alakul ki mindenképpen degeneratív és gyakran regeneratív változásokat is magába foglal, melyek kapcsán vagy bekövetkezik a valódi funkcionális felépülés, vagy nem. Ebből adódóan az idegi plaszticitással kapcsolatos kutatások jelentős része új terápiás eljárások kifejlesztését célozza meg A rehabilitációs tréning hatása a felépülésre Kisebb méretű agyvérzések az agyi lézió magját hozzák létre, mely körül fokozatosan következik be az idegi funkciók egyre kiterjedő károsodása. Nudo és mtsai kimutatták, hogy ez a motoros kéregben egyre kiterjedő diszfunkció rehabilitációs tréning alkalmazásával csökkenthető (Nudo és Milliken, 1996). Az is ismert, hogy a sztereotíp, ismétlődő mozgásokat tartalmazó tréning hatékonyabb a hagyományos fizikoterápiánál (Freund, 1996). Mindazonáltal még nagyon sok ismeretet kell szereznünk a rehabilitációs tréning paramétereiről és hatékonyságának mechanizmusáról, melyekkel várhatóan teljes terápiás potenciálja kihasználhatóvá válik A felépülés génmanipulációkkal történő elősegítése Számos idegnövekedési faktor (neurotrophins) ismert, és már azokat a géneket is meghatározták és klónozták, amelyek ezek szintézisét szabályozzák. Mivel számos idegnövekedési faktornak van olyan hatása, amellyel megóvhatják a károsodott idegsejteket a pusztulástól, illetve elősegíthetik és irányíthatják a regenerációt, ezért ezek terápiás potenciálja felbecsülhetetlen (Doering, 1995). Az idegnövekedési faktorok terápiás alkalmazhatóságának feltétele, hogy olyan metodikák álljanak rendelkezésre, amelyekkel biztosítható az agy meghatározott területein folyamatos felszabadulásuk. Ennek megoldására két irányba is elindultak a fejlesztések, az egyik az őssejteket kívánja alkalmazni, a másik a vírusokat. Az őssejtek (olyan embrionális sejtek, melyeknek még megvan az a képességük, hogy a környezeti hatásoktól függően bármilyen sejtté differenciálódjanak) sejtkultúrákban fenntarthatók, és folyamatos osztódásra késztethetők. Az így szaporított őssejtek genetikus állománya úgy módosítható, hogy a megfelelő idegnövekedési faktorokat termeljék. Ezek a sejtek aztán a beteg agyába injektálhatók, ahol a környező agyszövetbe integrálódnak (Snyder és Macklis, 1995; Martinez-Serrano és Bjorklund, 1997; Snyder és mts., 1997). A másik megoldás szerint genetikailag módosított vírusokat használnak, amelyekkel az idegnövekedési faktorok szintéziséhez szükséges géneket juttatnak az agyba (Neve és Geller, 1995, 1999) Az agyi transzplantáció alkalmazásának lehetőségei 58

69 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás Az agyi plaszticitás és regeneráció az életkor előrehaladásával beszűkül. Éppen ezért, amikor 1971-ben demonstrálták, hogy a donorpatkányokból származó idegszövet túlélhet a recipiens patkányok agyában, ez igen nagy érdeklődést keltett (Das és Altman, 1971). A nyolcvanas évektől aztán a további állatkísérletes kutatások, a foetalis idegsejtek felnőtt, ugyanazon fajú állatok agyába történő transzplantálásával, sok esetben a korábban károsodott funkciók javulását, illetve helyreállását érték el (Bjorklund és mts., 1983; Dunnett és mts., 1983; Dunnett, 1995). A neurológiai megbetegedések idegi transzplatációval történő kezelésére alapvetően két különböző stratégia jön szóba. Az elsőben a transzplantáció célja az agyban meglévő regenerációs kapacitás stimulálása és irányítása, a másodikban a nem megfelelően funkcionáló idegszövet új sejtekkel/szövettel történő pótlása. A KIR-regeneráció elősegítésére általában perifériás mielinizált idegszakaszokat ültetnek az agyba. Az ilyen idegdarabokban az axonok elpusztulnak, azonban a Schwann-sejt kötegek a mielinhüvelyek mentén megmaradnak, és stimulálják a regenerációt, valamint vezetik is KIR-axonok növekedését. Egy kísérletben patkányok látóidegét metszették át, és egy mielinizált perifériás idegdarabot ültettek a csonk és a colliculus superior közé (Bray és mts., 1987). Négy hónappal később a retinális ganglionsejtek axonjai a graft mentén, a szemtől a colliculus superiorig regenerálódtak. Hasonló kísérletben paraplegiás patkányoknál értek el funkcionális helyreállást, perifériás idegszakaszok KIR-be történő transzplantálásával (Cheng és mts., 1996). A második kísérleti stratégia a KIR-károsodások transzplantációval történő gyógyítására, a károsodott szövetek egészséges donorszövettel való pótlását kísérli meg. Ezek a kísérletek elsősorban a katecholamin-rendszerek működésének helyreállítását vizsgálták, de a striátum ideghálózatának ischémia utáni rekonstrukciójára is voltak ígéretes példák (Nishino és mts., 1993; Nishino és mts., 1994; Dunnett, 1995). A legjelentősebb eredmények a Parkinson-kór állatkísérletes modelljeinek dopaminsejt-transzplantációval történő helyreállításával kapcsolatban születtek (Brustle és NcKay, 1996). A későbbiekben azonban az agyi transzplantációs technika az emberi parkinsonizmus kezelésével kapcsolatban nem váltotta be a hozzá fűzött reményeket (Bjorklund, 2004; Roybon és mts., 2004). Az őssejtekkel folytatott igen intenzív kutatások ugyanakkor napjainkban új lendületet adnak az ilyen jellegű kutatásoknak is. E tanulmány az MTA Bolyai János Kutatási Ösztöndíj támogatásával készült Irodalom Abraham, I. M. Kovacs, K. J.: Postnatal Handling Alters the Activation of Stress-Related Neuronal Circuitries. The European Journal of Neurosciences, , Ader, R. Grota, L. J.: Adrenocortical Mediation of the Effects of Early Life Experiences. Progress in Brain Research, , Allard, T. Clark, S. A. Jenkins, W. M. Merzenich, M. M.: Reorganization of Somatosensory Area 3b Representations in Adult Owl Monkeys after Digital Syndactyly. Journal of Neurophysiology, , Anisman, H. Zaharia, M. D. Meaney, M. J. Merali, Z.: Do Early-Life Events Permanently Alter Behavioral and Hormonal Responses to Stressors? International Journal of Developmental Neurosciences, , Asanuma, C. Stanfield, B. B.: Induction of Somatic Sensory Inputs to the Lateral Geniculate Nucleus in Congenitally Blind Mice and in Phenotypically Normal Mice. Neuroscience, , Aubert, I. Ridet, J. L. Gage, F. H.: Regeneration in the Adult Mammalian CNS: Guided by Development. Current Opinion in Neurobiology, , Baltes, P. B.: On the Incomplete Architecture of Human Ontogeny. Selection, Optimization, and Compensation as Foundation of Developmental Theory. TheAmerican Psychologist, , Bear, M. F. Singer, W.: Modulation of Visual Cortical Plasticity by Acetylcholine and Noradrenaline. Nature, , Bennett, E. L. Diamond, M. C. Krech, D. Rosenzweig, M. R.: Chemical and Anatomical Plasticity of Brain. Science, ,

70 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás Bjorklund, A. Stenevi, U. Schmidt, R. H. Dunnett, S. B. Gage, F. H.: Intracerebral Grafting of Neuronal Cell Suspensions. I. Introduction and General Methods of Preparation. Acta Physiologica Scandinavica, , suppl., 1 7. Bliss, T. V. Lomo, T.: Long-Lasting Potentiation of Synaptic Transmission in the Dentate Area of the Anaesthetized Rabbit following Stimulation of the Perforant Path. The Journal of Physiology, , Bray, G. M. Vidal-Sanz, M. Aguayo, A. J.: Regeneration of Axons from the Central Nervous System of Adult Rats. Progress in Brain Research, , Brown, M. C. Ironton, R.: Motor Neurone Sprouting Induced by Prolonged Tetrodotoxin Block of Nerve Action Potentials. Nature, , Brustle, O. McKay, R. D.: Neuronal Progenitors as Tools for Cell Replacement in the Nervous System. Current Opinion in Neurobiology, , Calford, M.: Neurobiology. Curious Cortical Change. Nature, , Calford, M. B.: Dynamic Representational Plasticity in Sensory Cortex. Neuroscience, , Calford, M. B. Tweedale, R.: Interhemispheric Transfer of Plasticity in the Cerebral Cortex. Science, , Candia, V. Elbert, T. Altenmuller, E. Rau, H. Schafer, T. Taub, E.: Constraint-Induced Movement Therapy for Focal Hand Dystonia in Musicians. Lancet, , 42. Carmichael, A.: Physical Development and Biological Influences. In Tonge, B. Burrows, G. D. Werry, J. S. (eds.): Handbook of Studies on Child Psychiatry. Amsterdam, 1990, Elsevier. Cheng, H. Cao, Y. Olson, L.: Spinal Cord Repair in Adult Paraplegic Rats: Partial Restoration of Hind Limb Function. Science, , Chow, K. L. Stewart, D. L.: Reversal of Structural and Functional Effects of Long-Term Visual Deprivation in Cats. Experimental Neurology, , Clayton, N. S. Krebs, J. R.: Hippocampal Growth and Attrition in Birds Affected by Experience. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, , Cohen, L. G. Bandinelli, S. Findley, T. W. Hallett, M.: Motor Reorganization after Upper Limb Amputation in Man. A Study with Focal Magnetic Stimulation. Brain, , Pt 1B, Csordas, A. Mazlo, M. Gallyas, F.: Recovery versus Death of Dark (Compacted) Neurons in Non-Impaired Parenchymal Environment: Light and Electron Microscopic Observations. Acta Neuropathologica, , Cummins, R. A. Walsh, R. N. Budtz-Olsen, O. E. Konstantinos, T. Horsfall, C. R.: Environmentally-Induced Changes in the Brains of Elderly Rats. Nature, , Czéh B. Simon M.: Neuroplaszticitás és depresszió. Psychiatria Hungarica, , Darley, F. L.: The Efficacy of Language Rehabilitation in Aphasia. The Journal of Speech and Hearing Disorders, , Das, G. D. Altman, J.: Transplanted Precursors of Nerve Cells: Their Fate in the Cerebellums of Young Rats. Science, , Doering, L. C.: Towards Gene Therapy in the Nervous System. Clinical Neuroscience, , Donoghue, J. P.: Plasticity of Adult Sensorimotor Representations. Current Opinion in Neurobiology, ,

71 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás Dunnett, S. B.: Functional Repair of Striatal Systems by Neural Transplants Evidence for Circuit Reconstruction. Behavioural Brain Research, , Dunnett, S. B. Bjorklund, A. Schmidt, R. H. Stenevi, U. Iversen, S. D.: Intracerebral Grafting of Neuronal Cell Suspensions. IV. Behavioural Recovery in Rats with Unilateral 6-OHDA Lesions following Implantation of Nigral Cell Suspensions in Different Forebrain Sites. Acta Physiologica Scandinavica, , suppl., Elbert, T. Pantev, C. Wienbruch, C. Rockstroh, B. Taub, E.: Increased Cortical Representation of the Fingers of the Left Hand in String Players. Science, , Elbert, T. Candia, V. Altenmuller, E. Rau, H. Sterr, A. Rockstroh, B. Pantev, C. Taub, E.: Alteration of Digital Representations in Somatosensory Cortex in Focal Hand Dystonia. Neuroreport, , Eriksson, P. S. Perfilieva, E. Bjork-Eriksson, T. Alborn, A. M. Nordborg, C. Peterson, D. A. Gage, F. H.: Neurogenesis in the Adult Human Hippocampus. Nature Medicine, , Filbin, M. T.: Myelin-Associated Glycoprotein: A Role in Myelination and in the Inhibition of Axonal Regeneration? Current Opinion in Neurobiology, , Foulke, E.: Braille. In Heller, M. A. Schiff, W. (eds.): The Psychology of Touch. Hillsdale, NJ, 1991, Lawrence Erlbaum Associates, Freund, H. J.: Remapping the Brain. Science, , Gallyas, F. Zoltay, G. Dames, W.: Formation of Dark (Argyrophilic) Neurons of Various Origin Proceeds with a Common Mechanism of Biophysical Nature (a Novel Hypothesis). Acta Neuropathologica, , Gallyas, F. Farkas, O. Mazlo, M.: Traumatic Compaction of the Axonal Cytoskeleton Induces Argyrophilia: Histological and Theoretical Importance. Acta Neuropathologica, , Gallyas, F. Farkas, O. Mazlo, M.: Gel-to-Gel Phase Transition May Occur in Mammalian Cells: Mechanism of Formation of Dark (Compacted) Neurons. Biology of the Cell, , Gallyas, F. Csordas, A. Schwarcz, A. Mazlo, M.: Dark (Compacted) Neurons May Not Die through the Necrotic Pathway. Experimental Brain Research, , Garcia, R.: Stress, Hippocampal Plasticity, and Spatial Learning. Synapse, , Gloning, I. Trappl, R. Heiss, W. Quatember, R.: Prognosis and Speech Therapy in Aphasia in Neurolinguistics. Amsterdam, 1976, Swets and Zeitlinger. Greenough, W. T. McDonald, J. W. Parnisari, R. M. Camel, J. E.: Environmental Conditions Modulate Degeneration and New Dendrite Growth in Cerebellum of Senescent Rats. Brain Research, , Gregory, L.: Blindness, Recovery from. In Gregory, L. (ed.): The Oxford Companion to the Mind. Oxford, UK, 1987, Gregory, L. Wallace, J.: Recovery from Early Blindness: A Case Study. Cambridge, 1963, UK: Cambridge. Gross, C. G.: Neurogenesis in the Adult Brain: Death of a Dogma. Nature Review. Neuroscience, , Halligan, W. Marshall, J. C. Wade, D. T.: Sensory Disorganization and Perceptual Plasticity after Limb Amputation: A Follow-Up Study. Neuroreport, , Hecaen, H.: Acquired Aphasia in Children and the Ontogenesis of Hemispheric Functional Specialization. Brain and Language, , Houx, A. B. Tecate, C.: Song Learning from Playback in Zebra Finches: Is There an Effect of Operant Contingency? Animal Behaviour, ,

72 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás Hubel, D. H. Wiesel, T. N.: Receptive Fields, Binocular Interaction and Functional Architecture in the Cat s Visual Cortex. The Journal of Physiology, , Hubel, D. H. Wiesel, T. N.: Receptive Fields of Cells in Striate Cortex of Very Young, Visually Inexperienced Kittens. Journal of Neurophysiology, 1963, 26, Hubel, D. H. Wiesel, T. N. LeVay, S.: Plasticity of Ocular Dominance Columns in Monkey Striate Cortex. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences, , Jenkins, W. M. Merzenich, M. M. Ochs, M. T. Allard, T. Guic-Robles, E.: Functional Reorganization of Primary Somatosensory Cortex in Adult Owl Monkeys after Behaviorally Controlled Tactile Stimulation. Journal of Neurophysiology, , Johnson, J. S. Newport, E. L.: Critical Period Effects in Second Language Learning: The Influence of Maturational State on the Acquisition of English as a Second Language. Cognitive Psychology, , Kaas, J. H.: Plasticity of Sensory and Motor Maps in Adult Mammals. Annual Review of Neuroscience, , Keenan, J. S. Brassell, E. G.: A Study of Factors Related to Prognosis for Individual Aphasic Patients. The Journal of Speech and Hearing Disorders, , Kenin, M. Swisher, L. P.: A Study of Pattern of Recovery in Aphasia. Cortex, , Kertesz, A.: What Do We Learn from Recovery from Aphasia? Advances in Neurology, , Kertesz, A.: Recovery and Treatment. In Heilman, K. Valenstein, E. (eds.): Clinical Neuropsychology. New York, 1993, Oxford University Press. Kertesz, A. Poole, E.: The Aphasia Quotient: The Taxonomic Approach to Measurement of Aphasic Disability. TheCanadian Journal of Neurological Sciences, , Kertesz, A. McCabe, P.: Recovery Patterns and Prognosis in Aphasia. Brain, , Kilgard, M. P. Merzenich, M. M.: Cortical Map Reorganization Enabled by Nucleus Basalis Activity. Science, , Kim, K. H. Relkin, N. R. Lee, K. M. Hirsch, J.: Distinct Cortical Areas Associated with Native and Second Languages. Nature, , Knopman, D. S. Selnes, O. A. Niccum, N. Rubens, A. B. Yock, D. Larson, D.: A Longitudinal Study of Speech Fluency in Aphasia: CT Correlates of Recovery and Persistent Nonfluency. Neurology, , Knudsen, E. I.: Experience Alters the Spatial Tuning of Auditory Units in the Optic Tectum during a Sensitive Period in the Barn Owl. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society of Neuroscience, , Knudsen, E. I.: Capacity for Plasticity in the Adult Owl Auditory System Expanded by Juvenile Experience. Science, , Korodi, K. Toldi, J.: Does the Cortical Representation of Body Parts Follow Both Injury to the Related Sensory Peripheral Nerve and Its Regeneration? Neuroreport, , Krashen, S.: Lateralization, Language Learning and the Critical Period: Some New Evidence. Language Learning, , Kreindler, A. Fradis, A.: Performances in Aphasia: A Neurodynamical, Diagnostic and Psychological Study. Paris, 1968, Gauthier-Villars. Levine, S.: Infantile Experience and Resistance to Physiological Stress. Science, ,

73 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás Ludlow, C.: Recovery from Aphasia: A Foundation for Treatment. In Sullivan, M. Kommer, M. (eds.): Rationale for Adult Aphasia Therapy. Lincoln, 1977, University of Nebraska Medical Center. Martinez-Serrano, A. Bjorklund, A.: Immortalized Neural Progenitor Cells for CNS Gene Transfer and Repair. Trends in Neuroscience, , McEwen, B. S.: The Neurobiology of Stress: From Serendipity to Clinical Relevance. Brain Research, 2000a. 886, McEwen, B. S.: Effects of Adverse Experiences for Brain Structure and Function. Biological Psychiatry, 2000b. 48, Meaney, M. J. Aitken, D. H. Viau, V. Sharma, S. Sarrieau, A.: Neonatal Handling Alters Adrenocortical Negative Feedback Sensitivity and Hhippocampal Type II Glucocorticoid Receptor Binding in the Rat. Neuroendocrinology, , Meaney, M. J. Mitchell, J. B. Aitken, D. H. Bhatnagar, S. Bodnoff, S. R. Iny, L. J. Sarrieau, A.: The Effects of Neonatal Handling on the Development of the Adrenocortical Response to Stress: Implications for Neuropathology and Cognitive Deficits in Later Life. Psychoneuroendocrinology, , Melzack, R.: Phantom Limbs. Scientific American, , Merzenich, M. M. Nelson, R. J. Stryker, M. P. Cynader, M. S. Schoppmann, A. Zook, J. M.: Somatosensory Cortical Map Changes following Digit Amputation in Adult Monkeys. The Journal of Comparative Neurology, , Mioche, L. Singer, W.: Chronic Recordings from Single Sites of Kitten Striate Cortex during Experience- Dependent Modifications of Receptive-Field Properties. Journal of Neurophysiology, , Mogilner, A. Grossman, J. A. Ribary, U. Joliot, M. Volkmann, J. Rapaport, D. Beasley, R. W. Llinas, R. R.: Somatosensory Cortical Plasticity in Adult Humans Revealed by Magnetoencephalography. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, , Morford, J. Mayberry, R.: A Reexamination of Early Exposure and Its Implication for Language Acquisition by Eye. In Chamberlain, C. Morford, J. Mayberry, R. (eds.): Language Acquisition by Eye. Mahwah, NJ, 1999, Lawrence Erlbaum Associates. Mountcastle, V. B.: Modality and Topographic Properties of Single Neurons of Cat s Somatic Sensory Cortex. Journal of Neurophysiology, , Mower, G. D. Christen, W. G. Caplan, C. J.: Very Brief Visual Experience Eliminates Plasticity in the Cat Visual Cortex. Science, , Neve, R. L. Geller, A. I.: A Defective Herpes Simplex Virus Vector System for Gene Delivery into the Brain: Comparison with Alternative Gene Delivery Systems and Usefulness for Gene Therapy. Clinical Neuroscience, , Neve, R. L. Geller, A. I.: Genetic Analysis of Neuronal Physiology with Defective Herpes Simplex Virus Vectors. Advances in Neurology, , Nishino, H. Aihara, N. Czurko, A. Hashitani, T. Isobe, Y. Ichikawa, O. Watari, H.: Reconstruction of GABAergic Transmission and Behavior by Striatal Cell Grafts in Rats with Ischemic Infarcts in the Middle Cerebral Artery. Journal of Neural Transplantation, Plast 4, Nishino, H. Czurko, A. Onizuka, K. Fukuda, A. Hida, H. Ungsuparkorn, C. Kunimatsu, M. Sasaki, M. Karadi, Z. Lenard, L.: Neuronal Damage following Transient Cerebral Ischemia and Its Restoration by Neural Transplant. Neurobiology(Budapest, Hungary), , Nudo, R. J. Milliken, G. W.: Reorganization of Movement Representations in Primary Motor Cortex following Focal Ischemic Infarcts in Adult Squirrel Monkeys. Journal of Neurophysiology, , Nudo, R. J. Jenkins, W. M. Merzenich, M. M.: Repetitive Microstimulation Alters the Cortical Representation of Movements in Adult Rats. Somatosensory & Motor Research, ,

74 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás Nudo, R. J. Milliken, G. W. Jenkins, W. M. Merzenich, M. M.: Use-Dependent Alterations of Movement Representations in Primary Motor Cortex of Adult Squirrel Monkeys. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society of Neuroscience, , Oddy, M: Head Injury during Childhood. Neuropsychological Rehabilitation, , Oddy, M. Humphrey, M.: Social Recovery during the Year following Severe Head Injury. Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry, , O Leary, D. D. Ruff, N. L. Dyck, R. H.: Development, Critical Period Plasticity, and Adult Reorganizations of Mammalian Somatosensory Systems. Current Opinion in Neurobiology, , Pascual-Leone, A. Cohen, L. G. Hallett, M.: Cortical Map Plasticity in Humans. Trends in Neurosciences, , Perkins, A. T. T. Teyler, T. J.: A Critical Period for Long-Term Potentiation in the Developing Rat Visual Cortex. Brain Research, , Pieniadz, J. M. Naeser, M. A. Koff, E. Levine, H. L.: CT Scan Cerebral Hemis-pheric Asymmetry Measurements in Stroke Cases with Global Aphasia: Atypical Asymmetries Associated with Improved Recovery. Cortex, , Poirier, J. Delisle, M. C. Quirion, R. Aubert, I. Farlow, M. Lahiri, D. Hui, S. Bertrand, P. Nalbantoglu, J. Gilfix, B. M. Gauthier, S.: Apolipoprotein E4 Allele as a Predictor of Cholinergic Deficits and Treatment Outcome in Alzheimer Disease. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, , Pons, T. P. Garraghty, P. E. Ommaya, A. K. Kaas, J. H. Taub, E. Mishkin, M.: Massive Cortical Reorganization after Sensory Deafferentation in Adult Macaques. Science, , Ramachandran, V. S.: Behavioral and Magnetoencephalographic Correlates of Plasticity in the Adult Human brain. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, , Ramachandran, V. S. Hirstein, W.: The Perception of Phantom Limbs. The D. O. Hebb Lecture. Brain, , Pt 9, Ramachandran, V. S. Rogers-Ramachandran, D. Stewart, M: Perceptual Correlates of Massive Cortical Reorganization. Science, 1992a. 258, Ramachandran, V. S. Stewart, M. Rogers-Ramachandran, D. C.: Perceptual Correlates of Massive Cortical Reorganization. Neuroreport, 1992b. 3, Ramachandran, V. S. Rogers-Ramachandran, D. Cobb, S: Touching the Phantom Limb. Nature, , Riege, W. H.: Environmental Influences on Brain and Behavior of Year-Old Rats. Developmental Psychobiology, , Riva, D. Cazzaniga, L.: Late Effects of Unilateral Brain Lesions Sustained before and after Age One. Neuropsychologia , Rosenzweig, M. R.: Effects of Differential Experience on the Brain and Behavior. Developmental Neuropsychology, , Rosenzweig, M. R. Bennett, E. L.: Psychobiology of Plasticity: Effects of Training and Experience on Brain and Behavior. Behavioural Brain Research, , Rosenzweig, M. R. Krech, D. Bennett, E. L. Diamond, M. C.: Effects of Environmental Complexity and Training on Brain Chemistry and Anatomy: A Replication and Extension. Journal of Comparative and Physiological Psychology, 1962a. 55,

75 3. fejezet - Neurális és funkcionális plaszticitás Rosenzweig, M. R. Krech, D. Bennett, E. L. Zolman, J. F.: Variation in Environmental Complexity and Brain Measures. Journal of Comparative and Physiological Psychology, 1962b. 55, Roybon, L. Christophersen, N. S. Brundin, P. Li, J. Y.: Stem Cell Therapy for Parkinson s Disease: Where do We Stand? Cell and Tissue Research, , Sanes, J. N. Suner, S. Donoghue, J. : Dynamic Organization of Primary Motor Cortex Output to Target Muscles in Adult Rats. I. Long-Term Patterns of Reorganization following Motor or Mixed Peripheral Nerve Lesions. Experimental Brain Research, , Sanes, J. N. Wang, J. Donoghue, J. P.: Immediate and Delayed Changes of Rat Motor Cortical Output Representation with New Forelimb Configurations. Cerebral Cortex, , Snyder, E. Y. Macklis, J. D.: Multipotent Neural Progenitor or Stem-Like Cells May Be Uniquely Suited for Therapy for Some Neurodegenerative Conditions. Clinical Neuroscience, , Snyder, E. Y. Yoon, C. Flax, J. D. Macklis, J. D.: Multipotent Neural Precursors Can Differentiate toward Replacement of Neurons Undergoing Targeted Apoptotic Degeneration in Adult Mouse Neocortex. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, , Son, Y. J. Trachtenberg, J. T. Thompson, W. J.: Schwann Cells Induce and Guide Sprouting and Reinnervation of Neuromuscular Junctions. Trends in Neurosciences, , Sunderland, S.: Nerves and Nerve Injuries. Philadelphia, 1959, Saunders. Toldi J: Az agykérgi képviselet plaszticitásáról. Magyar Tudomány, , Toldi, J. Feher, O. Wolff, J. R.: Neuronal Plasticity Induced by Neonatal Monocular (and Binocular) Enucleation. Progress in Neurobiology, , Toth, Z. Seress, L. Toth, P. Ribak, C. E. Gallyas, F.: A Common Morphological Response of Astrocytes to Various Injuries: Dark Astrocytes. A Light and Electron Microscopic Analysis. Journal für Hirnforschung, , Vargha-Khadem, F. O Gorman, A. M. Watters, G. V.: Aphasia and Handedness in Relation to Hemispheric Side, Age at Injury and Severity of Cerebral Lesion during Childhood. Brain, , Pt 3, Wall, J. T.: Variable Organization in Cortical Maps of the Skin as an Indication of the Lifelong Adaptive Capacities of Circuits in the Mammalian Brain. Trends in Neurosciences, , Wall, D. Egger, M. D.: Formation of New Connexions in Adult Rat Brains after Partial Deafferentation. Nature, , Weinberger, N. M.: Physiological Memory in Primary Auditory Cortex: Characteristics and Mechanisms. Neurobiology of Learning and Memory, , Wiesel, T. N. Hubel, D. H.: Single-Cell Responses in Striate Cortex of Kittens Deprived of Vision in One Eye. Journal of Neurophysiology, , Wiesel, T. N. Hubel, D. H.: Comparison of the Effects of Unilateral and Bilateral Eye Closure on Cortical Unit Responses in Kittens. Journal of Neurophysiology, , Woods, B. T.: The Restricted Effects of Right-Hemisphere Lesions after Age One; Wechsler Test Data. Neuropsychologia, , Woolsey, T. A. Wann, J. R.: Areal Changes in Mouse Cortical Barrels following Vibrissal Damage at Different Postnatal Ages. The Journal of Comparative Neurology, , Yang, T. T. Gallen, C. C. Ramachandran, V. S. Cobb, S. Schwartz, B. J. Bloom, F. E.: Noninvasive Detection of Cerebral Plasticity in Adult Human Somatosensory Cortex. Neuroreport, 1994a. 5, Yang, T. T. Gallen, C. Schwartz, B. Bloom, F. E. Ramachandran, V. S. Cobb, S.: Sensory Maps in the Human Brain. Nature, 1994b. 368,

76 5. fejezet - 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája Csathó Árpád Tekintetünk minden pillanatban a környező világ tárgyainak világos képét és strukturált kapcsolatrendszerét tárja elénk. Ez a környezetünkről kialakított mentális kép azonban jóval több, mint a látott világ egyszerű retinális leképezése. Ennek felismerésére elég csak a vizuális rendszerünk két fontos feladatára gondolnunk. Egyrészt megoldásra váró feladat, hogy a retinánkra vetülő kétdimenziós képből felépítsük a környezetünk valós, háromdimenziós reprezentációját. Másrészt komoly problémát jelent, hogy a retinális kép elkerülhetetlenül variábilis a folyamatosan változó környezeti feltételek mellett. Ez azt jelenti, hogy gyakorlatilag valószínűtlen, hogy két egymást követő vizuális fixáció ugyanazon a tárgyon ugyanazt a retinális képet hozza létre (Gordon, 1996). Hogy a valós reprezentáció kialakulhasson, illetve, hogy a nagyfokú retinális variabilitás ne legyen akadálya az egyes tárgyak felismerésének, a szemünkbe érkező információ feldolgozására egy rendkívül összetett rendszer fejlődött ki. Ennek az analízisnek a komplexitását Arnheim (1969) kiválóan érzékelteti, mikor széles skáláját adja meg a vizuális információt feldolgozó belső folyamatoknak. A fontosabb folyamatok között említi, például, a szelekciót, az egyszerűsítést, az absztrakciót, az összehasonlítást, a kiegészítést, és a szintézist. Az információfeldolgozás egészének megértése szempontjából ugyanakkor nagyon fontos a változatos észlelési folyamatok kapcsolatrendszerének a megértése. A 4.1. ábra által szemléltetett modell ennek a bonyolult kapcsolatrendszernek öt szintjét emeli ki (Marr, 1982; Gordon, 1996; Fahle, 2004) ábra. Az idegi plaszticitás néhány lefutási mintázata az élet folyamán. Magyarázat a szövegben. (Rosenzweig, Leiman, Breedlove: Biological Psychology, Siauer Associates, Sunderland, Massachusetts alapján.) 1.Észlelésünk első lépéseként mindkét szemünkben egy-egy retináliskép keletkezik. Ennek elsődleges feltétele a retinánkra vetülő kétdimenziós optikai kép érzékelése. Az optikai kép alapvető tulajdonsága a változó fényintenzitás. Erre a változó fényintenzitásra a retinális fényreceptorok mindig megfelelő tüzelési intenzitással reagálnak. A receptoroknak ez a változó erősségű tüzelése az, amely a képi feldolgozás első szintjén létrehoz egy intenzitásmintázatot, a retinális képet. 2.Lényegében a második szinten valósul meg a vizuális információ analízisének első feladata: a retinális kép egyes jellegeinek detekciója. Ezen a szinten a vizuális rendszer az intenzitásmintázatok alapján meghatározza a 66

77 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája legalapvetőbb képi jellemzőket. Így a rendszer részlegesen elkülönítve dolgozza fel a fényességhez, az elemi orientációhoz, a színekhez, a mintázatokbeli különbségekhez, illetve a mozgás- és a mélységészleléshez kapcsolható információt. E feldolgozás eredményeképpen az alapvető élek, illetve tárgyi határok is elkülönülnek. Az egyes jellegekre vonatkozó információ feldolgozása egymással párhuzamosan történik. 3.Az elemi egységeknek, illetve tárgyi jellegeknek a magasabb szintű integrációja valósul meg a harmadik feldolgozási szinten. Ennek az összetett folyamatnak legalább két fő részét különböztethetjük meg. Egyrészt ez a szint az, amely hozzárendeli az előbbi szinten meghatározott élek által határolt felületekhez a mélységre, illetve téri orientációra vonatkozó információt. Ehhez felhasználja például az árnyékok és a mintázatok váltakozását a látható felületeken. Ennek a részfolyamatnak a végeredményeként gyakorlatilag kialakul a tárgyak reprezentációja, de a háromdimenziós struktúra még mindig nem teljes: hiányzik a tárgyak nem látható területeinek analízise. Ez azért lényeges, mert ahhoz, hogy környezetünk tárgyait egységként érzékelni tudjuk, fogalmat kell alkotnunk a tárgyak takart, nem látható felületeiről is. Ez a látható és nem látható felületekről kialakított egységes kép az egyik legfontosabb lépés ahhoz, hogy az egyes tárgyakat változó téri orientációban, illetve változó retinális kép mellett is pontosan azonosítani tudjuk. A harmadik feldolgozási szint folyamatainak eredményeként ez az integrációs folyamat is lezajlik, és kialakul a látott tárgy teljes reprezentációja. 4.A következő lépés az, hogy a létrejött tárgyi reprezentációt fel kell ismerni. Egyszerűen fogalmazva ez azt jelenti, hogy nem elég csak azt tudnunk, hogy tárgyak vannak előttünk, az egyes tárgyak beazonosítása, kategorizációja is alapvető jelentőségű. Ezt a feladatot a negyedik feldolgozási szint oldja meg, oly módon, hogy összehasonlítja az észlelt tárgy reprezentációját a már korábban tárolt tárgyi reprezentációkkal. Ennek az alapvetően szemantikai folyamatnak a végére a tárgy funkcionális beazonosítása is befejeződik. 5.Az előbbi szinttel gyakorlatilag véget ér a tárgyak vizuális analízise, de az információ megértése szempontjából fontos a felismert tárgy pontos nyelvi meghatározása is. Így a vizuális-verbális integrációs folyamat alkotja a modell utolsó szintjét, amely végeredményeként a tárgy általában valamilyen főnévhez kapcsolódik. Ahogyan azt az első ábra is szemlélteti, az egyes feldolgozási szintek közötti információáramlás oda-vissza irányul. A tökéletesebb tárgyi reprezentáció kialakulását és a korábbi tapasztalatok felhasználását a pillanatnyi észlelés során a feldolgozási szintek közötti visszacsatolási rendszer segíti. Ez a visszacsatolás, illetve interakció különösen jelentős a magasabb szintű integrációs folyamatok között. Vizuális észlelésünk megértésének azonban csak az egyik oldala az észlelés folyamatának a felderítése, ezzel párhuzamosan fontos feltérképeznünk az észlelési folyamatok neuronális beágyazódását is (pl. Repovs, 2001). Tehát fel kell tennünk azt a kérdést, hogy az információ-feldolgozás lépései a biológiai látópálya mely szakaszához köthetők. Más szóval, hogy a látópálya felosztható-e funkcionális szempontból? Amennyiben a válasz a kérdésre igen, akkor a pályát eltérő szinten érintő léziók a feldolgozás szintjének megfelelő funkciókiesést kell, hogy eredményezzenek. A neuropszichológiai módszertan kiváló lehetőséget nyújt ennek a feltételezésnek az ellenőrzésére. A neuropszichológiai tanulmányok pedig arról számolnak be, hogy az agyat ért sérülések számos különböző észlelési problémát okozhatnak, kezdve az egészen alacsonyszintű deficitektől, mint például a látótérkiesés, a komplexebb tárgyfelismerési zavarokig. Habár a funkcionális specializációról alkotott szélsőséges elképzelést egy vizuális jelleg-egy agyi terület az eredmények nem támasztják alá, ma már általánosan elfogadott, hogy a cerebrális kéreg posterior részén több mint 30 különböző, eltérő feladatkörrel jellemezhető vizuális terület található (Sekuler és Blake, 2002; Palmer, 1999; Schwartz, 2004, vanessen és mtsai, 1992). Továbbá az eredmények alapján elmondhatjuk azt is, hogy a vizuális információfeldolgozás nagyobb lépései részlegesen elkülönülnek a látópálya mentén. Így a retinális kép egyes jellegeinek detekciója (1., 2. feldolgozási szint) a kéreg alatti struktúrák, az elsődleges látókéreg (sztriatális kéreg), valamint az elsődleges látókéreghez közelebb eső extrasztriatális kérgi területek együttes működéséhez köthető. A magasabb szintű integrációs folyamatokban (3., 4., 5. feldolgozási szint) azonban már a sztriatális kéregtől távolabb eső területeknek is fontos szerep jut. Érdemes megjegyeznünk a vizuális információ minőségi átalakulását a látópálya mentén. Ez azt jelenti, hogy a vizuális információ fokozatosan veszít az általánosságából, és egyre integráltabb, tárgyspecifikusabb tartalommal bír. Ha ez alapján a látórendszert ért sérülések lehetséges következményeit kell megjósolnunk, akkor egyértelmű, hogy a korai szakaszok sérülése drasztikus, általánosabb látáscsökkenést eredményez, míg a magasabb területek lézióját valamilyen tárgyspecifikus információ elvesztése jellemzi. Ennek megfelelően az észlelési zavaroknak a következő főbb típusait különíthetjük el (l. a 4.1.B. ábra) Ha a retina egyes területei nem szállítanak információt, akkor mindig teljes látáskieséseket írhatunk le. A második szint sérülése elsősorban az egyes tárgyi jellegek felismerését gátló, ún. jellegspecifikus vagy más néven indiszkriminációs zavarokhoz vezethet. Az ezt követő feldolgozás már magasabb szintű integratív folyamatokat igényel, így a sérülések 67

78 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája értelemszerűen integrációs zavarokat okoznak. Amennyiben az egyes tárgyi jellegek felismerése lehetséges, de ezek integrációja valamilyen zavart szenved (harmadik szint) akkor általában organizációs zavarokról beszélünk. Tipikus organizációs zavar az apperceptív agnózia (l. a 4.2. fejezetrészt). A harmadik szint által megformált tárgyak felismerésének zavarai (a negyedik szint sérülése esetén) már a tárgyspecifikus vagy asszociatív zavarok tünetcsoportjába tartoznak. Az asszociatív jelző az éppen felismert és a már korábban tárolt tárgyi reprezentációk összehasonlítására utal. Ide sorolhatók például a különböző asszociatív agnóziák (l. a 4.3. fejezetrészt). Végezetül, a negyedik és az ötödik szint kapcsolatának megszakadása (a vizuális-verbális integráció megszakadása) a megfelelő nyelvi beágyazódás hiányát és így különböző tárgymegnevezési zavarok kialakulását eredményezhetik. Tipikus tárgymegnevezési zavarként említhetjük az optikus afáziát (l. a 4.3. fejezetrészt). A feldolgozás szintje mellett az észlelési zavarokat gyakran jellemzik a szelektív vagy a diffúz jelzőkkel. A szelektív deficit olyan észlelési zavarra utal, amely a képi információ feldolgozásnak egy bizonyos, jól körülhatárolható területét például valamelyik konkrét képi jelleg feldolgozását érinti (pl. akromatopszia színlátás zavara, akinetopszia mozgás észlelésének zavara, l. később részletesebben). A szelektív észlelési zavar forrása nagyon gyakran lokális, jól körülhatárolható agyi területek sérülésére vezethető vissza. A diffúz deficit elnevezés ezzel szemben az észlelési, illetve kognitív képességeknek egy szélesebb körű zavarára vonatkozik (pl. az Alzheimer-kór és az autizmus esetében). Az ilyen típusú abnormalitások általában nem hozhatók összefüggésbe az agy egy bizonyos területének csökkent működésével, hanem kiterjedtebb agyi strukturális változások idézik elő megjelenésüket. A fejezet további részében áttekintjük a látórendszer főbb egységeinek funkcióit, illetve ezek sérüléseinek következményeit A retinától az elsődleges látókéregig 1.1. Látáskiesések: szkotómák, anópiák A vizuális észlelés legsúlyosabb zavara egyértelműen a szubjektív perceptuális élmény teljes elvesztése, vagyis a vakság. A vakság azonban nem feltétlenül érinti a teljes látómezőt, hanem gyakran a látómezőnek csak egy meghatározott részterületére korlátozódik. Ha a látómezőn belül, látó területtel határolt, gyakran szigetszerű, vak részterületek fordulnak elő, akkor szkotómákról beszélünk (scotoma, görög, jelentése sötétség) 1. A kiesések azonban nem csak szigetszerű, kisebb kiesések lehetnek, hanem a látómező nagyobb területeit is takarhatják. Ezeket a nagyobb kiterjedésű kieséseket már az anópiák közé soroljuk. Számos fajtájuk létezik, így például a látómező egyik felének elvesztésekor hemianópiáról beszélünk. Míg a látómező egy kvadránsának, negyedének a kiesésére a kvadranópia kifejezés utal (Fahle, 2004, Schwartz, 2004). Amennyiben a látáskiesések mindkét szem látóterében jelentkeznek, akkor összehasonlításuk alapján megkülönböztetünk homonym, illetve heteronym kieséseket. A homonym látómező-kiesés alatt azt értjük, mikor a kiesés a két szemben az egymásnak megfelelő látóterületeket érinti. Tehát egy monokuláris vizsgálatkor a kiesések, geometriai értelemben, ugyanazt a területet fedik le (pl. bal szem nazális látómező-kiesés jobb szem temporális látómező-kiesés). Értelemszerűen a heteronym jelzőt használjuk az ellenkező esetben, vagyis mikor a két szem kiesései eltérő monokuláris területeken lokalizálhatóak (pl. bal szem temporális jobb szem temporális látómező-kiesés (pl. Fahle, 2004). A látómező-kieséseket ugyanakkor jellemezhetjük a kongruens, illetve az inkongruens kifejezéssekkel is. A kongruencia arra vonatkozik, hogy a kiesések a két szemben mennyire fedik le ugyanazt a területet (Süveges, 2004). Egy homonym látómező-kiesés például abban az esetben kongruens, ha a kisesések tökéletesen fedik egymást a két szemben. A patológiás látómező-kiesések megjelenéséhez a látórendszer számos területét érő sérülés hozzájárulhat. Kialakulhatnak retinális szinten, a látóideg, illetve a látópálya sérülésekor, de a kéreg alatti magvak és az elsődleges látókéreg léziója is szkotómák vagy anópiák kialakulását eredményezheti. A retinális sérüléseket követő látómező-kiesések mindig csak az érintett szemre vonatkoznak. A retinális szkotómák megjelenéséért felelős okok között leggyakrabban a megnőtt intraocularis nyomás, vagyis a glaucoma 2 szerepel. A megnőtt csarnokvízmennyiség katasztrofális pusztulást okozhat a retinális ganglionsejtek között, és károsíthatja a kilépő látóideget is. Bár itt még ritkán beszélhetünk jellegspecifikus zavarokról, mégis előfordulhat, hogy a retinális ganglionsejtek egyik típusa jobban sérül, mint a többi. Ilyen differenciált 1 Nem minden szkotóma patológiás, hiszen a minden emlős szemében megtalálható fiziológiás vakfoltot szintén szkotómának tekinthetjük 2 Glaucoma során a szemben található csarnokvíz termelése és elvezetése közötti egyensúly felbomlik, a csarnokvíz mennyisége megnő. 68

79 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája sejtpusztulás esetében a sejttípusok közötti funkcionális különbségből adódóan az észlelési zavar bizonyos jellegek felismerésében kifejezettebb lehet. Például a primer nyitott zugú glaucoma esetében erőteljesebben pusztulnak a nagyméretű M-sejtek, illetve ezek kilépő axonjai (Schwartz, 2000). Így a kialakuló látászavar (főleg még korai stádiumban, mikor a más sejttípusok csak kevéssé sérülnek) elsősorban az M-sejtek működéséhez kapcsolható észlelési folyamatokat érinti: csökken a gyorsan felvillanó ingerek észlelési hatékonysága (M típusú sejtek tulajdonságait l. részletesebben a 4.2. táblázatban). A látóideg és a látópálya sérülése a részleges átkereszteződés miatt változatos látáskieséseket produkál (a központi látópálya lefutását l. részletesebben az 4.1. táblázatban). A 4.2. ábra szemlélteti a látópálya leggyakoribb károsodási helyeit és a hozzátartozó látáskieséseket. Az átkereszteződés előtti látóideg-sérülések mindig az azonos oldali szem látómezejét érintik. Egy olyan esetben, mikor a látóideg teljes keresztmetszete sérül, az adott szem látása teljesen megszűnik (l ábra, 1. lézió). Az ábrán látható második sérülés a chiasma opticumot érinti. Az ilyen sérülés következményeit chiasma-szindrómának is nevezik, amelynek kiváltó oka nagyon gyakran a közvetlenül a chiasma mögött elhelyezkedő agyalapi mirigy (hipofízis) daganata (Süveges, 2004). Mivel ebben az esetben mindkét szem átkereszteződő nazális rostjai sérülnek, ezért mindkét szemben a temporális látótér kiesésével kell számolnunk: bitemporális (heteronym) hemianopia. Ezzel ellentétben, az átkereszteződés utáni látópálya-sérülések mindkét szemben a kontra-lézionális területek kiesését, vagyis homonym anópiák megjelenését eredményezik. Ez jellemzi a második ábra 3. pontjával jelzett sérülés következményeit is. Ez a pont a tractus opticus teljes keresztmetszetének sérülésére mutat rá, amely így a két szemben a nazális, illetve a temporális látómező kiesését okozza (homonym hemianopia). Az ábra 4., 5. pontja a látópálya post-geniculate szakaszának (a corpus geniculatum utáni szakasz) jellegzetesebb sérüléseit ábrázolja. Például a radatio optica részleges, unilaterális léziója (4. pont) homonym kvadranópiák kialakulását eredményezi. Az occipitális lebeny hátulsó pólusának sérülései pedig gyakran vezetnek centrális szkotómák kialakulásához (5. pont). 69

80 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája 4.1. ábra. A A vizuális információ feldolgozásának főbb szintjei és a szintek közötti kapcsolatok irányai. B Az egyes feldolgozási szintek patológiás működéséhez kapcsolódó neuropszichológiai zavarok típusai (Forrás: Fahle, 2004) A kongruencia tekintetében ugyanakkor elmondható, hogy a látóideget és a látópályát ért sérülések miatt keletkező kiesések kevésbé kongruensek, mint azok, amelyek az elsődleges látókéreg léziói nyomán alakulhatnak ki. Ennek az az oka, hogy a két szem megegyező területéről származó rostok nem feltétlenül haladnak egymáshoz egészen közel a látóidegben és a látópályában (Walsh és Hoyt, 1969). Ezzel szemben, a rostok az elsődleges látókéregben erőteljesen konvergálnak, és a retinával pontról-pontra megegyező eloszlást mutatnak. Gyakran előfordul, elsősorban kisebb méretű szkotómák esetében, hogy a látómező-kiesés ellenére a betegek folyamatos, zavartalan vizuális környezetet észlelnek. Ennek háttérében perceptuális kitöltési folyamatok állnak. Ezek működését leírták egészen egyszerű vizuális ingerek, például ponthalmazok vagy fényerősség gradiensek esetében, de bizonyítékok vannak a szkotómákra vetülő komplexebb formák kiegészítésére is. A perceptuális kitöltési folyamatokat befolyásoló számos tényező közül valószínűleg az egyik legmeghatározóbb, hogy a 70

81 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája retinális szkotóma kialakulását követően megnő a horizontális kapcsolatok száma az elsődleges látókéregben. Ez a nagyobb számú kérgi kapcsolat teszi lehetővé a szkotómák kitöltését (Dror és Ullman, 2003) A látórendszer fontosabb kéreg alatti központjai A colliculus superior Az ősi retinotektális pálya egyik fő komponense a colliculus superior (CS). Szerepét elsősorban a kevésbé tudatosuló vizuális észlelés, illetve a figyelem irányításában hangsúlyozzák. Ennek kapcsán a CS szerepe például egyértelmű a szemmozgások irányításában. Kimutatható, hogy sejtjei gyorsan reagálnak a vizuális periférián váratlanul felvillanó ingerekre, majd aktivációjukat az inger felé irányuló szemmozgás követi. A CS szerepe tehát a perifériás HOL meghatározásában kritikus jelentőségű. Sérülése a szemmozgások irányításának patológiás működését okozza, amelynek eredményeként romolhat a kontralézionális látótér perifériáján megjelenő ingerek figyelmi feldolgozása. Néhány neuro-degeneratív betegség (pl. supranuclearis bénulás) esetében több kéreg alatti struktúra, közöttük a CS is sérülhet (Girkin és Miller, 2001; Zihl, 2000). Az ilyen betegek úgy viselkednek, mintha vakok lennének, nem képesek tekintetük irányítására. Például nem tudnak arra nézni, aki beszél hozzájuk. Szemléletesen, az észlelésnek ezt a zavarát a vizuális megragadás hiányaként is jellemzik. A colliculus superior azonban nem végez ennél finomabb, a tárgyak részletes analízisét célzó információ-feldolgozást, ez a feladat sokkal inkább a retinokortikális területek tevékenységéhez kapcsolódik A pulvinar A thalamus posterior magcsoportja, a pulvinar, szintén fontos rostokat kap a colliculus superiortól. A feladata is hasonló. Többek között, a spontán szemmozgásokat irányítja a kontralaterális látómező felé. Ennek következtében a pulvinar sérülése esetén is megfigyelhető, hogy az ellenoldali látómezőre kevesebb szemmozgás irányul, és csökken az érintett területen megjelenő ingerek észlelési hatékonysága (Ogren és mtsai, 1984) A corpus geniculatum laterale Ahogy a 4.1. táblázatban említjük, a retinális ganglionsejtek legnagyobb része, az elsődleges látókéreg felé közvetítő magcsoport, a corpus geniculatum laterale ( oldalsó térdes test, CGL) sejtjeivel szinaptizál. A vizuális információ túlnyomó része tehát a CGL-en keresztül éri el a kérgi látóterületeket, ezért a CGL-t a vizuális információ tudatos feldolgozásának kapujaként is jellemzik. Az inverz kapcsolat a jobb és bal oldali látótér és az anatómiai jobb és bal oldal között a CGL szintjén is megmarad, tehát a bal oldali CGL a jobb oldali látómezőről kap információt, a jobb oldali CGL-t pedig értelemszerűen a bal látómező képi információja aktiválja. A CGL szerkezetét elemezve, a sejttípusok alapján három főbb rétegtípust tudunk megkülönböztetni. A CGL két ventrális rétege nagyobb magnosejteket tartalmaz, míg a dorzálisan fekvő négy rétegből kisebb parvosejteket lehet leírni. A magno (M) és parvo (P) sejtekből felépülő hat fő réteg között intralamináris sejtcsoportokat is találunk, amelyek fő sejttípusát az ún. koniosejtek képezik (Livingstone és Hubel, 1988). A retinális ganglionsejtek kizárólag a CGL velük megegyező rétegéhez kapcsolódnak, vagyis a retinális P-sejtek a CGL parvo rétegeiben létesítenek szinapszist, míg a retinális M-sejtek axonjai a két ventrális magnorétegben végződnek (l ábra) táblázat táblázat. A központi látópálya lefutása 71

82 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája A látás első lépéseként a tárgyak képe a retinára vetül, oly módon, hogy fixációnk pontjától jobbra eső tárgyak képe mindkét szemben a bal retinafelére kerül, míg a fixáció pontjától balra elhelyezkedő tárgyak képe a szemek jobb retinafelére esnek. A két retinafelet a fovea centralist kettéosztó képzeletbeli vertikális vonalhoz viszonyítva határozzuk meg. Az orrhoz közeli területet nazális, míg az attól távolabbi területet temporális retinafélnek hívjuk. A retinából a képi információt a látóideg (nervus opticus) szállítja tovább. A jobb és a bal oldali látóidegek kb. 5 cm-t futnak, majd közösen alkotják a hypothalamus alsó, elülső szögletében elhelyezkedő látóideg-kereszteződést (chiasma opticum). A chiasma opticumban a retinális rostok egy része átkereszteződik, és az agy ellenkező oldalán folytatja az útját (kontralaterális rostok). A másik részük azonban az agy azonos oldalán halad tovább (ipszilaterális rostok). A kontralaterális rostok a retina nazális, míg az ipsilaterális rostok a retina temporális felének ganglion sejtjeiből származnak. A chiasma opticumban megtörténő részleges átkereszteződés (hemidecussatio) a retinális axonok új kombinációit hozza létre. Így a chiasmát elhagyó rostkötegek már mint bal, illetve jobb oldali látókötegként (tractus opticus) ismertek. Mindkét látóköteg az azonos oldali szem temporális és az ellenoldali szem nazális retinafelének ingerületét vezeti. Még pontosabban, a jobb oldali köteg mindkét szem jobb oldali retinafeléből származó rostokat tartalmazza, vagyis a bal oldali látótérből szállítja az információt, míg a bal oldali köteg mindkét szem bal retinafeléből származó rostokkal, a jobb látótérből származó információ szállítója. Az átkereszteződés után, a tractus opticusok főbb célpontjai különböző thalamikus és nem-thalamikus magvak. A látókötegek axonjainak egy kis része hypothalamus sejtekkel lép szinaptikus kapcsolatba, míg egy másik részük, szintén csekély százalékban, közvetlenül a középagy elülső, pretectumnak nevezett részét idegzi be. Az axonok további kb. 10%-a tovább halad, és eléri a tectumban található colliculus superiort. Ezt követően a colliculus superiorból (CS) közvetlen rostokat kap a thalamus posterior részén elhelyezkedő pulvinar. Ezt a pályát retinotektális pályának is szokták nevezni. Mindemellett a retinális ganglionok legnagyobb része a thalamus dorzális részén fekvő corpus geniculatum lateralét (CGL) idegzi be. Innen a CGL neuronok axonjai a Graciolet-nyalábban (radatio opticum) vezetik az ingerületet az occipitalis lebeny hátsó pólusánál található elsődleges látókéreghez (br. 17, V1). Az érintett területek alapján ez a pálya úgy is ismert, mint retinogeniculokortikális pálya (vagy retinokortikális pálya). A retinokortikális és a retinotektális pálya közül az utóbbi filogenetikailag sokkal ősibb; a nem emlős gerinceseknél például a tectum a fő célpontja a retinális ganglionok axonjainak (pl. Bear és mts., 1996). 72

83 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája 4.3. ábra. A corpus geniculatum laterale réteges szerkezete. A szövettani képen jól látható a két ventrális M- sejtes réteg (1, 2) és négy dorzális P-sejtes réteg (2-6), valamint az intralamináris konio sejtcsoportok (K) Mindazonáltal a bal és jobb szemből érkező axonok egymástól szeparálódva kapcsolódnak a CGL neuronjaihoz. Így az ipsilaterális axonok mindig a 2., 3. és az 5. réteghez kapcsolódnak, a kontralaterális axonok pedig a másik három réteget célozzák meg (1, 4, 6. réteg). A CGL beidegzésének egy további meghatározottsága a receptív mezők központ-környéki típusához kapcsolódik. A BE központú retinális ganglionsejtek kizárólag a BE központú CGL-sejtekhez kapcsolódnak, és fordítva, a KI központú ganglionsejtek csak a KI központú CGLsejtekkel állnak kapcsolatban. A retinális ganglionsejtek közötti funkcionális különbség megmarad a CGL rétegeiben is. A rétegtípusok közötti különbségek jól bizonyíthatóak olyan kísérletekkel, amelyekben a kísérleti állat CGL-jének P- és M-rétegeiben külön-külön okoznak sérülést. Az eredmények azt mutatják, hogy a P-rétegekben okozott léziók jelentős zavart okoznak a színérzékelésben, illetve a finomabb részletek, mintázatok észlelésében. Az M-rétegeket ért lokális sérüléssel viszont károsodik a rövid ideig látható ingerek feldolgozása (Schiller és Logothetis, 1990). Nem kísérletes helyzetekben is előfordul, hogy a CGL-t valamilyen sérülés éri. Ha ez a lézió egyoldali, és a CGL teljes keresztmetszetét érinti, akkor ugyanúgy, mint a látópálya-sérülések esetén, a látásproblémák homonym hemianópiaként jelentkeznek. Amennyiben a CGL nem sérül teljes egészében, tehát mint az előbb említett kísérleti helyzetben, csak egyes rétegek működése romlik, akkor a homonym látóterekben nem teljes vaksággal, hanem csak bizonyos jellegek (pl. szín, mozgás stb.) észlelési zavarával kell számolnunk. Az ilyen jellegspecifikus homonym látótérkiesést homonym hemiambliopiaként ismerjük (Zihl, 2000) táblázat táblázat. A retinális ganglionsejtek, receptív mezők Az emberi retinában található nagyjából 1 millió ganglionsejtnek megközelítőleg a 80%-a tartozik az úgynevezett parvo-sejtek (P-sejtek; parvus, latin, jelentése kicsi), a fennmaradó 20% pedig a magno-sejtek (Msejtek; magnus, latin, jelentése nagy) csoportjába. A ganglionsejtek mindkét típusára jellemző a receptív mezők létrehozása. A receptív mezők felépítésére jellemző a koncentrikus sajátosság, illetve, hogy egymással ellentétes működésű, központi és környéki részből állnak. Ezek egy része, úgynevezett BE típusú válasszal reagáló központi résszel és az azt körülvevő KI típusú választ adó környéki résszel rendelkezik, másokra ennek éppen az ellenkezője jellemző KI központ/be környék. Általánosságban, a BE-válasz azt jelenti, hogy a sejt a megvilágítás hatására mutat aktivációt, míg a KI-válasz esetében a megvilágítás hiányában mérhető aktivitás. A receptív mezők tehát két antagonista működésű területből épülnek fel. Így egy BE/KI receptív mezővel 73

84 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája rendelkező ganglion sejt aktivitásának a szempontjából a legideálisabb körülmény, ha csak a receptív mező központi részét éri megvilágítás, és a környéki terület sötétben marad. Így mind a fényre reagáló BE-központ és a megvilágítás hiányára reagáló KI környéki terület is aktiválódik, és a ganglion sejt aktivitása megnő. Azonban, ha egy ilyen sejt esetében a megvilágítás a receptív mező környéki részére is kiterjed, akkor a környéki rész aktivációja és így a ganglionsejt aktivációja is csökken. A P és M típusú ganglionsejtek között számos különbséget sorolhatunk fel, amelyek többek között a receptív mezők méretére is vonatkoznak. A legfontosabb különbségek a következők. (1) Ahogy erre a két sejtcsoport elnevezése is utal az M-sejtek mérete meghaladja a P-sejtekét. (2) A P- sejtek receptív mezeje kisebb, mint az M-sejtekhez tartozó receptív mezők. Ez egyben azt is jelenti, hogy a P-sejtek a finomabb részletekre könnyebben reagálnak, míg az M-sejteket csak a nagyobb tárgyakra reagálnak. (3) Mindemellett a P-sejteknek nagyobb fényességkülönbségre van szükségük a receptív mezők központi és környéki között ahhoz, hogy aktivációt mutassanak. Az M-sejteknél ez a minimális különbség jóval kisebb. Az M-sejtek ebből a tulajdonságából következik, hogy a viszonylag alacsony kontrasztú környezetben ezeknek a működése könnyíti meg a tájékozódást. (4) Egy további különbség jelentkezik az ingerek időbeliségére való érzékenységben. Míg az M-sejtek az egészen rövid ideig látható ingerek feldolgozásában is részt vesznek, a P-sejtek nem képesek a rövid idejű ingerekre reagálni. (5) Az utolsó lényeges különbség a színekre adott aktivációkban van. Az M- sejtek teljesen színvakok, tehát a fény színétől függetlenül mutatnak aktivációt. Ezzel szemben a P-sejtek színopponenciát mutatnak, vagyis bizonyos hullámhosszúságú (színű) fénnyel történő megvilágításkor aktivációval válaszolnak, míg más hullámhosszúságú fény gátolja a működésüket (Lennie, 1980; Palmer, 1999; Schiller és Logothetis, 1990). A CGL nemcsak a retinából származó axonok átkapcsolási helye. A CGL-hez nem retinális eredetű axonok is kapcsolódnak. Így a CGL-be jelentős mennyiségű axon érkezik az elsődleges látókéreg felől is. Ezeknek az axonoknak visszacsatolási szerepet feltételeznek, bár a látókéreg neuronjainak a CGL működését befolyásoló hatása jelenleg még nem tisztázott. Egy másik forrásból, az agytörzs neuronjaiból származó input viszont bizonyítottan módosíthatja a CGL-ből a kéreg felé irányuló információáramlást (a retikuláris aktiválórendszer részeként). Az agytörzs feladata egyértelmű az éberség és a figyelem irányításában. Ehhez a feladatkörhöz kapcsolódik a CGL beidegzése is. Az agytörzsből érkező axonok az adott éberségi szintnek megfelelően csökkentik, vagy növelik a vizuális információ áramlását a CGL-től az elsődleges látókéreg felé (Burke and Cole, 1978) Retinális topográfia Mind a CS és a CGL struktúrájára jellemző, hogy megőrzik a retina topográfiáját, vagyis retinotopikus térképpel rendelkeznek. Ez azt jelenti, hogy a retina szomszédos területeiről származó axonok a CS és a CGL terültén is az egymással szomszédos neuronokhoz kapcsolódnak. A CGL esetében, ahol a P- és M-sejtek elkülönült rétegeivel találkozunk, ez a retinotopikus elrendezés úgy épül fel, hogy minden egyes réteg egy önálló retinális térképpel rendelkezik. Az egyes rétegek által létrehozott térképek egymással átfednek, oly módon, hogy az azonos retinális területek egymás felett helyezkednek el. A retinális térképeknek egy további lényeges tulajdonsága, hogy bár a retinális kép topografikus elrendezése megmarad, a kép arányai jelentősen torzulnak a látómező központi részének javára. Ez azt jelenti, hogy a látómező központi részének reprezentációja túlhangsúlyozódik a perifériális területekhez képest A kérgi információfeldolgozás első lépései: a sztriatális kéreg 74

85 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája 2.1. A sztriatális kéreg felépítése és feladatai A vizuális információ kérgi feldolgozása az agy posterior pólusán található sztriatális kéreggel kezdődik. A sztriatális kéreg, 3 más néven az elsődleges látókéreg (jelölése általában V1) a Broadman-féle citoarchitekturális felosztás 17-es áreája. Legnagyobb része az occipitális lebeny mediális felszínén, a fissura calcarina két partján és az occipitális lebeny posterior pólusán helyezkedik el. Akárcsak a neokortex többi része, a V1 vastagsága is kb. 2 mm, és 6 rétegű felépítést mutat. A rétegek száma igazából több, mert a IV. rétegnek 3 alrétegét különböztetjük meg (IVA, IVB, és IVC), és ráadásul a IVC réteg két további alegységre osztható: IVCα és IVCβ (Bear és mtsai, 1996). Az elsődleges látókéreg rétegei közötti információ-szállítás párhuzamos projektív rendszerek mentén valósul meg (l ábra). A rendszer kiindulópontja a IV. réteg, amely különösen fontos a kéreg alatti információ fogadása szempontjából. A CGL-ből származó axonok itt, a IV. sztriatális rétegben végződnek. Az M- és a P- neuronok axonjainak végződése itt is elkülönül. Az M-sejtek szinapszisait a IVCα, míg a P-sejtek szinapszisait a IVCβ rétegben találjuk. A 4.4. ábrán látható kapcsolódási rendszert tovább követve láthatjuk, hogy a IVCα neuronjai a IVB réteget idegzik be. Ez az ún. M-projekció. Az M-projekció feladata elsősorban a háromdimenziós képalkotás és a mozgásérzékelés (A V1 neuronjainak funkcionális szelektivitásáról részletesebben a 4.3. táblázat számol be.). A P-sejtek információit regisztráló IVCβ neuronok axonjai ezzel szemben a III. sztriatális rétegben végződnek. A III. réteg mikroszkopikus képét ún. pacasejteket tartalmazó foltok (blob régiók) és a foltok közötti régiók (interblob régiók) jellemzik. Mindkét régióra jellemző a IVCβ rétegből érkező P-sejtes input. Ez, az előbbivel analóg módon, a P-projekció. A P-rendszer azonban két részből áll. Az egyik, a III. réteg blobok közötti területét beidegző pálya, elsősorban a formafelismerésben játszik szerepet. A P-projekció másik része pedig a pacasejtekhez kapcsolódik, és feladatát főleg a színérzékelésben látja el. Mind a három projekciós rendszer, megtartva az elkülönülést, tovább folytatódik az extrasztriatális területeken is ábra. A M- és P-pályák retinokortikális kapcsolódási rendszere a retinától az extrasztriatális területekig (IT: inferotemporális kéreg, PP: postparietális kéreg). (Forrás: Schwartz, 2004) 5.3. táblázat táblázat. A V1 főbb sejttípusai és funkcionális szelektivitásuk A V1 sejtjei funkcionális szelektivitással jellemezhetőek. A P- és M-pályarendszerek mentén, a V1 funkcionálisan specifikus sejtjei regisztrálják a téri orientációra, a mozgás irányára, a binokularitásra, illetve a színekre vonatkozó információt. A V1 sejtjei közül vannak olyanok, amelyek szigorúbb specializációval jellemezhetőek, és vannak olyanok, amelyek tágabb feladatkörrel rendelkeznek. Az előbbi az egyszerű sejtek, az utóbbi a komplex sejtek működésére vonatkozik. Mindkét sejttípusra jellemző, hogy elsősorban megfelelő téri orientációjú szélekre, illetve vonalakra mutatnak aktivációt. Az orientációt, illetve a mozgás irányának detekcióját a kérgi neuronok receptív mezejének alakjában bekövetkező változás teszi lehetővé. Az előbbiekben láthattuk, hogy a retinális ganglion- sejtekhez tartozó receptív mezők alakja koncentrikus (4.2. táblázat), ez a forma értelemszerűen nehezen tenné lehetővé az ingerek irányának meghatározását. Ezzel szemben a V1 orientáció-specifikus neuronjai nyújtott formájú receptív mezővel rendelkeznek, amelyek már alkalmasabbak az ingerek irányának regisztrálására. Ez az egyszerű sejtek esetében azt jelenti, hogy az egyes sejtek akkor mutatnak maximális aktivációt, ha az adott inger például egy él vagy egy határvonal pontosan 3 Sztriatális kéreg: A sztriatális elnevezést a CGL axonjainak sűrű hálózatáról kapta, amelyek egy mikroszkopikusan jól látható sávot (striát) alkotnak az elsődleges látókéreg 4B rétegében. Ezt a sávot Gennari-féle vonalnak is nevezik. Az extrasztriatális kérgi területekben már nem látható Gennari-vonal. 75

86 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája illeszkedik a sejt receptív mezejére. A komplex sejtek funkcionalitása nem ennyire szigorú. A komplex sejteknél is fontos az adott inger orientációja, de gyakorlatilag mindegy, hogy az inger a sejt receptív mezejének melyik részére vetül. Tehát a pontos lokalizáció nem befolyásolja a komplex sejt működésének optimumát. Egy további különbség, hogy míg az egyszero sejtek az álló, vagy lassan mozgó kontúrokat preferálják, addig a komplex sejtek egy adott irányba mozgó kontúrra reagálnak. A V1 sejtjei közül több sejt az inger hosszára is érzékeny. Ezeket a neuronokat eredetileg egy különálló neurontípusként hiperkomplex sejtként jegyezték, de mivel a hosszérzékenység egy viszonylag általánosnak mondható tulajdonság a V1 neuronjainak körében, ma már a hiperkomplex sejteket általában nem tekintik önálló kategóriának. Az orientációszelektivitáson kívül a binokularitás is egy fontos jellemzője a V1 neuronjainak. Egészen az elsődleges látókéregig a vizuális információ monokuláris (egyszemes) módon halad, vagyis az egyes kéreg alatti sejtek mindig csak az egyik szemből kapnak információt. A két szemből érkező információ integrációja azonban elengedhetetlen a 3 dimenziós környezet reprezentációjához. Ennek az első lépése valósul meg a V1 binokuláris neuronjai által. A binokularitás a neuronok szintjén azt jelenti, hogy a sejt mindkét szemből érkező ingerületre reagál, ráadásul erősebb aktivációt mutat, ha mindkét szemből egyszerre érkezik ingerület. Mindezzel együtt, a binokuláris neuronok érdekes sajátsága a szemdominancia. A kifejezés arra utal, hogy bizonyos binokuláris neuronok szempreferenciával rendelkeznek, tehát erősebb aktivitást mutatnak a bal vagy a jobb szemből érkező ingerületre. Végezetül, a sejtszintű funkcionalitásnak egy további eleme a színszelektivitás is. A V1 szintű színérzékelés a III. réteg foltszerű struktúráiban (blobok) található pacasejtek működéséhez kapcsolódik. A sejtek jellegzetessége, hogy nem mutatnak orientációszelektivitást, de receptív mezőjükre szín opponencia jellemző. Ez általában ugyanúgy valósul meg, mint a retinális P ganglion sejteknél, vagyis a központi és környéki rész opponens színekre érzékeny, és így a szín aktiváló vagy gátló hatása attól függ, hogy a receptív mező központi vagy környéki részét ingerli-e (pl. Hubel és Wisel, 1977). Az egyes jellegek párhuzamos feldolgozásának fontos neuropszichológiai jelentősége van. Ez az elsődleges oka annak, hogy a kérget érintő sérülések (főleg az extrasztriatális területeken) gyakran okoznak jellegspecifikus zavarokat, illetve változatos tünetű agnóziákat A sztriatális kéreg topográfiája Akárcsak a kéreg alatti vizuális központokra, a V1-re is jellemző a retinális topográfia megőrzése, a retinotopikus eloszlás. Mivel a V1-be érkező P- és M-sejtek axonjai továbbra is elkülönülnek, akárcsak a CGL esetében, több egymással átfedő retinális térkép keletkezik. A V1 retinális térképeinek pontos téri elhelyezkedését már a 19. századi neurológusok munkáiból ismerjük (a korai szerzők munkáinak fordítását l. Glickstein és Fahle,2000). Ők elsősorban lövedék okozta sérülések következményeit elemezve írták le a retinális képi információ reprezentációját az elsődleges látókéregben. Az ezekből a korai munkákból is következő V1-topográfiát mutatja be a 4.5. ábra. Ez alapján elmondhatjuk, hogy az elsődleges látókéreg felső területe a fissura calcarinát határoló felső gyrus felelős az ellenoldali látómező alsó felének reprezentációjáért. Míg az elsődleges látókéreg alsó területén a fissura calcarinát határoló alsó gyrus történik az ellenoldali látómező felső területének reprezentálása. Mindemellett a fovea, a vizuális fixációnk központja, az occipitális lebeny pólusára vetül. Innen kiindulva, azokat a neuronokat, amelyek a látómező horizontális meridiánjára (az a terület, amely foevától horizontális irányba a periféria felé írható le) reagálnak az occipitális pólustól befelé haladva, a fissura calcarina mentén találjuk. Míg a vertikális meridián (az a képzeletbeli, függőleges vonal, amely a látómező jobb és bal felét osztja ketté) a horizontális meridián alatt, illetve felett fut 4. 4 A látómező jobb és bal oldalának anatómiai határa a falx cerebri 76

87 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája 4.5. ábra. Az elsődleges látókéreg (V1) retinális topográfiája (Forrás: Fahle, 2004). A V1-es área az occipitális lebeny posterior pólusán, a fissura calcarina mentén található. A fovea közvetlenül az occipitális lebeny pólusára vetül, a látómező horizontális meridiánja pedig a fissura calcarina alsó, illetve felső partját fedi le (bővebben lásd a szövegben) Már a 19. századi tanulmányok is kiemelik, hogy az elsődleges látókéregben a retinális képnek egy arányaiban torz reprezentációja jön létre. A retinális kép torzulása itt is, akárcsak a kéreg alatti struktúrák esetében, a központi látótér túlhangsúlyozását jelenti a perifériális látóterületek rovására. Az elsődleges látókéregnek ezt a tulajdonságát kérgi nagyításnak nevezzük. A mai vizsgálati módszerekkel egész pontosan meg lehet becsülni a kérgi nagyítás mértékét. Ezek azt mutatják, hogy a látómező központi, 1-3 -ra terjedő területe az elsődleges látókéreg megközelítőleg 80%-át fedi le. A kérgi nagyításnak a következménye, hogy a V1-et ért sérülések nagyon gyakran a látás szempontjából legfontosabb, foveális éleslátást érintik. De ennek súlyosabb következményeit ellensúlyozza az a tény, hogy a foveális területekhez tartozó neuronok kisebb receptív mezővel rendelkeznek, ezért az erre a területre eső léziók általában kisebb szkotómák kialakulásához vezetnek Az orientációszelektivitás eloszlása és plaszticitása Az elsődleges látókéreg neuronjainak egyik legfontosabb jellemzője az orientációszelektivitás. A sejtek szelektivitása azonban nem statikus, hanem plasztikus eloszlást mutat. Vagyis a kérgi sejtek az orientációknak rendkívül széles skálájára érzékenyek, de a különböző irányultságra érzékeny sejtek száma nem mutat egyenlő eloszlást. Így a vízszintes és a függőleges irányultságú vizuális ingerekre sokkal több kérgi sejt lép aktivációba, mint bármilyen más orientáció esetében. Ennek a függőleges-vízszintes eltolódásnak komoly perceptuális következményei vannak, amelyekre leginkább az éleslátást vizsgálva derülhet fény. Ilyenkor egyértelműen kiderül, hogy a vizsgált személyek látásélessége a függőleges és vízszintes vonalak esetében a legnagyobb, és a 45 fokban dőlt vonalak esetében a legkisebb. A függőleges és vízszintes vonalakat sokkal alacsonyabb kontraszt esetén is képesek vagyunk érzékelni, mint a ferde vonalakat. A vízszintes-függőleges irányok perceptuális előnyét a ferde orientációval szemben ferdeségi hatásnak nevezzük (Appelle, 1972). Az emberek csekély százalékánál azonban nem mutatható ki ferdeségi hatás, vagy éppen ellenkező orientáció-preferenciát mutatnak (a ferde kontúrokat látják élesebben a vízszintes és függőleges kontúrokhoz képest). Az ő esetükben a hatás hiányának hátterében nagyon gyakran asztigmia, a szem szaruhártyájának szabálytalan görbülése áll. Az asztigmia egy olyan fénytörési hiba, amely során nem alakul ki a fénysugarak pontszerű leképezése a retinán, 77

88 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája vagyis a szemnek nem egy fókuszpontja van (Süveges, 2004). Ennek következménye lehet a megváltozott irányeltolódás, vagyis, hogy a normális esetben preferált irányultságú kontúrok elmosódva látszanak, míg mások láthatósága megnő. A szaruhártya fénytörési hibája ma már számos szemészeti eszközzel kiválóan korrigálható. Ugyanakkor az optikai korrekció, vagyis a tökéletes fókuszpont ellenére is megmaradhat az iránypreferencia normálistól eltérő jellege (Mitchell és mtsai, 1973). Nagyon gyakran az optikai korrekción átesett személyek még mindig a ferde kontúrokat látják élesebben, vagy az összes orientációt ugyanazzal a hatékonysággal észlelik. Ezt a jelenséget meridián menti amblyopiának nevezzük. A jelenség oka nagy valószínűséggel a kérgi sejtek orientációszelektivitásának plasztikus jellege. Ez azt jelenti, hogy az asztigmia már korábban megváltoztatta a V1 neuronjainak irányultságszelektivitását. Egy érdekesség, hogy a függőleges-vízszintes eltolódás plaszticitása nem csak patológiás, hanem normális környezeti interakció következményeként is felismerhető. Például bizonyított, hogy a kevesebb függőleges és vízszintes elemeket tartalmazó építészeti környezet (pl. különböző humán agrikultúrák esetében) csökkenti a meridiánok menti kontúrok előnyét a ferde kontúrokkal szemben (Sengpiel és mtsai, 1999) Az orientáció-információ integrálása: kontúrdetekció A sztriatális kéreg információ-feldolgozó folyamatai között nem csak egyes jellegek felismerésére specializálódott folyamatokat, hanem alacsonyabb szintű integrációsfolyamatokat is találunk. Az integrációs folyamatok V1 szintű jelenlétének egyik nagyon fontos példája az orientáció-információ integrálása (Hess és Field, 1999; Kovács, 1996). A folyamat jelentőségét jól szemlélteti a 4.6. ábra. Az ábrán is látható egyszerű vizuális elemek (Gabor-foltok) orientációjának észlelését a V1 orientáció szenzitív sejtjei végzik. Ez tehát egy elemi jellegspecifikus feldolgozás. Az elemi orientációk meghatározása után azonban egy fontos folyamat az elemi információk integrációja, hiszen ahogyan ez az ábrán is látszik, az ilyen típusú integrációnak alapvető szerepe van a különböző tárgyi határvonalak, kontúrok meghatározásában. Az elemi kontúrok integrációja tehát egy kihagyhatatlan lépés a teljes tárgyfelismerés felé (l. a bevezetésben: 2. feldolgozási szint, élek, kontúrok, elsődleges határvonalak meghatározása). Az elemi orientáció-információ integrációját lehetővé tevő neuronális mechanizmus alapja az orientáció szenzitív neuronok interakciója, amelyet a neuronok közötti nagyobb kiterjedésű, laterális összeköttetések tesznek lehetővé (Kovács, 2003, 2000). Az orientáció-integráció V1 szintű jelenlétét támasztja alá egy vizuális agnóziás személlyel (HJA) foglalkozó esettanulmány is (Giersch és mtsai, 2000). HJA esetében egy bilaterális agyi ischaemia 5 következtében roncsolódtak a magasabb rendű occipitális és a kezdeti anterior temporális területek. Ez a kiterjedt és számos vizuális deficitet kiváltó sérülés azonban nem akadályozta HJA-t abban, hogy tipikus szinten teljesítsen az orientáció-integrációs feladatokban. Ez azt bizonyítja, hogy az elsődleges látókéreg önmagában is képes ellátni az elemi orientációk integrációját. Az orientáció-integráció vizsgálata kiválóan működik kontúrintegrációs paradigma alkalmazásával. A 4.6. ábra b. része az erre a paradigmára kidolgozott, és a klinikai gyakorlatban is egyre jobban terjedő kontúrintegrációs teszt két példaábráját mutatja (pl. Kovács, 2003). Az ábrán különböző orientációjú elemi egységeket látunk, amelyek egy része a tipikus kontúrintegrációs képességgel rendelkező személy számára jól látható, tojás alakú kontúrt formál. A teszt során a vizsgált személy feladata a tojás orientációjának meghatározása (pontosabban, hogy merre irányul a kontúrforma keskenyebbik része). Mivel a kontúrok elkülönülő elemi egységekből épülnek fel, így a helyes kontúrészlelést csak az elemi egységek orientációjának integrációja teszi lehetővé. Ezt az integrációs stratégiát erősíti az a megoldás is, hogy az ábrán látható módon, a kontúrok zajba vannak ágyazva (vagyis a kontúrokat véletlenszerű orientációjú, kontúrként nem integrálható elemi egységek veszik körül). A zaj jelenléte miatt a megfigyelő kénytelen az egyes elemi egységek orientációját külön-külön detektálni, majd ezeket az elemi információkat integrálni. Bár a kontúrintegráció egy alapvető vizuális képesség, mégis, folyamatos fejlődés mellett viszonylag későn, éves korra éri el a teljesen érett szintjét (Gerhardstein és mtsai, 2004; Kovács, 2000). Ez összhangban van azokkal az anatómiai eredményekkel, amelyek azt mutatják, hogy a V1 neuronjai között létrejövő laterális kapcsolatok kialakulása szintén hosszan benyúlik a gyermekkorba. A fentiek alapján tehát a kontúrintegrációs feladatok alkalmasak arra is, hogy megbecsüljék a neuronok laterális interakcióinak szerepét a különböző vizuális deficitekkel járó kórképekben. Több rendellenesség esetén is bizonyították, hogy a kontúrintegráció fejlődése eltér a tipikustól, utalva ezzel arra, hogy az adott betegség tüneteihez az alacsonyszintű neuronális interakciók abnormális szintje is hozzájárulhat. Így csökkent kontúrintegrációs képességhez vezet például, ha a fejlődés során a binokuláris ingerlés amblyopia vagy sztrabizmus esetén rendellenes (Kovács és mtsai, 2000). De megvizsgálták skizofréniás személyek integrációs képességét is (Silverstein és mtsai, 2000). Az ezzel a betegséggel élők a kontúrintegrációs feladatokban az Ischaemia: helyi vérellátási zavar 78

89 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája éves gyermekek szintjén teljesítettek, amely szintén egy általánosan fejletlen laterális kapcsolatrendszerre utal az elsődleges látókéreg sejtjei között A sérült V1: kérgi vakság és reziduális vizuális képességek Az elsődleges látókérget ért sérülések eredménye általában erősen kongruens anópiák vagy szkotómák formájában írható le (l. korábban). Az elsődleges látókérget közvetlenül ért sérülések, vagy a látókéreg afferens rostjainak sérülése gyakran a kontralézionális látótér teljes vakságát eredményezik (kérgi vakság). A teljes vagy abszolút vakság azt jelenti, hogy az érintett személynek nincs tudatos vizuális élménye. A tudatos vizuális élmény hiánya mellett számos látókéreg sérült beteg képes azonban arra, hogy valamilyen módon reagáljon a vak látótérre vetülő ingerekre. Ebben az esetben a személy tehát nem képes az inger tudatos feldolgozására, de rendelkezik olyan reziduális képességekkel, amelyek az ingerek nem-tudatos detekcióját lehetővé teszik (Kentridge, Heywood és Weiskrantz, 1999). Az elsődleges látókéreg sérülése után visszamaradó (reziduális), de nem tudatosuló vizuális képességet gyakran illetik a vaklátás kifejezéssel 6. A vaklátás több szinten nyilvánulhat meg, a neuroendokrin válaszoktól egészen a célorientált viselkedésig. Még pontosabban, az elsődleges látókéreg funkcionális kiesése után visszamaradó vizuális reakcióknak négy szintjét különböztetjük meg (Marcel, 1998; Stoering és Coway, 1997; Weiskrantz, 1996) ábra. A Az elemi orientációk integrációjának jelentősége a tárgyészlelésben. B A kontúr-integrációs teszt két ábrája. A vizsgált személy feladata a kontúrok orientációjának meghatározása (Forrás: Kovács Ilona, 2003, a szerző engedélyével) 6 Itt fontos megjegyezni a különbséget a reziduális funkció és a vaklátás között. A két kifejezés nem áll feltétlenül szinonim viszonyban egymással, mert míg a reziduális vizuális funkciók lehetnek tudatosak (pl. Riddoch-jelenség: tudatos reziduális mozgásészlelés), addig vaklátás alatt csak a nem tudatosuló vizuális élményeket értjük. 79

90 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája A legalacsonyabb szintű vizuális reakció a neuroendokrin válasz. Erre az egyik legjobb példa a fény hatására növekvő melatonin kiválasztás, amely néha megmarad az egyébként vak személyeknél is. Ha ez a neuroendokrin válasz az egyetlen megmaradt vizuális funkció, akkor az érintett személy pupillái nem reagálnak a fényre, és a legkisebb fényérzékelésről sem képes beszámolni. A kortikális vakság után esetlegesen kimutatható vizuális funkciók második szintje a reflexes válasz. Ez alatt értjük például a pupilla reflexes válaszát a növekvő, illetve csökkenő fénymennyiségre, vagy a fény felvillanását követő pislogási reflexet. Még ritkább esetekben pedig fennmaradhat a mozgó környezet reflexes követése is. A vaklátás harmadik szintje az implicit feldolgozás képessége. Az implicit feldolgozást leginkább olyan kísérleti helyzettel tudjuk demonstrálni, amikor a kísérleti személynek (aki pl. egy hemianópiás beteg) csak a látott ingerekre kell reagálnia, de a vak látóterére vetülő ingerekkel kapcsolatban semmilyen észlelési feladata nincs. Az implicit feldolgozás jelenlétére az alapján következtetnek, hogy a vak térfélre eső ingernek van-e valamilyen módosító hatása a látott inger észlelésére. Ha a módosító hatás kimutatható, akkor van implicit vizuális feldolgozás a tudatos vizuális észleléssel nem jellemezhető területen is. Az utolsó és egyben legmagasabb vizuális funkció, amely a tudatos látás elvesztésekor esetlegesen megmaradhat, a célorientált válasz. Általában ez a reziduális képesség a vaklátás klasszikus példája. Az ezt célzó kísérletekben a kísérleti személy már konkrét feladatokat kap a vak látótérre eső ingerekkel kapcsolatban. Az általában használt kísérleti módszer a kötelező választás. Ennek során például az inger két egymás melletti panel valamelyikén, tehát a fixációtól jobbra vagy balra jelenik meg. A vizsgálati személy feladata az inger helyének a meghatározása szóban, vagy akár rámutatással. A vizsgált személyek egy részénél az eredmények meglepőek: a véletlennél nagyobb valószínűséggel képesek az inger helyének meghatározására. Melyek azok a neuronális mankók amelyekre a reziduális vizuális képességek támaszkodnak? Két neuronális útvonal szerepe tűnik a leglényegesebbnek. Az egyik a retinotektális pálya, amely mentén a vizuális információ a colliculus superioron és a pulvinaron keresztül a sztriatális kérget kihagyva jut el extrasztriatális területekhez (pl. a poszterior parietális kéreghez). A másik útvonal végállomása szintén különböző extrasztriatális régiók, de ebben az esetben az információt olyan rostok szállítják, amelyek ugyan érintik az elsődleges látókérget, de rajta áthaladva csak az extrasztriatális neuronokat aktiválják. Pszichológiai szempontból a vaklátás klasszikus ellenpólusa a neglekt-szindróma. A ún. téri-vizuális neglekt kialakulásakor csökken a sérüléssel ellenoldali látótérre eső információ feldolgozása, de a tudatos látás élménye mégis megmarad. (A téri neglekt részletesebb leírását, illetve ennek összehasonlítását a vaklátással l. részletesebben a későbbi fejezetrészekben.) A vaklátásnak egy további, bár ritkán előforduló ellentéte az Anton-szindróma. Az Anton-szindrómás személyeknél általában kiterjedt V1 sérülés következtében nem mutatható ki semmilyen vizuális funkció, de az érintett személyek mégis elutasítják (pontosabban nem ismerik fel) vakságukat. Ők rendszerint tudatos vizuális élményekről számolnak be, illetve konfabulációval (hazudozás) próbálják elfedni a látásuk elvesztését. A jelenség hátterében számos ok állhat, de a legvalószínűbb, hogy a sérült elsődleges látókéreg nem képes kommunikálni olyan kérgi területekkel, amelyek a tudatos észlelés fenntartásáért felelősek A magasabb szintű látás: extrasztriatális kéreg 3.1. Útvonalak a V1 után A kérgi területek működésének eredményeként kialakuló észlelet fokozatosan épül fel. Az integrációs folyamatok nagy része extrasztriatális kérgi területek interakciójaként valósulhat meg. Ezeknek az integrációs folyamatoknak az eredményeként jelenik meg a látott környezet valós háromdimenziós struktúrája, illetve az ehhez kapcsolódó pontos szemantikai reprezentáció (pl. Stirling, 2002; Kertesz, 1994). A korai látórendszeri szakaszokra jellemző párhuzamosság (az M és P pályarendszer viszonylagos elkülönülése) az extrasztriatális területek kapcsolatrendszerét is meghatározza. A 4.4. ábrán látható módon a V1 4B rétegébe érkező elsősorban M-sejtes input, a már extrasztriatális V2-es területen történő átkapcsolás után, a V5-ös terület felé továbbítódik. Ez a kapcsolat alapozza meg az extrasztriatális információfeldolgozás egyik fő tengelyét, a dorzális vagy occipitoparietális irányt. Ezzel párhuzamosan, a III. sztriatális terület P-sejtes projekciója szintén folytatódik az extrasztriatális területeken. Mind a blob és a blobok közötti régió sejtjei a V2 felé közvetítenek, ahonnan az információ a ventrális V4-es területre jut el. Az információáramlásnak ez az iránya építi fel az extrasztriatális feldolgozás másik fontos útvonalát, a ventrális vagy occipito-temporális irányt. 80

91 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája A ventrális és dorzális területeknek nem csak az anatómia-lokalizációja eltérő, hanem fontos funkcionális különbségeket is találunk közöttük (l ábra). A két kérgi útvonal természetesen nem független egymástól, közöttük számos ponton szoros interakció működik. A két útvonal főbb jellemzőit és a hozzájuk köthető neuropszichológiai zavarokat beszéljük meg az alábbiakban (Bear, 1996) ábra. A ventrális (MI-pálya) és a dorzális (HOL-pálya) kérgi útvonal főbb szakaszai és az útvonalak közötti funkcionális különbségek (Forrás: Zihl, 2000). Mindkét irányt kétirányú információáramlás jellemzi, valamint a két útvonal közötti interakció is jelentős 3.2. Occipitotemporális irány (MI-pálya) A ventrális kérgi út főbb állomásai a követezőek: V1, V2, V4 és inferior temporális kéreg (IT) (l ábra). Általában a ventrális területek fő feladata a tárgyfelismerés és a felismert tárgy összekapcsolása már korábbi reprezentációkkal (MI-pálya). Ha ennek a pályának a neuronális tulajdonságait vizsgáljuk, három fontos dolgot érdemes kiemelnünk. 1.Az első, hogy a ventrális pálya posterior részének (a V1-hez közelebb eső terület) neuronjai egyszerűbb ingerekre reagálnak, míg a későbbi ventrális területek aktivációját komplexebb vizuális ingerek váltják ki. 2.A második lényeges dolog, hogy a pálya funkciójából adódóan az egyes tárgyak fizikai lokalizációja kevésbé fontos, így ezeknek a területeknek a neuronjait viszonylag nagy méretű receptív mezők jellemzik. 3.Végezetül, a ventrális útvonalat alapvetően jellemzi a színészlelés, amely szintén növeli a tárgyfelismerés hatékonyságát (Stirling, 2002). Az előbbiekből is következik, hogy az occipitotemporális struktúrákat ért sérülések után az érintett személyek általában bizonyos tárgyi jellegek felismerésének problémáiról, illetve magasabb szintű deficitek esetében arcok, teljes tárgyak felismerésének zavaráról számolnak be (pl. Rubin, 2001) A kérgi színlátás és zavarai 81

92 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája A leggyakoribb indiszkriminációs problémák (jellegfelismerési problémák) a színlátás különböző zavaraiban nyilvánulnak meg. A színlátás zavarai mögött álló sérülések kérgi lokalizációja változatos lehet, de a problémát leggyakrabban a ventromediális-occipitális kéreg (occipitotemporális gyrus, valamint a lingualis és a fusiform gyrus) és különösen a V4-gyel jelölt terület sérülései váltják ki (pl. Zihl, 2000; Heywood és Cowey, 1999; Walsh, 1999). A sérülések enyhébb formában a színészlelésnek egy csökkent formájához, a diszkromatopsziához vezetnek. Ebben az esetben csak bizonyos színek észlelése esik ki, míg más színek észlelése megmarad. De kialakulhat ennél súlyosabb károsodás, a színészlelés teljes elvesztése is, az akromatopszia. Az akromatopsziás személyek csak szürke árnyalatok észlelésére képesek, ezért a tárgyfelismerésben fontos szerepet játszó, szín alapú diszkrimináció képességét is teljesen elvesztik. Mindkét színészlelési zavar kialakulhat uni- és bilaterális sérülések következtében is. Az unilaterális sérülések az ellenoldali látótér színészlelésének zavarához vezetnek (hemidiszkromatopszia, hemiakromatopszia). Míg a bilaterális sérülések értelemszerűen a teljes látótéren belül rontják a színek felismerését Ventrális integrációs zavarok Az egyes ventrális területeket érintő sérülések a fenti egyszerűbb jellegdiszkriminációs problémákon kívül összetettebb integrációs zavarokat is okozhatnak. A ventrális integrációs zavarok két nagyobb csoportját nézzük át az alábbiakban. Az első csoportba a tárgyfelismerési deficithez vezető, vizuális-vizuális integrációs zavarok tartoznak. A másik csoport zavarait az intakt tárgyfelismerés mellett a tárgyak megnevezésének nehézsége (vizuális-verbális integrációs zavar) jellemzi Vizuális-vizuális integrációs problémák A temporális kéreg anterior részére tehetők azok az integratív folyamatok, amelyek az észlelt tárgyi reprezentációkat kapcsolják össze korábbi memórianyomokkal. Ha ezt az integrációt valamilyen sérülés megszakítja, vizuális agnóziák (gnózis: görög, jelentése tudás, ismeret) kialakulását eredményezheti. Ennek a kapcsolatnak a megszakadása jellemzi például a szín-észlelés egyik magasabb szintű zavarát, a színagnóziát is. Az ilyen zavartól szenvedő személyek, bár tökéletes színdiszkriminációs képességgel rendelkeznek, nem képesek a színeket ismert tárgyakkal asszociálni (pl. az epret a pirossal stb.), illetve nem ismerik fel az abszurd színezetű tárgyakat sem (pl. kék ló). A színagnózia rendkívül ritka jelenség, a kiváltó sérülés leggyakrabban az anguláris gyrus mentén található (Zihl, 2000). Az agnóziák ugyanakkor a ventrális látópálya jellegzetes integrációs zavarai, amelyeket leggyakrabban a német neurológus, Lissauer által 1890-ben bevezetett két fő csoport egyikébe sorolják: apperceptív, illetve asszocitatív agnózia. Ez a kettős felosztás ugyan túlegyszerűsített, de jó kiindulási pontot jelent a vizuális agnóziák megértéséhez. Az apperceptív agnózia kifejezés általában olyan személyek diagnózisában szerepel, akiknek tárgyfelismerési nehézségeik vannak, amellett, hogy az egyes tárgyi jellegek észlelésében nem mutatható ki probléma. Az apperceptív agnóziában tehát az egyes jellegek integrációja szenved zavart. Az ilyen személyeknek lehet tökéletesen éles a látásuk, lehet jó a szín- vagy kontraszt-érzékenységük, mégsem képesek egy tárgy egészét észlelni. Képtelenek a bejövő tárgyi információ egységes analízisére. Ha az apperceptív agnóziában érintett személyeknek egy hétköznapi tárgy, például egy csésze képét mutatjuk, tökéletesen fogják leírni a látott tárgy színét, méretét és az egyéb fizikai jellegeit is, de mégsem lesznek képesek arra, hogy a tárgyat egészében felismerjék. A tünetek súlyossága természetesen a sérülés kiterjedésétől függ. Nagy kiterjedésű sérülések által keletkezett súlyosabb agnóziás deficit esetén az érintett személyek még a viszonylag egyszerűbb formákat sem képesek felismerni, sőt az egyszerűbb rajzos másolatok készítése is problémát okoz a számukra. Az agnóziás betegek legnagyobb részénél szerencsére nem ilyen súlyos a probléma, és a tárgyak felismerése csak korlátozott formában szenved zavart. De a kevésbé súlyos esetekben is több minden megnehezíti az agnóziás személyek mindennapjait. Így egyrészt gyakran összekeverik a hasonló tárgyakat, másrészt az egyes tárgyak különböző látószögből történő felismerése is nehézséget okoz számukra (más szóval sérül a tárgykonstancia) (Farah, 2000). Nehéz kiemelni az apperceptív agnózia hátterében álló agyi területeket, mivel az ilyen tünetek megjelenésében általában diffúz, például szénmonoxid-mérgezés következtében kialakuló sérülések állnak. Az egyik leggyakrabban idézett esettanulmány betegénél (S) is szénmonoxid-mérgezés következtében jelentek meg súlyos agnóziás tünetek. S számára világosak voltak az alapvető, egyszerűbb formák, de képtelen volt bármilyen komplexebb tárgy, betű, szám vagy arc felismerésre. Agnóziája tipikusan vizuális volt, vagyis tapintás alapján 7 Az integrációs zavarok harmadik típusaként említhetjük a vizuális-limbikus kapcsolat megszakadását is. A szenzoros-limbikus rendszerkapcsolat alapvető a szenzoros ingerek emocionális tónusának meghatározásában. Ennek részletes tárgyalására a jelen fejezetben azonban nem kerül sor. 82

93 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája normális szinten ismerte fel a tárgyakat, illetve beszédében, memóriájában sem volt nyoma semmilyen tárgyfelismerési rendellenességnek (Humphreys, 1999). A fentiekkel ellentétben, az asszociatív agnóziás személyeknek nem okoz gondot a látott tárgyakat lerajzolni, vagy egymástól megkülönböztetni. Náluk a probléma inkább akkor jelentkezik, mikor kérdésre válaszolva kell az egyes tárgyakat beazonosítani. Ha elképzelünk egy olyan egyszerű helyzetet, mint egy asztal megterítése, akkor egy asszociatív agnóziás személynél a következő tünetekkel találkozhatunk. A beteg képes arra, hogy bármelyik evőeszközt a szokásnak megfelelően helyezze el az asztalon, és kérésre megfelelő vázlatot is rajzol róluk. Az egyes tárgyak felismerése tehát nem okoz gondot, így nem beszélhetünk apperceptív agnóziáról. Azonban, arra a kérdésre például, hogy mi az a tárgy amit éppen a kezében tart, általában nem érkezik helyes válasz. Sőt később a memóriából történő felidézés is nehézséget okoz egy asszociatív agnóziával élő személy számára. A fentiekből az következik, hogy az asszociatív agnóziások problémája a perceptuális rendszer és a szemantikus memória összekapcsolásában keresendő. Egy másik ismert beteg (AB) esete is ezt támasztja alá. AB könnyedén különböztetett meg tárgyakat egymástól, és eltérő látószögben mutatott arcok azonosságát, illetve különbözőségét is felismerte. Ezzel szemben egy 12 egyszerű tárgyból álló tárgysorozatból egyetlen tárgyat sem volt képes helyesen azonosítani. Szemantikus memóriazavarára az a megfigyelés utal, hogy AB fényképekről ugyan el tudta dönteni, hogy az adott képen egy állat vagy valamilyen tárgy szerepel, de ennél pontosabb, kategorizáltabb azonosításra nem volt képes. További bizonyíték a szemantikai információ felhasználásának zavarára a Warrington és Taylor által bemutatott esettanulmány (Humphreys, 1999). Az ebben a tanulmányban szereplő betegnek a különböző tárgyak közötti funkcionális kapcsolatot kellett felismernie. Próbaként szerepelt például egy csukott esernyő képe, amelynek a funkcionális párját kellett kiválasztani két alternatíva közül: egy nyitott esernyő és egy sétapálca. Az asszociatív agnóziás személy a sétapálcát választotta, míg a normál kísérleti kontrollok számára egyértelmű volt a nyitott esernyő választása. Következtetésként tehát megint elmondhatjuk, hogy az asszociatív agnóziás személyeknél a percepció és a jelentés integrációja szenved zavart. Az asszociatív agnózia tüneteit leggyakrabban olyan sérülések okozzák, amelyek mindkét féltekén, ventrálisan, az occipitális-temporális határon alakulnak ki. Az ilyen típusú sérülések valószínűleg gátolják a perceptuális és szemantikus rendszerek interakcióját. Az agnóziáknak számos altípusát különböztethetjük meg specifikusságuk alapján is. Így vannak generalizált agnóziák, ahol a felismerési zavar számos különböző tárgykategóriára kiterjed. Mindemellett, vannak szigorúan specifikus agnóziás kórképek, amikor az érintett személyeknek csak bizonyos típusú tárgyak felismerése, vagy azonosítása okoz nehézséget. A specifikus asszociatív agnóziák között mindig kiemelt helyen szerepel a prozopagnózia. A prozopagnózia olyan arcfelismerési zavar, amellyel az ismert személyek (pl. családtagok) arcainak felismerésének, illetve új arcok megtanulásának csökkent képessége járul. A prozopagnózia külön hangsúlyt kap a jelen könyv egy másik fejezetében, így ennek részletes jellemzésére most nem kerül sor. Érdemes külön kiemelnünk az agnóziák közül a szimultánagnóziát, amelyet gyakran sorolnak az apperceptív agnóziák közé. A szimultánagnózia lehet ventrális vagy dorzális eredetű. Azok a személyek, akiknél a bal inferior temporális régió sérül, gyakran mutatnak ventrális szimultánagnóziás tüneteket. Ezeknek a betegeknek nem okoz gondot az egyszerűbb tárgyak felismerése, de több tárgy együttes észlelésére, illetve összetettebb vizuális környezet detektálására csak csökkent formában képesek. Ellentétben a dorzális szimultánagnóziával, amely a figyelemváltásnak a zavara (l. részletesebben később), a ventrális szimultánagnóziás személyek figyelmi képességei teljesen normálisan működnek, és a téri navigációs feladatokban sem mutatnak patológiás eltérést. Azonban már az összetettebb tárgyak felismerése is gondot okoz számukra. Például egy autó képét nem ismerik fel, mindamellett, hogy az egyes összetevők, a kerék, lökhárító stb. azonosítását könnyen megoldják (Farah, 2000) Vizuális-verbális integrációs problémák A vizuális-verbális integráció megszakadása a tárgyak megnevezésében okoz nehézségeket. Ellentétben tehát az előbb tárgyalt vizuális-vizuális integrációs zavaroktól, ebben az esetben a tárgyak felismerése és azonosítása nem szenved zavart. Általában három vizuális verbális integrációs problémát dokumentálnak a leggyakrabban: tiszta alexia, színanómia és optikus afázia. 8 Tiszta alexiában (agráfia nélkül) szenvedő betegek íráskészsége normális, viszont jelentős olvasási nehézségeik vannak, még az olyan szövegek visszaolvasásakor is, amit saját maguk írtak le. Az alexiás olvasásképtelenség 8 Az alexiák és afáziák rendszertanát külön fejezetek tárgyalják, így ezek bemutatásakor is csak a leglényegesebb jellemzőket emeljük ki. 83

94 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája erőssége variábilis: vannak olyan betegek, akik lassú, de eredményes betűről-betűre olvasással képesek teljes szavakat elolvasni, de vannak olyanok is, akiknél semmilyen olvasási alternatíva nem jár kellő eredménnyel. Az alexiás tünetek kialakulásáért a vizuális és nyelvi rendszerek közötti kapcsolat megszakadása a felelős. A mögöttes léziók szinte mindig a bal oldalon jelentkeznek, amelyek tipikus formában érintik az anguláris gyrust, de kiterjedhetnek a lingualis gyrusra és a corpus callosumra is (Zihl, 2000; Girkin és Miller, 2001). Egy másik, a vizuális és a verbális rendszer integrációjának hiányára utaló zavar a színanómia. A színanómiával élő személyekre jellemző, hogy nem képesek a színek korrekt megnevezésére. Habár vannak esetek, amikor ez a deficit önmagában fordul elő, de leggyakrabban csak társtünete általánosabb vizuális-verbális integrációs zavaroknak. A színanómiás személyek ugyanakkor tökéletesen párosítják össze a színeket és a tárgyakat: nincsenek tehát agnóziás, vagy akromatopsziás tüneteik. A szemantikai rendszerük szintén jól működik, tehát helyesen idézik fel az ismert tárgyak színét (Zihl, 2000; Girkin és Miller, 2001). A harmadik jellegzetes vizuális-verbális integrációs zavar az optikus afázia (vagy tárgyanómia). Az optikus afázia generalizált tárgymegnevezési zavar. Generalizált abban az értelemben, hogy az érintett személyek általában számos tárgyi kategórián belül képtelenek a vizuálisan bemutatott tárgyak megnevezésére. Ugyanakkor más szenzoros modalitások, például tapintás vagy hallás alapján történő tárgymegnevezésük sértetlenül működik. Az ilyen betegek pusztán vizuális információkra támaszkodva képesek a tárgyak felismerésére és funkcionális azonosítására, de a tárgyak nevét nem határozzák meg helyesen. A tárgyanómia kialakulását, akárcsak az előbbi esetekben, szintén az információáramlás anguláris gyrustól való szeparációja okozhatja. Ez a szeparáció valószínűleg még kifejezettebb, mint az alexia, vagy a színanómia esetében (Zihl, 2000; Girkin és Miller, 2001) Occipitoparietális irány (HOL-pálya) Az occipitoparietális vagy dorzális pálya útvonala az occipitális kéregtől bilaterálisan halad a parietális kérgi területek felé, ennek során áthalad av2-es és V3-as területeken, és belép a V5-tel jelzett területre (úgy is ismert, mint mediotemporális sulcus, MT). Innen pedig több posterior parietális terület kap információt. A dorzális pálya feladatai elsősorban változatos téri funkciók formájában nyilvánulnak meg (HOL-pálya). Számos kérgi egysége közül a V5-ös terület sejtjei elsősorban a meghatározott irányba mozgó ingerekre reagálnak, függetlenül az adott inger pontos látótéri lokalizációjától. A parietális területek közül a V7-tel jelölt terület kiterjedt receptív mezőkre támaszkodva érzékeli az adott irányú és sebességű mozgást (pl. Stirling, 2002). Az inferior parietális régiók sejtjei pedig olyan input kombinációkra szenzitívek, amelyek egyszerre jelzik az inger látótéri lokalizációját és a megfigyelő szemének, illetve fejének a pozícióját. Ez azért nagyon fontos, mert ezzel válik lehetővé a megfigyelő számára, hogy környezetének tárgyait szeme és feje adott orientációjától függetlenül észlelje (vagyis nem elforgatva látja a környezetét, amikor éppen ferdén tartja a fejét). Mindemellett a dorzális pálya mentén valósul meg a vizuális és motoros rendszerek integrációja is, amely többek között kulcskomponense a mozgások vizuális irányításának is (pl. Stirling, 2002). A dorzális pálya neuropszichológiai rendellenességei között megtaláljuk az egészen egyszerű téri folyamatok észlelésének zavarai mellett a komplexebb téri relációkat elemző képességek deficitjeit, valamint a vizuálismotoros dezintegrációs problémákat A legegyszerűbb téri feladatok zavarai Valószínűleg a legegyszerűbb téri képességünk a tér egyes pontjainak pontos lokalizációja. Ez a képesség is elveszhet azonban kérgi traumák következményeként. A zavart okozó léziók általában a parietális kéreg superior területén lokalizálódnak. Az ilyen sérülést szenvedett emberek jelentős nehézséggel küzdenek, amikor tárgyakat kell elérniük, vagy megragadniuk. Az unilaterális sérülések hatása kontralaterális, vagyis a jobb oldali sérülés a bal oldalon elhelyezkedő tárgyak elérését rontja, míg a bal oldali kérgi léziók hatása épp ellenkező irányú. Ha a mozgást nem vesszük figyelembe, tehát csak arra vagyunk kíváncsiak, hogy az érintett személyek képesek-e vizuálisan észlelni bizonyos pontok téri elhelyezkedését, akkor az idegrendszeri háttér tekintetében némileg eltérő képet kapunk. Ebben az esetben a jobb oldali parietális sérülések az egész látótéren belül ronthatják az ingerek lokalizációjának a képességét (Banich, 1997). Szintén egyszerű téri képességeink közé tartozik a vonalak, élek orientációjának észlelése is. Ez a képesség jelentősen romolhat a jobb oldali parietális sérülések következtében A mélységészlelés és zavarai 84

95 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája A hol kérdés megválaszolásában alapvető fontosságú a tárgyak mélységi viszonyának észlelése is. Ezt a viszonyrendszert a humán vizuális rendszer mind monokuláris, mind binokuláris információk alapján becsüli meg. A távolság binokuláris látás segítségével történő elemzését sztereolátásnak vagy sztereopszisnak nevezzük. A sztereolátás által felhasznált információ a retinális vagy binokuláris diszparitás. A retinális diszparitás alapja, bár valószínűleg a legtöbbek számára ismert, a következő. Ha például az előttünk lévő két tárgyat a jobb és bal szemünkkel felváltva nézzük, akkor azt vehetjük észre, hogy a tárgyak oldalirányú távolsága a két szemünk által létrehozott képen eltér. A binokuláris diszparitás tehát nem más, mint a bal és a jobb szembe vetülő képeken a tárgyak oldalirányú távolságának a különbsége. Minél nagyobb a tárgyak mélységi távolsága, annál nagyobb az észlelhető retinális diszparitás. A sztereoszkópikus rendszer idegi hátterének alapját az elsődleges látókéregben található binokuláris neuronok képezik. Ezeknek a sejteknek az egyik fő tulajdonsága, hogy erősebb aktivációt mutatnak, ha mindkét szemből kapnak ingerületet. Mindemellett a sztereolátás másik fontos kritériumának is megfelelnek, vagyis diszparitás-érzékenyek. A diszparitás-érzékenység alatt röviden a következőt értjük. Minden binokuláris sejtnek két receptív mezője van, az egyik a jobb, a másik a bal szemből kap ingerületet. A két receptív mező elhelyezkedése lehet homonym, vagyis a sejt akkor reagál a legerőteljesebben, ha az inger a két szem egymással megegyező területére esik. Ennek a diszparitás-érzékelés szempontjából az a következménye, hogy a sejt akkor a legaktívabb, amikor a látott tárgyak között nincs diszparitás. Ezzel szemben a binokuláris neuronok egy másik csoportjában a receptív mezők a két szemben nem azonos területeken aktiválódnak (heteronym). Az ilyen típusú sejtek akkor kerülhetnek aktivációba, amikor az ingerek eltérő mélységi síkban helyezkednek el, vagyis van diszparitásbeli különbség. A diszparitás-érzékenység azonban nem csak a V1 neuronjainak a sajátja, erre az információra több extrasztriatális terület sejtjei is érzékenyek. A diszparitás feldolgozásában és a mélység információ reprezentációjában, a ventrálissal szemben, a dorzális extrasztriatális területeknek jut nagyobb szerep. Elsősorban a mozgás-információ feldolgozásában is kulcsszerepet játszó V5-ös terület aktivációját mérik erőteljesnek a binokuláris mélység információ- feldolgozásakor (Cumming és DeAngelis, 2001). Mindemellett a sztereolátás nem független a ventrális területektől sem. Több neuropszichológiai tanulmány beszámol olyan ventrális eredetű cerebrális léziókról, amely a sztereooptikus rendszer csökkent működését eredményezik. Ezek alapján általánosságban elmondható, hogy a bal és a jobb oldali temporális kéreg anterior részének léziója gyakran vezet patológiás mélység észleléshez (Zihl, 2000). Látórendszerünk azonban nem csak binokuláris, hanem monokuláris információt is felhasznál, amikor a tárgyak viszonylagos távolságát elemzi. Számos mélységinformációt nyújtó monokuláris jelleg ismert. Ezek közül talán a legfontosabbak a méretbeli különbségek (a közelebb lévő tárgyak nagyobbnak látszanak), a tárgyak takarása (közelebbi tárgy gyakran takarja a távolabbit), és a perspektivikus torzulás (Palmer, 1999). A monokuláris rendszer neuronális hátterét elsősorban ventrális elhelyezkedésű extrasztriatális területek adják. A binokuláris és monokuláris információelemzés additívan, egymást kiegészítő módon határozza meg a mélység végleges észleletét A mozgásészlelés zavara: akinetopszia A mozgásészlelés szintén egy fontos eleme a vizuális észlelésnek, amelyben a V5-tel, vagy MT-vel ( mediotemporális ) jelzett kérgi területnek emblematikus szerepe van. Ezen a területen kívül természetesen más régiók is részt vesznek a mozgás vizuális analízisében (pl. V7), így a mozgásdetekció a V5 kiterjedt léziója esetén is fennmaradhat (Zeki, 2004). A mozgásészlelés kérgi sérülésekhez köthető zavara a cerebrális akinetopszia vagy mozgásvakság. Az akinetopszia a mozgásészlelés elvesztését jelenti, miközben egyéb jellegek, például formák, színek vagy mintázatok analízise tökéletesen működik. Mivel a mozgásészlelés ilyen izolált defektusa viszonylag ritka, erről a betegségről az első részletes leírás is csak a 20. század végén született. Az ebben a leírásban is szereplő, legismertebb akinetopsziás beteg (LM) az a 43 éves nő, aki bilaterálisan több parietooccipitális területre (laterális occipitális, mediotemporális és anguláris gyrusok mentén) kiterjedő agyvérzést szenvedett (Zihl és mtsai, 1993; Heywood és Zihl, 1999). LM-nél jelentős mozgásészlelési zavar volt kimutatható. Mozgó tárgyakat teljesen mozdulatlannak látott, vagy észlelelésükről úgy számolt be, mintha azok egyik helyről a másikra ugráltak volna. Például, mikor teát öntött ki egy csészébe, a tea úgy tűnt számára, mint egy fagyott gleccser. De hétköznapi problémái között szerepeltek olyan nehézségek is, mint a beszélgetőpartnerek mimikájának az észlelése, vagy a közeledő gépkocsik sebességének becslése. LM a zsúfolt, tömött utcákon is nehezen közlekedett, mert a többi gyalogos útvonalát nehezen tudta kiszámítani. LM-nél leírták azonban a mozgásészlelés több reziduális funkcióját. Például kísérleti körülmények között meg tudta különböztetni a mozgó és nem-mozgó tárgyakat. 85

96 Dorzális integrációs zavarok 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája A dorzális pálya integrációs zavarait gyakran jellemzi a vizuális és motoros feladatok végrehajtásáért felelős területek szétkapcsolása, illetve az emiatt kialakuló vizuálisan irányított mozgások csökkent működése. A vizuális-motoros integrációs folyamatokat ugyan nem említi a bevezetésben bemutatott modell, de normális működésük nagyon fontos abban a tekintetben is, hogy a passzív információfeldolgozás mellett a megfigyelő valódi aktív kölcsönhatásban legyen a környezetével. Ennek a rendszernek a szerepe alapvető például a figyelmünk irányításában. A vizuális-motoros rendszer patológiás kapcsolatának egyik zavara az optikus ataxia (ataxia, görög, jelentése rendezetlenül) (Rossetti és mtsai, 2003). Az optikus ataxiás személyek számára komoly gondot okoz a mozgások vizuális irányítása. Az érintett személyek szinte vakként nyúlnak az egyébként tökéletesen látott tárgyak felé. A szenzoros és motoros feladatok integrációjáért egy komplex rendszer a felelős. Ez a rendszer magába foglalja, többek között, a posterior-parietális kérget, a motoros kérgi területeket, több ventromediális területet és a cerebellumot, valamint a kéreg alatti struktúrák közül például a colliculus superiort. A rendszer komplexitásából következik, hogy az optikus ataxia kialakulásához nagyon változatos lokalizációjú léziók vezethetnek. Általánosságban elmondható például, hogy a superior parietális kérget ért sérülések eredményeként elsősorban a lábak vizuális irányításának a zavara alakul ki. Az okulomotoros apraxia (apraxia, görög, jelentése nem cselekedni) szintén a vizuális-motoros rendszert érintő sérülések eredményeként jelentkezik. Ennél a betegségnél a tudatosan irányított vizuális fixáció képessége csökken: az érintett személyek nem tudják a környezetük tárgyaira irányítani tekintetüket. Az okulo-motoros apraxia viszont nem gátolja a periféria felé irányuló szakkádikus szemmozgások 9 (saccader, francia, jelentése rángatózás) megjelenését. A háttérben álló lézió lokalizációja mindig kiterjed a frontális szemmozgató területekre (lokalizáció: Br. 8 területen belül), de általában a posterior parietális és a superior temporális területek csökkent működése is szükséges az apraxiás tünetek megjelenéséhez. Az előbbi (frontális szemmozgató terület) a szemmozgások tudatos irányításáért, az utóbbiak (posterior parietális és a superior temporális) pedig elsősorban a vizuális fixáció fenntartásáért felelősek. A dorzális pálya feladatai között a kifejezetten magas szintű kognitív képességek irányítását is megtaláljuk. Így ide tartoznak a különböző konstruktív és a topografikus képességek is. Számos neuropszichológiai tesztet dolgoztak ki a konstruktív képességek tesztelésére (l ábra). A tesztek általában olyan feladatokat írnak elő, amelyek során létre kell hozni vagy manipulálni kell tárgyakat úgy, hogy azok egy adott téri-vizuális pozícióba kerüljenek. Ezeknek a teszteknek a végrehajtása igényli mind a kéz-szem koordinációnak, a figyelemnek, és a téri memóriának az integrációját. A tesztek hibás végrehajtása, tehát a csökkent konstruktív képességek általában a jobb temporo-parietális régiók sérülését követően figyelhetők meg ábra. A konstruktív képességek vizsgálatára szolgáló két neuropszichológiai teszt. a. WAIS-blokk teszt: A vizsgálati személy feladata a kockákból különböző adott mintázatok kirakása. Jobb félteke sérült személyek elsősorban a mintázatok globális formájában tévednek, míg a bal félteke sérülésénél helyes a globális, de gyakran hibás a mintázat elemi egységeinek kirakása. b. Rey-Osterrieth ábra: A vizsgált személyeknek egy 9 Szakkádikus szemmozgás: A két szem gyors együttes mozgása a vizuális fixáció váltásakor (900 /s, kb ms alatt lezajlik). A megjelenésükért a tudatos kontroll csekély mértékben felelős. 86

97 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája komplex ábrát kell lerajzolniuk először egyszerű másolással, később emlékezetből. A tesztben kifejezetten rosszul teljesítenek a jobb temporo-parietális sérülést szenvedett személyek (Stirling, 2002) Szintén komplex integrációs folyamat áll az téri orientációs, illetve topografikus képességeink mögött. Általános téri orientációnk elvesztése azt jelenti, hogy nem ismerjük a tárgyak egymáshoz viszonyított téri orientációját a valós környezetben vagy térképeken. Ezt a patológiás jelenséget jelölik a topografikus agnózia kifejezéssel. A vizuális agnóziák e típusától szenvedő személyek nehezen orientálódnak saját megszokott környezetükben is, illetve a térkép segítségével történő úttalálás is komoly nehézséget okoz a számukra. A topografikus agnózia hátterében tipikusan a jobb félteke temporo-parietális, vagy temporo-occipitális sérülése áll A vizuális figyelem zavarai: Bálint-szindróma, téri neglekt Az eddig tárgyalt neuropszichológiai zavaroknál láthattuk, hogy az agyat ért sérülések túlnyomó része a tárgyi jellegek észlelésében, vagy akülönböző integrációs folyamatokban okoz problémát. Vannak azonban olyan deficitek, amelyek hátterében nem az észlelési, hanem a figyelmi folyamatok csökkent működése áll. A legjellegzetesebb figyelmi deficitek például a Bálint-szindróma és a téri neglekt (Farah, 2004; Rizzo és Veccera, 2002). Általánosságban, a Bálint-szindrómás betegeknek nehézségeik vannak a tárgyak téri lokalizációjával és tárgyak csoportosításával. A Bálint-szindrómás tünetek megjelenéséért három különböző neuropszichológiai zavar kombinációját teszik felelőssé: a dorzális szimultánagnóziát, az optikus ataxiát és az okulomotoros apraxiát. A három komponens közül az utóbbi kettőről már beszéltünk, így itt a dorzális szimultánagnózia főbb jellemzőit közöljük. A dorzális szimultánagnózia a HOL-pálya sérülése következtében alakulhat ki (leggyakrabban bilaterális posterior parietális sérülések nyomán). A szimultán-agnóziás személyek számára a tárgyak részekből történő összerakása nem okoz problémát, de a tárgyak észlelése látóterük csak egy bizonyos részére korlátozódik. Ez abból adódik, hogy képtelenek a vizuális figyelmük átirányítására. Ha az érintett személyeket környezetük leírására kérik, akkor az derül ki, hogy nincsen egy globális képük a környezetükről. Gyakorlatilag a körülöttük levő térnek mindig csak egy kis darabjáról, az éppen a fixációjukba kerülő területről képesek beszámolni (4.9. ábra). Egy ennél globálisabb környezeti kép kialakulásához szükség lenne ugyanis a vizuális környezet folyamatos pásztázására, sokszoros vizuális fixációra, illetve az ezekből szármázó információ hatékony integrációjára. A dorzális szimultánagnóziától szenvedő személyeknél ez a sokszoros figyelmi váltást és integrációt követelő folyamat szenved zavart, így elmarad a globális vizuális és tartalmi információk felismerése. 87

98 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája 4.9. ábra. A biciklis futár. Dorzális szimultánagnóziában vagy Bálint-szindrómában szenvedő személyek csak arról tudnak beszámolni, amit a képen az adott pillanatban néznek, a kép egységes vizuális és tartalmi vonatkozásait azonban nem ismerik fel A másik figyelmi deficit, a téri neglekt tulajdonságait egy külön fejezet részletesen tárgyalja, így most csak röviden jellemezzük. A neglekt kiváltó oka általában a dorzális pálya egyes komponenseinek, vagy az ezeket összekötő régiók sérüléseiben keresendő (a lézió tipikus helye az infero-parietális kortex). A neglektes személyek számára a sérüléssel ellenoldali látótér figyelmi feldolgozása teljesen vagy részlegesen megszűnik. Az elutasított térfél felé motoros aktivitás is csak csökkent mértékben irányul. Mikor arra kérik őket, hogy rajzoljanak le egy tárgyat (közvetlenül másolással vagy emlékezet után), általában csak a tárgy egyik felét rajzolják le. Az érintett személyek olvasásában és írásán is megjelennek a neglektes tünetek: az oldalnak csak az egyik felén olvasnak, illetve íráskor sem lépik át az oldal képzeletbeli felezővonalát (pl. Stirling, 2002). 88

99 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája Hemianópia, vaklátás és neglekt hasonlóságok, különbségek A címben szereplő három neuropszichológiai zavar különbségeit láthattuk ugyan a fenti fejezetrészekben, de a gyakori tüneti hasonlóságok miatt érdemes mindezeket egymás mellett is tárgyalni. A három észlelési deficit közötti tüneti hasonlóságot úgy fogalmazhatjuk meg, hogy mindhárom esetben az érintett személynek nehézségei vannak a sérüléssel ellenoldali területen megjelenő ingerek észlelésében. Ha a különbséget szeretnénk röviden összefoglalni, akkor a következőket mondhatjuk. A vaklátás nélküli hemianópiát a teljes vakság és a reziduális észlelési képességek hiánya jellemzi. A vaklátás során szintén elveszik ugyan a látás szubjektív, tudatos formája, de megmaradnak bizonyos nem tudatos észlelési funkciók. A neglekt pontosan a vaklátás ellenkezője, vagyis a látás tudatos élménye megmarad a sérüléssel kontralaterális látótérrel kapcsolatban is, de az erre a területre eső információ feldolgozása már zavart szenved. A deficitek közötti különbségek száma természetesen ennél jóval több. Fahle (2004) például hét meghatározó különbséget említ a három észlelési zavar között. Röviden összefoglalva a következőket sorolja fel. 1.Amint azt fentebb is láthattuk, a vaklátás nélküli hemianópiát kiváltó sérülés lehet retinális, kéreg alatti vagy kérgi eredetű. Ezzel szemben a vaklátás és a neglekt esetében a retina és a kéreg alatti területek mindig intaktak, és a jelenségek hátterében mindig kérgi sérülés áll. 2.Egy további különbség, hogy míg a látótérkiesés élesen határolódik el az intakt látótértől a hemianópianál és a vaklátásnál, addig a neglekt határa általában nem éles, hanem folyamatosan megy át a normális látótérbe. 3.A harmadik különbség, hogy mivel a hemianópia és a vaklátás mindig tisztán retinotopikus, a szem adott pozíciójától függően mindig más és más területét fedik le a vizuális környezetnek. Ezzel szemben a neglektnél nem a retinális koordináták, hanem sokkal inkább az egocentrikus, sőt az allocentrikus pozíció az, amely meghatározza a normális és a neglektes terület határát. Ez azt jelenti, hogy a szemek mozgása nem feltétlenül változtatja meg a neglekt pozícióját. 4.Egy további különbség a vaklátás és a neglekt között az, hogy az intakt látótérre eső inger eltérő módon befolyásolja a sérült látótérre eső ingerek észlelését. A vaklátással rendelkező személyeknél a sérült látótérre eső inger észlelését nem befolyásolja különösebben, ha közben a normális látótéren is megjelenik valamilyen inger. Más a helyzet azonban az olyan személyeknél, akik a neglektnek egy enyhébb formájával élnek, tehát ahol a sérüléssel ellenoldali látótér észlelése nem teljesen szűnik meg. Náluk jelentősen csökken a sérült látótérre eső inger észlelése egy másik, az ép látótérre eső inger esetében A következő különbség alapját ismét az adja, hogy a neglekt magasabb kérgi területek sérülésének következtében jelenik meg. Ennek a következménye az is, hogy a neglekt gyakran csak közeli, vagy csak távoli tárgyakra alakul ki. Ilyen különbség a két retinotopikus deficit esetében természetesen nem áll fenn. 6.A hatodik különbség az, hogy míg a hemianópia és a vaklátás tisztán vizuális deficit, addig a neglekt gyakran érint egyszerre több modalitást is. 7.Végezetül egy alapvető különbséget fedezhetünk fel a memória szempontjából is: míg a sérüléssel ellenoldali terület felidézése nehézségekbe ütközik a neglektes személyeknél, addig ilyen hatás a hemianópia és a vaklátás esetében nem mutatható ki Pozitív szimptómák: vizuális illúziók és hallucinációk Az eddig tárgyalt észlelési zavarok mindegyike a negatív szimptómák közé tartozik, vagyis megjelenésük mindig a vizuális analízis csökkent működéseként írható le. Azonban a vizuális rendszert ért sérülések előidézhetnek olyan tüneteket is, amelyek vizuális képzetek, impressziók kialakulását eredményezik. Ezeket összefoglaló néven produktív vagy pozitív szimptómáknak nevezzük. A pozitív szimptómák hátterében spontán, a környezet ingereitől túlnyomórészt független agyi aktivitás áll, amelynek számos kiváltó oka lehet. Így például kísérhet olyan betegségeket, mint a migrén, az epilepszia, a szkizofrénia, de kialakulhat különböző stimuláló 10 A különbség oka valószínűleg az, hogy míg a vaklátás szenzoros deficit, addig a neglekt figyelmi deficit, így az utóbbi esetében a sérült látótérre irányuló egyébként is gyenge figyelmi kapacitást tovább csökkenti a normális látótéren megjelenő inger. 89

100 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája szerek vagy agyi traumák hatására is. A pozitív szimptómáknak általában két fő típusát különböztetjük meg: vizuális illúziók 11 és hallucinációk. A két fő kategória között az alapvető különbség az, hogy míg a vizuális illúziók esetében egy létező külvilági inger észlelése megy át patológiás változáson, addig a hallucinációk esetében külvilági ingerek jelenléte nélkül történik észlelés (Fytche és Howard, 1999; Zhil, 2000; Girkin és Miller, 2001). A hallucinációkat gyakran két fő csoportba sorolják az észlelt jelenség komplexitása alapján. Az egyik csoport az egyszerű hallucinációk, amelyek közé olyan hallucinált jelenségek tartoznak, mint a fény felvillanás, a nagyon egyszerű formák, vagy a különböző színek, árnyalatok észlelése. Az egyes hallucinált jelenségek megjelenésért általában azoknak az agyi struktúráknak a sérülése a felelős, amelyek normális esetben az adott jelleg feldolgozását is végzik. Az egyszerű hallucinációk egy fontos jellemzője, hogy gyakran nem a komolyabb sérülés következményeként, hanem ennek előzményeként jelentkeznek. Például megelőzhetik, és így előre jelezhetik az agyi vérkeringésben fellépő súlyosabb problémákat. A hallucinációk másik csoportja a komplex hallucinációk. Ezek azok a jelenségek, amelyekre a hallucináció szó hallatán a legtöbben gondolnak. Szemben az előző egyszerű kategóriával, itt a beteg bonyolultabb ingerek jelenlétét véli látni. Gyakori a tárgyak, bonyolult mintázatok, emberi arcok és állatok hallucinációja. A komplex hallucinációk hátterében is a hallucinált kép vagy képi jelleg kérgi reprezentációjáért általánosságban felelős területeknek a normálistól eltérő működése áll. Egy fontos különbség azonban az egyszerűbb képi elemek hallucinációjához képest, hogy a komplexebb hallucinációk már egy komolyabb sérülést követően jelennek meg. A betegek gyakran felismerik, hogy az észlelt jelenség nem valós, hanem hallucináció eredménye. Ebben az esetben csak pszeudo hallucinációkról beszélünk. Ezzel szemben áll a valódi hallucináció, mikor a betegek a látott tárgyat vagy egyszerűbb jelenséget környezetük valós részeként értékelik. A pozitív szimptómák másik nagy csoportjába a vizuális illúziók tartoznak. A patológiás illúzióknak az öt főbb típusát tekintjük át az alábbiakban. 1.Az első a palinopszia vagy más néven vizuális megtartás. Ebben az esetben a betegek több másodpercig vagy akár percekig is észlelhetik a tárgyakat, azok eltűnése után is. A palinopsziát mindig valamilyen bilaterális elégtelenség váltja ki, ezt okozhatja fertőzés, tumor vagy akár kérgi hypoxia is. 2.Az illúziók közé soroljuk az allesztéziát is. A klasszikus allesztézia a vizuális-téri perceptuális képességeknek olyan zavara, amelyben a megfigyelő retinotopikus látótere elfordul, megdől, vagy az egyes látófelek teljesen felcserélődnek (l ábra). Ez a neuropszichológiai zavar két terület sérülésével hozható összefüggésbe: a medulla laterális része és az occipitoparietális kéreg, általában a jobb oldalon. Az allesztézia furcsa tüneteinek magyarázatára számos elmélet született. Ezek közül az egyik legszélesebb körben elfogadott, hogy az allesztéziás személyek a vizuális és vesztibuláris input integrációjának problémájától szenvednek. 11 Vizuális illúziók természetes formában is jelentkezhetnek, ezeket nem soroljuk a patológiás illúziók közé. 90

101 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája ábra. A klasszikus allesztézia illusztrációja. A. A látómező és a látott tárgyak elhelyezkedése normál, nem patológiás esetben, előre tekintve. B. Ahogyan egy allesztéziás személy látná az A. ábrarész tárgyait előre, balra, illetve jobbra nézéskor 3.A harmadik típusú illúzió a metamorfopszia. Ez egy általában rövid ideig tartó, de gyakran ismétlődő probléma, az észlelt tárgyak formájának illuzórikus deformációja. 4.A negyedik típusú patológiás illúzió a diszmetropszia. Ez a látott tárgy távolságának illuzórikus változása, amely általában a tárgy méretének a változásához is kapcsolódik. Két altípusát különböztetjük meg a diszmetropsziának attól függően, hogy a tárgy mérete nő (makropszia) vagy éppen csökken (mikropszia). 5.Az illúziók utolsó típusa a poliopszia vagy poliópia (többszörös látás). Jellegzetes megjelenési formája, hogy a valós tárgy körül annak többszörös másolata látszik. Leggyakrabban bilaterális occipitális sérülés okozza táblázat táblázat. A fejezetben tárgyalt neuropszichológiai zavarok típusai és a megjelenésükért felelős léziók tipikus lokalizációja Típus Megnevezés A lézió tipikus helye Látáskiesések Anópiák Kéreg alatti területek, V1 Szkotómák Jelleg- Meridián menti ambliópia V1 91

102 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája specifikus zavarok Disz/Akromatopszia ventromedialis occipitális kéreg, V4; (OT) Integrációs zavarok Vizuális-vizuális Akinetopszia Térlátás zavarai Orientáció-integráció zavara Apperceptív agnóziák Ventrális szimultánagnózia V5; (OP) V1, V5, temporális kéreg anterior része; (OT-OP) V1 extrasztriatális területek, diffúz sérülés; (OT) bal inferior temporális régió; (OT) Asszociatív agnóziák occipitális-temporális határ; (OT) Prozopagnózia temporális kéreg anterior ventrális régió, occipitális-temporális régiók mediális területe; (OT) Vizuális-verbális Tiszta alexia bal anguláris gyrus; (OT) Színanómia lingual gyrus, anguláris gyrus, bal hippocampális régió; (OT) Optikus afázia Anguláris gyrus, vagy az ahhoz vezető területek; (OT) Vizuális-motoros Optikus ataxia superior parietális kéreg, inferior parietális kéreg, colliculus superior; (OP) Okulomotoros apraxia posterior parietális, superior temporális; (OP) Figyelmi zavarok Vizuális-téri Topografikus agnózia Bálint-szindróma jobb temporoparietális régió; (OP) lásd: Optikus ataxia, okulomotoros apraxia és dorzális szimultánagnózia Dorzális szimultánagnózia bilaterális posterior parietális területek; (OP) Téri neglekt inferoparietális területek; (OP) Pozitív szimptómiák Hallucinációk Egyszerű } A hallucinált, ill. illuzionált kép Komplex reprezentációjáért általánosságban felelős területek. Téri Illúziók Palinopszia illúziók/hallucináció k: OP Allesztézia 92

103 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája Metamorfopszia Diszmetropszia Tárgyillúziók/halluci nációk: OT Poliopszia (OT): az occipitotemporális, ventrális, extrasztriatális területek sérüléséhez köthető zavar. (OP): az occipitoparietális, dorzális, extrasztriatális területek sérüléséhez köthető zavar Éppúgy, mint a hallucinációk esetében, az illúziók kiváltó oka szintén gyakran lokalizálható az adott inger feldolgozását végző agyterületen. Tehát összefoglalva, a téri illúziók és hallucinációk inkább a dorzális pálya produktumai, míg a színekhez, formákhoz, tárgyakhoz vagy arcokhoz kapcsolódó pozitív szimptómák a ventrális pálya mentén születnek Irodalom Appelle, S.: Perception and Discrimination as a Function of Stimulus Orientation: The Oblique Effect in Man and Animals. Psychological Bulletin, , Arnheim, R.: The Intelligence of Perception. In Visual Thinking. LA USA, 1969, Univ. California Press, Banich, M.: Spatial Processing. In Neuropsychology: The Neural Bases of Mental Function. Boston, 1997, Houghton Mifflin Company, Bear, M. F. Connors, B. W. Paradiso, M. A.: The Central Visual System.In Neuroscience: Exploring the Brain. Baltimor, USA, 1996, Williams & Wilkins, Burke, W. Cole, A. M.: Extra-Retinal Influences on the Lateral Geniculate Nucleus. Review of Physiology, Biochemistry, and Pharmacology, , Cumming, B. G. DeAngelis, G. C.: The Physiology of Stereopsis. Annual Reviews in Neuroscience, , Dror, Z. Ullman, S.: Filling-in of Retinal Scotomas. Vision Research, , Fahle, M.: Failures of Visual Analysis: Scotoma, Agnosia, and Neglect. In Fahle, M. Greenlee, M. (eds.): Neuropschology of Vision. Oxford UK, 2004, Oxford University Press, Farah, M.: Object Recognition. In Cognitive Neuroscience of Vision. Massachusetts, USA, Blackwell, 2000, Fytche, D. H. Howard, R. J.: The Perceptual Consequence of Visual Loss: Positive Pathologies of Vision. Brain, , Gerhardstein, P. Kovács, I. Ditre, J. Fehér, Á.: Detection of Contour Continuity and Closure in Three-Month- Olds. Vision Research, , Giersch, A. Humphreys, G. W. Boucart, M. Kovács, I.: The Computation of Occluded Contours in Visual Agnosia: Evidence for Early Computation Prior to Shape Binding and Figure-Ground Coding. Cognitive Neuropsychology, , 8, Girkin, Ch. A. Miller, N. R.: Central Disorders of Vision in Humans. Survey of Ophthalmology, , 5, Glickstein, M. Fahle, M.:Visual Disturbances following Gunshot Wounds of the Cortical Visual Area. Brain, ,special suppl., Gordon, I. E.: Marr s Computational Approach to Visual Perception. In Theories of Visual Perception. West Sussex UK, 1996, John Wiley & Sons,

104 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája Hess, R. Field, D.: Integration of Contours: New Insights. Trends in Cognitive Sciences, , 12, Heywood, C. A. Coway, A.: Cerebral Achromatopsia. In Humphreys, G. W. (ed.): Case Studies in the Neuropsychology of Vision. East Sussex, England, 1999, Psychology Press, Heywood, C. A. Zihl, J.: Motion Blindness. In Humphreys, G. W. (ed.): Case Studies in the Neuropsychology of Vision. East Sussex, England, 1999, Psychology Press, Hubel, D. H. Wiesel, T. N.: Functional Architecture of Macaque Monkey Visual Cortex. Proceedings of the Royal Society of London. Series B, , Humphreys, G. W.: Case Studies in the Neuropsychology of Vision. East Sussex, England, 1999, Psychology Press Ltd. Kentridge, R. W. Heywood, C. A. Weiskrantz, L.: Attention without Awareness in Blindsight. Proceedings of the Royal Society of London. Series B, , Kertesz, A.: Localization and Neuroimaging in Neuropsychology. London UK, 1994, Academic Press. Kovács I.: Az emberi látás fejlődése. In Kognitív Idegtudomány. Budapest, 2003, Osiris, Kovács, I.: Human Development of Perceptual Organization. Vision Research, , Kovács, I. Polat, U. Pennefather, P. M. Chandna, A. Norcia, A. M.: A New Test of Contour Integration Deficits in Patients with a History of Disrupted Binocular Experience during Visual Development. Vision Research, , Kovács, I.: Gestalten of Today: Early Processing of Visual Contours and Surfaces. Behavioural Brain Research, , Lennie, P.: Parallel Visual Pathways: A Review. Vision Research, , Livingstone, M. Hubel, D.: Segregation of Form, Color, Movement, and Depth: Anatomy, Physiology, and Perception. Science, , Marcel. A. J.: Blindsight and Shape Perception: Deficit of Visual Consciousness or of Visual Function? Brain, , Marr, D.: Vision: A Computational Investigation into the Human Representation and Processing of Visual Information. USA, 1982, Henry Holt & Company. Mitchell, D. E. Freeman, R. D. Millidot, M. Haegerstrom, G.: Meridional Amblyopia: Evidence for Modification of the Human Visual System by Early Visual Experience. Vision Research, , Ogren, M. P. Mateer, C. A. Wyler, A. R.: Alterations in Visually Guided Eye Movements following Left Pulvinar Damage in Man. Neuropsychologia, , Palmer, S. E.: Vision Science: Photons to Phenomenology. Massachusetts, USA, 1999, MIT Press. Repovsˇ, G.: The Pyramid Approach to Research in Cognitive Neuroscience. Cognitive Neuroscience, Information Science Rizzo, M. Vecera, S. P.: Psychoanatomical Substrates of Bálint s Syndrome. Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry, , Rossetti, Y. Pisella, L. Vighetto, A.: Optic Ataxia Revisited: Visually Guided Action versus Immediate Visuomotor Control. Experimental Brain Research, , Rubin, N.: Figure and Ground in the Brain. Nature Neuroscience, , 9, Schiller, P. H. Logothetis, N. K.: The Color Opponent and Broad-Band Channels in the Primate Visual System. Trends in Neuroscience, ,

105 4. fejezet - A vizuális észlelés neuropszichológiája Schwartz, S. H.: Visual Perception: A Clinical Orientation. USA, 2004, McGraw-Hill. Sekuler, R. Blake, R.: Perception. New York, USA, 2002, McGraw-Hill. Sengpiel, F. Stawinski, P. Bonhoeffer, T.: Influence of Experience on Orientation Maps in Cat Visual Cortex. Nature Neuroscience, , Silverstein, S. M. Kovács, I. Corry, R. Valone, C.: Perceptual Organization, the Disorganization Syndrome, and Context Processing in Chronic Schizophrenia. Schizophrenia Research, , Stirling, J.: Visual Object Recognition and Spatial Processing. In Introducing Neuropsychology. East Sussex UK, 2002, Psychology Press. Stoerig, P. Cowey, A.: Blindsight in Man and Monkey. Brain, , Süveges I.: Szemészet. Budapest, 2004, Medicina. van Essen, D. C. Andersen, C. H. Felleman, D. J.: Information Processing in the Primate Visual System: An Integrated Systems Perspective. Science, , Walsh, F. B. Hoyt, W. F.: Clinical Neuro-Ophthalmology. Baltimore, 1969, Williams and Wilkins. Walsh, V.: How Does the Cortex Construct Color? Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, , 24, Weiskrantz, L.: Blindsight Revisited. Current Opinion in Neurobiology, , Zeki, S.: Thirty Years of Very Special Visual Area, Area V5. Journal of Physiology, , 1, 1 2. Zihl, J. von Crammon, D. Mai, N.: Selective Disturbance of Movement Vision after Bilateral Brain Damage, Brain, , Zihl, J.: Localised CNS Lesions and Their Effect on Visual Function. Optometry Today,

106 6. fejezet - 5. fejezet - Féltekei specializáció Séra László Az agyféltekék a megismerő és érzelmi működés eltérő aspektusaira specializálódtak. A két félteke egymástól különböző feldolgozási formáját nevezzük általában féltekei specializációnak vagy funkció-lateralizációnak. Az agy két fele látszólag tükörképe egymásnak, de ez egy hamis benyomás az avatatlan szem számára. A féltekék ideganatómiai, idegkémiai és a leglényegesebb funkciók tekintetében különböznek. Erről, mint agyi aszimmetriáról is beszélhetünk. A nagyobb, aktívabb vagy jobb teljesítményű féltekét tekintik hagyományosan domináns féltekének Történeti kitekintés Az agyi dominancia kutatása visszanyúlik PaulBroca, francia agysebész felfedezéséig az 1860-as évek elején, hogy a jobbkezes emberek bal féltekéje a domináns a beszéd és a nyelvi működések tekintetében. Broca ezt arra alapozta, hogy szerzett beszédképtelenséget (afázia) figyelt meg egy beteg bal féltekéjének sérülése (stroke) következményeként. Ebben az időben egy német neurológus, KarlWernicke úgy találta, hogy egy másik terület sérülése ellentétes károsodást eredményezett, mint amit Broca talált, sérült a beszéd megértése, de a folyékony beszéd képessége megmaradt (l. a 10. fejezetet). Az 1940-es évek közepéig a neurológusok általában egyetértettek abban, hogy a jobbkezesek bal féltekéje domináns minden magasabb funkcióban, és a jobb félteke domináns a balkezeseknél. Európai neurológusok, mint a francia HenriHécaen később megjegyezték, hogy a bal félteke nyelvi és tervezett mozgás (praxis) dominanciájú, amíg a jobb félteke vizuális-téri dominanciájú. BrendaMilner és kollégái a montreali Neurológiai Intézetben 1968-ban megállapították, hogy a beteg epilepsziától való megszabadítása érdekében történő sebészeti beavatkozás a jobb félteke temporális lebenyének eltávolítása következménye az ismeretlen arcokra és más ingerekre való emlékezés megromlása, megnevezésük képtelensége. Hasonló eredmények vezettek az 1950-es, 1960-as években a féltekei specializáció felfogásának megváltozásához: a kizárólagos bal féltekei dominanciaképet a kiegészítő féltekei specializáció elmélete váltotta fel (Heilman és Valenstein, 1993). Az 1960-as években az agysebész JosephVogel és J. Bogenhasított agyú (split brain) betegei a kutatásaiért 1981-ben élettani és orvosi Nobel-díjat kapó Roger Sperry laboratóriumában a kaliforniai Műegyetemen, a két félteke képességeit összehasonlítva a működési hiányból való következtetések helyett, alátámasztották a kiegészítő féltekei specializáció modelljét. Még fontosabb, hogy a hasított agy (a két féltekét összekötő pályarendszer, corpus callosum átmetszés) kutatás rámutatott, hogy mindkét leválasztott félteke teljes kognitív rendszert képez saját érzékletekkel, észlelésekkel, emlékezettel, nyelvvel, személyiséggel és tudattal (Banich, 2004; Gazzaniga, 1998, 2000; Baynes és Gazzaniga, 2000). A két félteke az információt egyidejűleg és függetlenül dolgozza fel. Ez a feltevés a féltekei önállóság, függetlenség tétele (Zaidel, Clarke és Suyenobu, 1990). A hasított agy kutatása adott lendületet az aszimmetrikus funkciók kutatásának normál agyban, főleg DorinKimura és PeterBryden végezte a McGill Egyetemen. A korai vizsgálatokat, amelyeket 1933-ban S. I. Franz végzett a normál agy kiegészítő féltekei specializációjáról az olvasással és az értelmetlen ábrák felismerésével kapcsolatban, mellőzték, részben a kutató korai halála és lokalizációellenes álláspontja miatt. Érdekes módon Franz kísérleteit, és a következőket Donald Hebb laboratóriumában, a McGill Egyetemen az 1950-es évek elején, a gyakorlási átvitel (a retinák vagy a kezek között) kérdései motiválták, és összekeveredett a balról jobbra való figyelmi letapogatás kérdésével. A hasított agy kutatások és a normál személyekkel végzett kísérletek legfontosabb eredményeiről majd a fejezet későbbi részében olvashatunk bővebben. Napjainkban a féltekei aszimmetria az emberi neuropszichológia sarokköve maradt, és egy igen alapvető kérdés modellrendszerét nyújtja a kognitív idegtudományban: hogyan különülnek el az elme/agy független alrendszerei, s hogyan valósul meg kölcsönös egymásra hatásuk? A fejezet bemutatja a felépítési és szerkezeti, neurokémiai aszimmetria tényeit; a hasított agyú személyek vizsgálatának eredményeit s az egyoldali léziók hatásait. Mint a történeti kitekintésből is kiderült, fontos a normál agy lateralizált működésének ismerete, pl. az érzelmi reakciók és az érzelmi szerveződés kérdésében. 96

107 5. fejezet - Féltekei specializáció Szintén megismerkedünk a féltekék feldolgozási módjára, az információ integrációjára vonatkozó tényekkel, modellekkel. Továbbá a féltekék fejlődési szempontjaival, az egyéni különbségekkel, a kezesség kérdéseivel Az agyi aszimmetriák morfológiai és neurokémiai alapjai 2.1. Felépítési és szerkezeti aszimmetriák Az agyféltekék aszimmetriájának hosszú evolúciós története van. Megtalálható főemlős fajoknál és a 3,5 millió éves emberelőd Australopithecus fosszilis maradványaiban. A legfontosabb különbségek az összefoglalások szerint (Hutsler, Gillespie, Gazzaniga, 2002; Jäncke és Steinmetz, 2003; Toga és Thompson, 2003) az alábbiak: a.a jobb homloklebeny továbbterjed előre a koponya felé és szélesebb is, mint a bal oldalon, amíg a bal halántéklebeny továbbterjed hátrafelé, és szélesebb, mint a jobb oldalon (5.1. ábra) ábra. A planum temporale, amelyen világosan látszik, amikor az oldalsó árok fölötti szövetet eltávolítják. Hg. = Herschl tekervény; pt. = Planum temporale. Az emberi agy alsó részének MRI-vizsgálat alapján készült háromdimenziós bemutatása, a különbségek eltúlzásával (Petalia és Yakovlevi torque). Jól látható az elülső és hátsó rész kitüremkedése, valamint a homlok- és a látókéreg szélességének különbsége. (Forrás: Toga és Thompson, 2003) b.az oldalsó árok (Sylvian fissura) a legtöbb egyénnél tovább terjed vízszintes irányban a bal féltekén, de a jobb féltekén jobban felfelé fordul (5.1. ábra). 97

108 5. fejezet - Féltekei specializáció c.az oldalsó árok végén található terület a halántéklebenyben, amit planum temporalénak neveznek, a bal féltekén nagyobb, néha többszöröse a jobb oldalinak. Ezek a felépítésbeli és szerkezeti eltérések magyarázatot adhatnak egyes működési különbségekre. Például az olvasási specializációnak megfelelő Br. 39-es terület nagyobb a bal, mint a jobb oldalon. Ezzel szemben a téri feldolgozásban fontos fali parietális lebeny területet nagyobbnak találták a jobb, mint a bal oldalon (Eidelberg és Galaburda, 1984). A beszéd kimenetében lényeges homloklebenyi (operculum Broca-terület) részben a neuronoknak gazdagabb dendritszétágazásaik vannak, amíg a jobb féltekén megnyúltabb az alacsonyabb szintű dendritszerveződés. Schreibel (1984) ezt a megfigyelést a jobb félteke gyorsabb kezdeti fejlődésével, s a bal félteke egyéves kor utáni nagyobb változásával értelmezte. A bal planum temporale a nyelvi megértés fontos területe, amelynek aszimmetriáját agyi képalkotó (MRI) módszerrel is megmérték (Foundas et al., 1994). Érdekes, hogy abszolút hallású zenészeknél hasonló MRI-mérésekkel szintén különlegesen nagy bal planum temporalét találtak, amíg a jobb oldalon hasonló volt a nem zenész kontrollszemélyekéhez (Jäncke és Steinmetz, 2003). Azonban a planum temporaléra vonatkozó eredmények ellentmondásosak, hiszen háromdimenziós számítógépes rekonstrukciós eljárást alkalmazó vizsgálat alapján, amely szerint a hagyományos méréssel megállapított különbség egyszerűen az oldalsó árok hosszának köszönhető gyűrődési különbségek látszólagos eredménye, akár műterméknek is tekinthetők (Loftus és mtsai, 1993; Hutsler és mtsai, 2002). A jelenlegi fejlett módszerek lehetővé teszik az agykéreg finom szerkezeti elemzését is, például a bal félteke hátsó nyelvi területein. A bal halántéklebenyben a sejtoszlopok szélesebbek, és az oszlopok távolsága is nagyobb. A bal elsődleges hallókéreg (Heschl gyrus) érintőleges irányú dendrit szétszóródással rendelkezik, ami nem jellemző a bal féltekén a jobb féltekéhez képest kevesebb sejtoszlopot tartalmazó másodlagos hallókéregre. A piramissejtek finom, dendrikus struktúrájának különbségeit a homloklebenyben is feltárták. A bal félteke II. és III. piramis sejtrétege dendrit-hosszának összege nagyobb, mint a jobb féltekében, és ez a különbség csökken az életkorral. A Broca-területen sejtnagyság-aszimmetriát is találtak, ami úgy tűnik, kizárólag a III. réteg nagy piramissejtjeire korlátozódik, és nem látszik a szomszédos területeken (Hayes és Lewis, 1995). Sejtnagyság különbségek vannak a hátsó nyelvi területen, amit a mai kutatások alapján a két félteke közötti kapcsolati gazdagságnak (konnektivitás) különbségével értelmeznek. Ennek a nyelvi elemzés megalapozásában lehet szerepe (Ringo és mtsai, 1994) Neurokémiai aszimmetriák A fejlett idegkutatás az egyes idegcsoportok aktív idegkémiai anyagainak kimutatására is lehetőséget nyújt. Korábbi kutatások a bal féltekében az acethylcholin termelődésért felelős enzim (cholin acethyltransferase) növekedett szintjét találták. Azonban az újabb eredmények szerint az agykérgi cholinerg struktúrákban nincs féltekei különbség, viszont változik eloszlásuk a féltekéken belül (Hutsler és mtsai, 2002). Ezt a szimmetriát az magyarázza, hogy a basalis előagy cholinerg neuronjai, amelyek a kéregre vetülnek, serkentő hatásúak a különböző területekre. Hutsler és mtsai a piramissejtek válaszát befolyásoló, kalciumkötő parvalbumin fehérjét tartalmazó kérgi gátló interneuronok sajátos eloszlását állapították meg. Ezeknek a sejteknek a sűrűsége változik a kérgen belül, de ez a sejtsűrűség teljesen szimmetrikus a hátsó halántéklebenyi terület kivételével, a gyrus supramarginalist is beleértve, ahol a sejtsűrűség erősen lecsökkent. Ez arra utal, hogy az ilyen típusú gátló sejtek sűrűsége csökkent a bal hátsó nyelvi területen. Ilyen kutatásokkal jutnak ma közelebb a kérgi sejthurkok működésének megértéséhez. A féltekék közötti neurokémiai különbségek főleg neurotranszmitter-koncentrációban mutathatók ki. A mozgáskontrollban és a magasabb integratív funkciókban résztvevő dopamin a bal féltekére lateralizált. Ezzel szemben a noradrenerg beidegzés, a norepinephrin (noradrenalin) és szerotonin neurotranszmitterek, amelyek az autonóm és fiziológiai arousal emeléséhez és csökkentéséhez köthetők, a jobb féltekére lateralizáltak. Így mondható, hogy a bal féltekei dominancia kapcsolható a cselekvésre felkészítő aktivációs szabályozó rendszerhez, s ezzel szemben a jobb féltekei dominancia az új inger felé való fordulást, figyelmi ellenőrzést lehetővé tevő arousal szabályozó rendszerhez (Tucker és Williamson, 1984). Szintén vannak aszimmetriák a neuroendokrin aktivitásban. Például aszimmetria található a cortisolkiválasztás agyi szabályozásában érzelmi helyzetekben (Wittling, in Davidson és Hugdahl, 1995). Aszimmetriákat találtak a neuroimmunológiai aktivitásban. Például kimutatták, hogy a bal féltekei aktiváció emeli, a jobb féltekei aktiváció csökkenti az immunműködést (Kang és mtsai, 1991; Amassian és mtsai, 1994). A hormonhatások, pl. a szteroid hormonszint (ösztrogén) ingadozása hat a neurotranszmitter-pályák aktivációjára és a két féltekét összekötő idegrostköteg (corpus callosum) működésére. 98

109 5. fejezet - Féltekei specializáció Hasított agyú betegek tanulmányozása Roger Sperry a corpus callosum a két féltekét összekötő nagy idegpálya funkcióját tanulmányozta állatoknál, és demonstrálta kritikus szerepét a féltekék közötti információ átvitelében. Átmetszését, amit néha commissurotomiának is neveznek, embernél azért alkalmazták, hogy az antikonvulzív szerekkel gyógyíthatatlan epilepsziás betegek esetében az egyik féltekében keletkezett rohamoknak a másik féltekére való átterjedését megakadályozzák. Ép kérges test esetében a féltekék 250 millió idegszálon át, igen nagy sebességgel (20 ms-on belül) ide-oda közvetített információk segítségével hangolják össze működésüket. Átmetszéskor a másik féltekének szánt információ nem jut át, de megfelelő eljárást alkalmazva külön-külön információ juttatható az egyes féltekéknek. A kérges test alatti elülső comissura, amit általában sértetlenül hagynak a műtétek, embernél nem közvetít vizuális információt a másik féltekének, csak a majmoknál. A korai vizsgálatokban mechanikus tachitoszkóppal vetítették az ingereket a bal vagy a jobb látótérfélbe (5.2. ábra), a tapintási ingereket a kéz látását eltakarva mutatták be. A tachitoszkópot hamar felváltotta a számítógépes ingerbemutatás. A megfelelő egyoldali bemutatáshoz szükséges, hogy a személy ne mozgassa el a szemeit az inger bemutatása közben. Ennek a feltételnek az ellenőrzésére rögzítik a szemmozgást és a képet a retinán. Ha a hasított agyú személy szabadon mozgatja a szemeit, az információ eljut mindkét féltekéjébe. Ez az egyik oka annak, hogy a hasított agyú személyek hétköznapi tevékenységében nincs semmi feltűnő, s csak a kutatásokban alkalmazott bemutatással demonstrálhatók a féltekék feldolgozási különbségei. 99

110 5. fejezet - Féltekei specializáció 100

111 5. fejezet - Féltekei specializáció 5.2. ábra. A féltekék feldolgozási különbségeinek tanulmányozásához szükséges az ingerek jobb vagy bal látótérfélbe történő egyoldali bemutatása. Sperry és mtsai korai vizsgálataikban mechanikus működési tachisztoszkópot használtak, amelynek segítségével rövid ideig felvillantották az ingereket. Tapintási ingereket a kéz látványának eltakarásával mutattak be. A hasított agyú személy bal kézzel ki tudta választani a bal látóterébe (a jobb féltekének) bemutatott tárgyat, amit nem tudott megnevezni A korai kísérletek rámutattak, hogy a hasított agyú személy csak a bal agyféltekéjében történtekről tud beszámolni. Ha bekötik a szemeit, tapintással felismeri a bal kezébe rakott tárgyat, gesztusokkal ki tudja fejezni használatát, de ha megkérdezik, mit tart a kezében, nem tudja megmondani. A jobb kezébe helyezett tárgyat a bal féltekéjével felismeri és megnevezi. Bal kezével mint az ábrán látható ki tudja választani a bal látóterébe bemutatott tárgyat, de nem tudja megmondani, mi az. Jobb agya látja a képet, de nem tud szóbeli választ adni. Bal kezével akkor is ki tudja a személy választani a megfelelő tárgyat, ha egy tárgy nevét vetítik a bal látótérfelébe (jobb féltekéjébe). Hasonló eredmények születtek tapintás, szaglás és hallás esetén is. Az egyes féltekék képesek mindkét kar felső izmait irányítani, azonban egy tárgy megragadásához szükséges kéz- és ujjmozgást csak az ellenoldali félteke képes szabályozni (5.3. ábra). A hasított agy kutatása rávilágított a nyelv, a percepció és a figyelem mechanizmusaira, az agyi szerveződés kérdéseire, s még olyan kérdésekre is, mint a téves emlékek elhelyezkedése. Hozzájárult a tudatosság megértéséhez ábra. Az egyik féltekéről eredő mozgáspályák erős ellenoldali projekcióval rendelkeznek, közeli és távoli izmokhoz egyaránt. Az azonos oldali projekció nem olyan erős, s csak közeli válaszokat érint (Forrás: Gazzaniga, 2000) 101

112 5. fejezet - Féltekei specializáció A jobb félteke nyelvi képességének pontos természete vita tárgya. A jobb félteke szemben a bal féltekével, csak bizonyos mértékben képes nyelvfeldolgozásra. Nem ért bonyolult nyelvtani szerkezeteket, például hosszú mondatokat, amelyekben fontos a szórend, de képes szavakat képekhez illeszteni, tárgyakat kategorizálni. Az elválasztott jobb félteke szókincse csak konkrét szavakra korlátozódik (Zaidel, 1990). A jobb félteke képtelen a szavakat hangokra bontani. A jobb félteke vizuális téri teljesítménye. A hasított agyú személyekkel végzett kutatások már a kezdetekben arra is rámutattak, hogy a jobb félteke téri vagy nem verbális természetű feladatokban kiváló. Például a Wechslerintelligenciateszt mozaikpróbáját, amelyben a kockákat úgy kell kirakni, hogy egy meghatározott mintát alkossanak, a hasított agyú személy jobb kézzel esetlenül, de bal kézzel gyorsan és pontosan végzi. Ugyanilyen az eredmény értelmetlen drótfigurákat alkalmazó tesztben is. A kezdeti eredmények a jobb félteke háromdimenziós tárgy lerajzolásában való előnyére is rámutattak. Nézzünk egy másik feladatot, amit Levy és mtsai alkalmaztak az 1970-es évek elején. A kísérlet eredménye a jobb félteke téri feldolgozására utal. A hasított agyú személyeknek az 5.8. ábrához hasonló, két különböző arc egyik feléből (például női arc bal és férfi arc jobb feléből), vagy különböző tárgyakból összerakott kiméraábrákat mutattak be. Ha középre nézünk, a kiméraarc homlokára, akkor a bal oldali arc a jobb féltekébe, a jobb oldalon lévő pedig a bal féltekébe vetül. A hasított agyú személy mindkét féltekéje kitölti a fél arcot, mivel azonban a féltekék közötti információcsere nem lehetséges, a személyek nem ismerik fel, hogy két arcról van szó. Ilyen versengő helyzetben a válaszmód meghatározza, melyik félteke ellenőrzi a viselkedést. Amikor arra kérték a személyeket, hogy ellentétes kezükkel mutassanak rá az arcra, amit láttak, bal kezükkel (jobb félteke) pontosan mutattak több lehetőség közül arra az arcra, amelyik a bal látótérfélbe esett (az ábra női arcára). Ezzel szemben a bal félteke válasza akár rámutatással, akár szóbeli válasszal gyengébb volt. Amikor az volt a feladat, hogy mondják meg, melyik arcot látták (nőt vagy férfit), a férfit (bal félteke) nevezték meg. A valós kiméraarcokkal és tárgyakkal kapott eredményhez hasonló mutatkozott absztrakt alakzatok esetében is. A féltekék teljesítménye ebben a nem manipulatív téri feladatban is különbözött, a jobb félteke arcfelismerése javára. Az újabb kutatások több észlelési aszimmetriára mutattak rá, amelynek természetét is kezdik feltárni (Gazzaniga, 2000). Így például jobb féltekei fölényt állapítottak meg észlelési csoportosításban, amit egy illuzórikus kontúrfeladatban vizsgáltak. Az illuzórikus kontúrok szubjektív vonalak, amit a látórendszer ad hozzá a jelenethez, és kitölti a hiányzó éleket, határokat. Az illuzórikus ábraészlelés fakadhat abból, hogy a bevágott elemeket (5.4. ábra) teljes körré egészítjük ki, ami egy takarási felületet képez. Ezt nevezte Kanizsa (1979) amodális kiegészítésnek. A feladatban a hasított agyú személynek meg kellett ítélni a bal vagy a jobb látótérben bemutatott Kanizsa-ábráról, hogy az sovány vagy kövér. Az ellenőrző feladatban azonos irányba néző arcok normál vagy fordított helyzetéről kellett dönteni. Amikor a feladatot úgy adták, hogy egy körvonalat is hozzárajzoltak az ábrához, akkor csak a jobb agy tudta teljesíteni. 102

113 5. fejezet - Féltekei specializáció 5.4. ábra. Az illuzórikus kontúrok feltárják, hogy az emberi jobb agyfélteke képes olyan dolgok feldolgozására, amire a bal nem. Midkét félteke képes eldönteni, hogy az illuzórikus négyszög (bal oszlop) kövér vagy sovány. Amikor körvonalat adnak hozzá (jobb oszlop), már csak a jobb félteke képes felismerni a különbséget (Corballis és mtsai, 1999 nyomán Gazzaniga, 2000, 10, 1305) A bal félteke nehezebben illeszt össze vizuális ingereket, mint a jobb félteke. Ma úgy tartják, az agy mindkét féltekéje rendelkezik mintafelismerési képességgel, de a jobb félteke tovább specializálódott a téri feldolgozásra. A jobb agy számos téri feladatban mutat jobb teljesítményt, például jobban el tudja dönteni, hogy két tárgy azonos vagy tükörfordított, vagy egy tárgynak milyen a téri iránya. Habár a bal félteke jobban teljesít, mint a jobb félteke egyidejűség és sorrendiség megkülönböztetésében, a hasított agyú személy jobb féltekéje fölényt mutat az inkább téri, látszólagos mozgás észlelésében (téri-idői különbséggel bemutatott ingersorozat mozgásélménye a mozgó reklámokban vagy a mozi esetében). Viszont a keskeny rés mögött átsuhanó, kivehetetlen alakzatok észlelésében, ami a forma összefüggő mozgásélményévé alakul, csak enyhe jobb féltekei fölény van. Vagyis az információ idői integrációja olyan szinten zajlik, ami még nem függ egyoldali feldolgozási folyamatoktól. 103

114 5. fejezet - Féltekei specializáció Gazzaniga ezekre és hasonló új eredményekre építve felveti, hogy az észlelési aszimmetria nem munkamegosztás eredménye, vagy nem annak köszönhető, hogy az egyik féltekén alakult ki egy funkció, hanem éppen egy funkció elvesztésének a következménye. Így veszhetett el a bal félteke vizuális téri képessége azáltal, hogy az evolúció során kialakult nyelvi (és idői) feldolgozásba fokozatosan vonódtak be a bal agykéreg vizuális téri feldolgozást végző területei. A téri figyelem az újabb eredmények szerint irányítható, de nem megosztható a féltekék között. Az 1980-as években JeffreyHoltzman úgy találta, hogy mind a két félteke tudja irányítani a figyelmet a bal vagy a jobb térfélben. A két félteke nem teljesen független a térbeli figyelem irányításában, a két féltekének közös figyelmi rendszere van legalábbis a téri információ tekintetében, ami épen marad a szétválasztott féltekék esetében is. Közösek a figyelmi források is. A vizuális keresés (a látótérben egy minta vagy tárgy keresése, például egy ejtőernyő az égen, egy arc a tömegben) függetlenül haladhat az elkülönült féltekében. Néhány keresési feladatban a hasított agyú személyek jobban teljesítenek, mint a normál személyek. Az egészséges agy valószínűleg gátolja azokat a keresési mechanizmusokat, amelyeket az egyes féltekék könnyedén végeznek. A keresési stratégia attól függ, hogy melyik félteke vizsgálja a vizuális mező tartalmát. A bal domináns félteke irányított, ügyes stratégiát használ, a jobb félteke nem. Ez nem jelenti azt, hogy a bal agy mindig fölényben van. Például a jobb félteke, amely fölényt mutat normál álló arcok felismerésében, automatikusan váltja a figyelmet, amikor valaki más irányba néz (Kingston és mtsai, 1995). A bal félteke nem mutat hasonló figyelmi váltást. A hasított agyú személyek féltekéinek független figyelmi letapogatási teljesítménye ellentmond annak, hogy a figyelmi forrásokban osztoznak. Az ellentmondás Gazzaniga szerint az eltérő feldolgozási szakaszokban működő, több némely a két féltekében azonos, némely különböző figyelmi mechanizmussal értelmezhető. A féltekék kölcsönhatása minőségileg különbözik attól függően, hogy a figyelemirányítás akaratlagos vagy önkéntelen. A kutatások szerint az akaratlagos orientálás versengést okoz, bal féltekei szabályozással, az önkéntelen figyelem pedig függetlenül szabályozott a két féltekében. Az emlékezet kutatásában hasított agyú személyeknélaz 1970-es években a rövid idejű emlékezet sérülését találták (Zaidel és Sperry, 1974). Jelen vizsgálatok kiterjesztették ezeket a megfigyeléseket.újabban kimutatták, hogy a szabad felidézés sérül mindkét féltekében, de a felismerési emlékezet nem (Phelps és mtsai, 1991). Az emlékezet nem egységes rendszer, számos formáját különböztetik meg. Az Endel Tulving által leírt epizodikus vagy önéletrajzi és szemantikai, az általános tudást megtestesítő emlékezeti rendszereket tekintetbe véve különbségek fedezhetők fel a bal és a jobb félteke között. Számos szemantikai és nyelvi folyamat lateralizált a bal féltekére. A bal félteke fölényt mutat szemantikai folyamatokban és hátrány epizodikus emlékezeti feladatokban. A jobb félteke esetében fordított a helyzet, épen marad epizodikus rendszere, de sérül szemantikai rendszere. Tulving és mtsai (1994) féltekei kódolási/előhívási modellje értelmében az epizodikus kódolás elsősorban bal prefrontális lebenyfunkció, amíg az epizodikus előhívás jobb prefrontális lebenyfunkció. A szemantikai előhívás pedig a bal féltekére támaszkodik. Ezt a modellt több, az emlékezeti funkciókat vizsgáló PET- és fmri-adat támasztja alá normál személyeknél. Miller és mtsai (2002) manipulálva ismeretlen arcok és ismert szavak kódolási mélységét, összehasonlították hasított agyú személyek bal és jobb féltekei teljesítményét. A kódolás felületi fizikai jegyekre támaszkodó, ha azt kell eldönteni egy szóról, hogy tartalmaz-e A betűt; jelentéses, ha azt kell eldönteni, a szó élőlényre vonatkozik-e; arcok esetében felületi kódra támaszkodunk, ha azt kell eldönteni, az arc férfi vagy nő, s mély a kódolási szint, ha azt kell megmondanunk, egy egészséges személy arcát láttuk-e. Úgy találták, hogy csak a bal féltekét segíti a mélyebb (kidolgozottabb) kódolás ismert szavak esetében, és csak a jobb féltekét segíti a mély arckódolás. Ez az eredmény arra utal, hogy a féltekei aszimmetria az epizodikus emlékezeti kódolásban az ingerek féltekespecifikus (verbális vagy vizuális) feldolgozásától függ, de mindkét félteke képes epizodikus emlékezeti kódolásra. Ez eltér a kódolási/előhívási féltekei modell alapján várható eredménytől, amely felhívta a prefrontális kéreg szerepére a figyelmet. A prefrontális kéreg egy nagyobb hálózat része, amely az emlékezetet támogatja. Gazzaniga és mtsai szerint a bal féltekének van egy értelmező mechanizmusa, amelynek segítségével értelmet próbál adni a világ eseményeinek. Képzeljük el, hogy a hasított agyú személy bal féltekéjének bemutatnak egy csirkét, a jobb agyfelének pedig egy hóvihart, hókupacot és hóembert tartalmazó képet. Majd kap néhány kártyát, hogy az ellenkező kézzel mutasson rá közülük arra, amelyik kapcsolódik a látottakhoz. A személy kiválasztja a csirkelábat jobb kézzel és a hólapátot bal kézzel. Amikor magyarázatot kérnek választására, akkor azt mondja a csirke lábon jár és a hólapát a csirkeól kitisztításához szükséges. De mi történt a hóval? Mivel a bal féltekének nincs hozzáférése a hó reprezentációjához, vagy azt mondja, nem tudom, miért választottam, vagy kitalál egy indokot. Ezt a narratív értelmező képességet arra is lehet használni, hogy a hamis emlékezet keletkezését vizsgálják (Metcalfe és mtsai, 1995; Phelps és Gazzaniga, 1992). A két félteke különbözik új 104

115 5. fejezet - Féltekei specializáció adatok feldolgozási képességben. A kérdésekre válaszolva az emberek állítják, olyan dolgokra is emlékeznek, amik nem voltak a kísérlet részei. Hasított agyú betegek bal féltekéje, ha ezt vizsgálják, sok téves beszámolót produkál, de a jobb agy nem. A hamis emlékeket az egyik elfogadott értelmezés (sémaelmélet) az események rekonstrukciós hibájának fogja fel. A bal félteke értelmező működése megfelel ennek az értelmezésnek. A tudattal kapcsolatos kérdések közé sorolhatjuk az értelmes viselkedést, ami a bal félteke specializációja, hiszen a kérges test átmetszése után sértetlen marad az intelligencia (IQ) (Zaidel, 1991), és megmarad a problémamegoldási és hipotézisalkotási képesség. A jobb féltekének viszont megmarad a fölénye az észlelési, figyelmi készségekben és érzelmekben. A bal félteke domináns a hipotézisalkotásban: a gondolkodási különbsége kiderül egy valószínűség-becslési feladatban, amelyben a személynek találgatni kell, melyik következik be két esemény közül. A hasított agyú beteg találgathatott, hogy az egyik féltekének 100 ms ideig bemutatott színes négyzet a számítógép képernyő alsó vagy felső részében jelenik-e meg. Nem tudta, hogy az eseményt úgy irányították, hogy a bal látótérfél próbákban a fény 70%-ban, a jobb mezőben pedig 80%-ban fönt jelenjen meg, és 30, illetve 20%-ban lent. A véletlenszerű sorrendben történő bemutatások sorozataiban a találgatásnak kétféle stratégiája lehetséges: összehasonlítás és maximalizálás. Kiderült, a bal félteke gyakoriság-összehasonlítást (fönt-lent arányok szerint), a jobb agyfélteke maximalizálást (mindig valószínűbb lehetőséget választ) alkalmaz. Véletlen bemutatás esetében az első stratégia nagy hibaszázalékot eredményez. A bal félteke bonyolultabb stratégiát választ, értelmező kidolgozott hipotézist alkot, függetlenül a bizonyítékoktól. Rendet akar teremteni a látszólagos rendetlenségben, s ezt találja a legjobb megoldásnak. Az ép agyban ezek a stratégiák rendelkezésre állnak, és a helyzetnek megfelelő az alkalmazásuk. A bal féltekének egyedi képessége van, hogy értelmezze a viselkedést és a nem tudatosan indított érzelmi állapotot. A kéregalatti összeköttetések a féltekék között továbbítani képesek információt a személy saját érzelmi tónusáról. Ez a helyzet akkor, amikor egy arcot csak a jobb féltekének mutatnak, de a bal agy válaszolhat egy megfelelő jelet adva jobb kézzel ( hüvelyk-ujj fel, hüvelykujj le ). A bal félteke képes megfelelő választ adni a jobb félteke érzelmi értékeléséről, például hüvelykujj le válasszal, amikor a kép Hitlert vagy hasonló negatív személyt, és hüvelykujj fel válasszal, amikor a kép családtagot ábrázol (Sperry, Zaidel és Zaidel, 1979). A tudatos élet egyik lényeges eleme az érzelmi érték. V. P. beteggel végzett munka szintén jól mutatja, hogy a jobb félteke képes érzelmi reakciókra, s a bal félteke felfogja ezt az átélt érzelmet. Az egyik esetben egy tűzeset ijesztő képét mutatták be V. P. jobb féltekéjének. Miután megnézte, ezt mondta: Nem tudom, valóban mit láttam; talán egy fehér villanást. Lehet néhány fa, vörös fák, amelyek kidőltek. Nem tudom miért, de érzek valami rémületet. Félelmet érzek. Nem bírom ezt a szobát, vagy lehet, az emberek idegesítettek fel. (Gazzaniga és LeDoux, 1987). Vagyis a bal félteke értelmezte a jobb félteke által látott ijesztő jelenetet. (Igaz, ennél a betegnél a későbbi MRI a kérges test elülső és hátsó részén az átmetszés után sértetlenül maradt rostokat mutatott ki.) Sperry és mtsai említett kísérletében a hasított agyú személy jobb féltekéje önfelismerésre is képes volt. Semleges képek közül ki tudta választani, azonosítani tudta saját arcképét, családtagjait és rokonait. Az önfelismerés, a tükör használata az öntudat fogalmához tartozik, és számos viselkedési és képalkotó módszerrel kapott eredmény utal arra, hogy ez elsősorban a jobb féltekéhez kötődő működés (Keenan és mtsai, 2001), ráadásul a jobb félteke szerepe az elmeelméletben sem elhanyagolható (Brownell és mtsai, 2002). Funkcionális mágneses rezonancia (fmri) eredmények alapján az is felvethető, hogy a saját arc észlelése által aktivált ideghálózat a jobb agy homlok- és fali lebenyének tükör ideghálózatában található, s az önfelismerés szimulációszerű mechanizmust tartalmaz, amelyben az inger a saját reprezentációval hasonlítódik össze (Uddin és mtsai, 2005). Az önfelismerési vizsgálatokban számítógéppel előállított arcokat használnak, amelyek a vizsgált személy saját arcképének és egy másik személynek a kombinációi. A saját arcnak fokozatosan egy másik személy arcává átalakuló képeinek sorozatát (10%-tól 90%-ig változtatva a saját arc másik arccá való formálódásának mértékét) bemutatva, a hasított agyú személy mindkét féltekéjének Turk és mtsai (2002) a saját arc felismerésében bal féltekei fölényt (5.5. ábra), az ismerős arcnál pedig jobb féltekei fölényt találtak (Turk és mtsai, 2002, 2003). Tehát mindkét félteke képes önfelismerésre, mindkettő rendelkezik tudattal, de tudatosságuk különbözik: a találékony és interpretáló bal félteke tudatos élménye nagyon különbözik az igazmondó prózai jobb agyétól. Bár mindkét félteke tekinthető tudatosnak, a bal agy tudatossága messze felülmúlja a jobbét (Gazzaniga, 1998). A bal félteke értelmező moduljával így nemcsak az egységes tudat, hanem az egységes selférzés is értelmezhető. Ennek része a célszerű és értelmes viselkedést irányító emlékezeti rendszer, az önéletrajzi emlékezet, a személyes vélekedések, az aktív célok, én-fogalom (valós és ideális). Ezekben a tudati történésekben jelentős szerepet tulajdonítanak a bal félteke értelmező kognitív alrendszerének. 105

116 5. fejezet - Féltekei specializáció 5.5. ábra. Egy hasított agyú személy (J. W.) önfelismerési (igen) válaszai a portréját tartalmazó fénykép %-ának és a bemutatási féltekének a függvényében. A fényképek a beteg saját arcképéből és egy másik személy fényképéből kombinált képek voltak. A személyt arra kérték, hogy döntse el, hogy a bemutatott kép önmaga vagy nem. (Forrás: Turk és mtsai, 2002, fig. 1. és fig. 2. kombinálása, 842. o. nyomán) Egyoldali agysérültek vizsgálata Broca megfigyelései óta ismert, hogy a bal félteke sérülése károsítja a nyelvi működést, a beszédet. A Wadateszttel végzett vizsgálatok eredményei alátámasztják ezt. Az eljárást, amit első alkalmazójáról, a neurológus Juhn Atshushi Wadáról neveztek el, arra használják, hogy megállapítsák, melyik félteke felel a beszédért, az epilepsziás roham miatt szöveteltávolítás előtt álló betegeknél. A sebésznek fontos ezt ismerni a műtét előtt. Az eljárás során barbiturátot (natrium-amytal) vagy újabban methohexalt (Brietal, sodium methohexital) injektálnak az egyik oldali agyi verőérbe (arteria carotis). A barbiturát mivel a vérellátás féloldali csak az egyik féltekére fejti ki altató hatását. Könnyen ellenőrizhető, mivel az ellenoldali test röviddel az injekció után átmenetileg megbénul. Ha a személy néma, akkor arra lehet következtetni, hogy az injektálással azonos oldal felel a beszédért. A beszédközpont-meghatározást gyorsan kell végezni, öt percen belül, még mielőtt a barbiturát elérné a másik agyat, és az egyén kótyagossá válik. Általában rövid időn belül, a következő napon megismétlik a próbát a másik oldalon. Ezzel a módszerrel végzett kutatások szerint a domináns beszélő félteke a jobbkezesek 95%-ánál a bal félteke, ami megfelel annak, amit egyoldali agysérülteknél megállapítottak korábban (Rasmussen és Milner, 1976). Az eljárást az emlékezet műtét előtti vizsgálatára is használják. A jobb oldali barbiturát-injektálás megzavarja az arcfelismerést, míg a bal oldali alkalmazása a szavak utólagos, a személy magához térte után vizsgált felismerését rontja meg (Ojeman és mtsai, 2002). Jelenleg sok kutatás folyik, hogy a műtétek előtt a nyelvi domináns féltekét fmri alkalmazásával lehessen megállapítani (például Baciu és mtsai, 2005). A bal félteke nyelvi szerepének megállapításán túl vizsgálják, hogy milyen következményei vannak az agy egyoldali sérüléseinek. A jobb féltekének több területen tulajdonítanak nagyobb szerepet. Sérülései különösen vizuális téri feladatokban okoznak problémát, mint például vonalak irányának a megítélése, tárgyak vagy kitüntetett téri nézetük, vagy az arcok megkülönböztetése (részletesen l. a 7. fejezetet). Az egyoldali sérültekkel végzett kutatások sajátos feldolgozási veszteségeket mutatnak globális és lokális szintű információfeldolgozásban. Jobb halántéklebenysérültek többet hibáznak kisebb elemekből felépülő egészleges formák észlelésében, míg a bal halántéklebeny sérültek gyengén válaszolnak az elrendezés részleteire vagy lokális elemeire (5.6. ábra). A jobb agy sérülése megnehezíti az érzelmek észlelését és előidézését. 106

117 5. fejezet - Féltekei specializáció 107

118 5. fejezet - Féltekei specializáció 5.6. ábra. Az agyféltekék feldolgozási aszimmetriáinak vizsgálatára alkalmazott alakzatok, amelyek több részletből vagy lokális elemből képeznek egy egészleges formát vagy Navon-ábrát A jobb féltekének meghatározó szerepe lehet a zenei észlelésben és érzelmi/értékelő folyamataiban is. Visszarion Sebalin, orosz zeneszerző egyedi esete rámutat, hogy nincsenek átfedésben a beszéd és a zenei idegi struktúrák. Sebalin esetében a beszédképesség (Wernicke-afázia) elvesztése után megmaradt a magas szintű zenei funkció. A léziós esetek, agyi képalkotó módszerekkel végzett vizsgálatok alapján ma világos, hogy a zenei feldolgozás nem tulajdonítható teljesen az egyik féltekének, de a jobb oldali idegi mechanizmusoknak meghatározó szerepe lehet a hangmagasság információ reprezentációban. A jobb hallókéreg jobban oldja fel a közeli hangmagasságú hangokat, mint a bal. A jobb féltekének további szerepe lehet még a melódia, harmónia, hangcsengés és ritmus egyes szempontjainak észlelésében is. A zene érzelmi hatását az agy jutalmazó és motivációs működése közvetíti (Wieser, 2003; Zattore, 2001, 2005). A jobb féltekei károsodás által okozott nyelvi sérülések korántsem elhanyagolhatóak (Séra, 1998). Sérül a verbális és téri anyagok integrációja (Benowitz, Moya és Levine, 1990), s a veszteségek olyan dolgokra terjednek ki, mint a bőbeszédűség, az indirekt kérdések megértése vagy a konfabuláció. A jobb féltekei sérültek elvesztik képességüket, hogy élvezzék a vicceket és a karikatúrákat (Brownell és Gardner, 1988; Shammi és Stuss, 1999), hogy megfelelően viccelődjenek. Nehéz számukra a dolgok átvitt értelmű felfogása, mint a metaforák, irónia, szarkazmus. Nem képesek megragadni a történetek lényegét, nem tudnak helyesen következtetni, bizonytalanul építik fel a történet szerkezetét, elvesztik egy történet fonalát. Általában érzéketlenek a kontextuális jelzésekre, sérülnek a nyelv pragmatikai szempontjai, a nyelv kontextusban való használata, zavart szenved a társalgás. A jobb féltekének fontos szerepe van a nyelvi és affektív kommunikációban. Meggyőzően mutatja ezt az affektív prozódia kutatása. Az affektív prozódia és zavarai. A közlésselvagy a hallgatósággal szembeni attitűdök és az aktuális érzelmek közlését szolgáló de jelentésárnyalással a nyelvi szempontokat is kiemelő beszédjellemzőket nevezik prozódiának. Többféle prozódiarendszer van, például propozicionális (kérdő vagy kijelentő mondat), nyelvjárási, érzelmi. A hangmagasság, intenzitás, idői (szótagok hossza, szünetek) információk hordozzák az érzelmi információt. A beszélő érzelmi tónusának megítélésében (szemantikailag azonos, különböző intonációjú mondatoknál) a jobbfélteke-sérültek gyengébben teljesítenek, mint a bal oldali sérültek, amit úgy értelmeztek (Heilman és mtsai, 1975), hogy a jobb féltekei lézióknak szerepe van a hallási affektív agnózia keletkezésében. Jobb féltekei sérültek beszédmegértését és produkcióját, valamint affektív prozódia- és gesztusfelfogását vizsgálva ElliottRoss (1999) különböző típusú aprozódiákat (az affektív prozódia különböző zavarait) írt le. Ross szerint az aprozódiák a beszédmegértés, ismétlés és produkció értelmében az afáziákhoz hasonlóan osztályozható affektív nyelvi kódolási-dekódolási szindrómákat képviselnek, és ennek értelmében motoros, szenzoros, globális, transzkortikális stb. aprozódiákat lehet azonosítani, meghatározott jobbtekei sérülésekkel. Bal és jobb féltekei sérülteket összehasonlítva újabb típusokat is elkülönítettek, egy bal féltekén sérült profilt (a kérges test integrációs hiányával) és egy jobb oldali profilt (Ross, 1999; Ross és mtsai, 1997). Jelenlegi kutatások agyi képalkotási módszerekkel összetett képet mutatnak. Sok adat szerint az érzelmi prozódiát a jobb félteke dolgozza fel, de kétoldali aktivációs minta is kimutatható például a szubvokális ismétlés vagy egyéb tényezők (feladat) miatt. A gyenge affektív prozódiafelismeréssel társuló léziók alapján ma inkább úgy gondolhatjuk, hogy mindkét félteke részt vesz ennek feldolgozásában (Adolph és mtsai, 2002). Az anosognózia szintén jellegzetesen jobb féltekei sérülés következménye. A beteg, akinél sérül a test bal oldalát reprezentáló terület a jobb fali lebenyben, nem érzi a bal kezét. Például, amikor kérik, emelje fel, kijelenti: Ez nem az én kezem. Sok esetben nem veszi tudomásul a bénult bal oldalát, csak nevetgél azzal kapcsolatban (l. a 6. fejezetet) Funkcionális aszimmetriák az ép agyban Neurológiailag ép személyek vizsgálata viszonylag könnyű feladat az érzékelés területén, mivel az információ a legtöbb szenzoros modalitásban fele részben az ellenoldali félteke elsődleges érzékelési területeire irányul. Az így végzett kutatásokból gazdag információk származnak a féltekei aszimmetriákról a megismerési és érzelmi folyamatok terén. A látás esetében a jobb látótérből az információ a bal féltekére, a bal látótérfélbe bemutatott információ pedig a jobb agyféltekébe vetül. Az ingereket egyidejűleg mindkét oldalra vagy csak az egyik oldalra adják, 200 ms-nál rövidebb ideig, hogy megakadályozzák a szemmozgások kivitelezését. Tapintás esetében is hasonló eljárást követnek. Először megkérik a vizsgált személyt, mondja meg látás nélkül, mit érez egyidejűleg a két kezébe adott dolgokról, majd azonosítania kell ezeket. A bal kéz érzékelésében mutatkozó fölényt általában jobb féltekei előnynek tekintik. 108

119 5. fejezet - Féltekei specializáció A hallás esetében bonyolultabb a féltekekülönbségek megállapítása. A hallási információ, mint az 5.7. ábrán látható, mindkét fülből az ellenoldali és az azonos oldali elsődleges hallókéregbe vetül. A Dorin Kimura által bevezetett dichotikus helyzetben egyidejűleg eltérő információt adnak mindkét fülre, úgy, hogy mindkét félteke információt kap, így az azonos oldali fülből érkező információt elnyomja az ellenoldali fülből érkező információ. Ezáltal a jobb fülből a bal félteke, a bal fülből majdnem kizárólag a jobb félteke dolgozza fel az információkat. A személytől az egyik, vagy mindkét fülön hallottakról beszámolót kérnek ábra. A hallási információ ellenoldali és az azonos oldali hallókéregbe vetülése. Dichotikus helyzetben eltérő, versenyző információt adnak mindkét fülre; az azonos oldali fülből érkező információt elnyomja az ellenoldali fülből érkező információ Az általános eredmények szerint verbális feldolgozási fölény mutatkozik, ha a verbális anyag a bal félteke hallókérgébe irányul. Ezzel szemben nem verbális fölényt kapnak, ha a nem verbális anyag a jobb félteke elsődleges szenzoros területére irányul. Vagyis látási bemutatásban szavak esetében a jobb látómező van fölényben, arcok esetében a bal látómező. A jobb félteke hatékonyabb a globális szintű feldolgozásban a bal látótérfélből, míg bal féltekebeállítódás jelentkezik a lokális szint iránt a mintában a jobb látómezőből. A tenyérre rajzolt betűk esetében a jobb kéz könnyebben ismeri fel azokat, mint a bal kéz. Hallási modalitásban szavakra és beszédhangokra a jobb fülön pontosabb volt a válasz, mint a bal fülön. Nem verbális anyagokra, mint az állatok hangja, környezeti zajok (ajtónyikorgás) és zenei hangok, jobb feldolgozás mutatkozott, ha a bal fülre adták az anyagot (az eredmények összefoglalását l. Banish, 2004; Davidson és Hughdal, 2003; Springer és Deutsch, 1993). Érzelmi lateralizáció és érzelmi zavarok. A bal fülbe (jobb féltekébe) adott sikítás, nevetés, sírás érzelmi megkülönböztetése. Dichotikus feladatban szintén bal fül előny mutatkozik semleges tartalmú szavak érzelmi tónusának (harag, öröm stb.) felismerésében. A megfigyelő hajlamosabb a bal látótérfélbe adott érzelmekre válaszolni, mint a jobb látómezőbe adottakra (5.8. ábra). A bal látótérben (jobb féltekén) fölény van az érzelmi megkülönböztetésben, s jobb az érzelmi arcokra való emlékezés. Ez arra utal, hogy a jobb félteke hátsó területeinek lehet szerepe az érzelmi információ feldolgozásában. 109

120 5. fejezet - Féltekei specializáció 5.8. ábra. A kiméraarcok a lateralizált feldolgozás példái. A megfigyelő a bal látótérfélbe adott érzelmekre hajlamosabb válaszolni, ami jobb félteke feldolgozási beállítódásra utal Az arc bal fele (amit főleg a jobb félteke szabályoz) erősebben fejezi ki az érzelmeket, mint a jobb fele, pózolt és spontán kifejezésben egyaránt (Borod és mtsai, 1997). Az érzelem két szempontját különböztethetjük meg: érzelmi valenciát (kellemes, kellemetlen), amit az elülső kérgi területek szabályoznak (kellemes inkább a bal, kellemetlen inkább a jobb féltekén) és érzelmi aktivációt (magas, alacsony izgalmi szint), amit a jobb hátsó területek szabályoznak. A szorongásos izgalom is inkább a jobb hátsó területek aktivitásával jár együtt. Jobb féltekei területek aktiválódnak inkább szociális fóbiásoknál az idegrendszeri izgalmat növelő nyilvános szereplést meg-előzően vagy pókfóbia esetében is. A kérdőívvel mért magas szorongással rendelkező személyek két csoportba oszthatók: aggódókra, fokozott bal féltekei aktivációval (α szupresszió) és pánikosan izgatott szorongókra, fokozott szívritmus-aktivációval. Így elkülöníthető a szorongás és a depresszió. Depressziós személyeknél viszonylagos jobb frontális aktivációt lehet találni, a bal félteke GBR-rel kimutatható csökkent aktivációja következtében. Talán a depresszió altípusai is elkülöníthetők. Az atipikus depressziós személyt, akinek, szemben a melankolikus depresszióssal, kellemes eseményre javul a hangulata, gyenge jobb féltekei teljesítmény jellemzi hallási feladatban, ami a jobb hátsó terület funkciózavarára utal (Borod, 2000; Heller és mtsai, 1998). Ide kívánkozik még egy megjegyzés. Sok, jóllehet vitatott kutatási eredmény utal arra, hogy a pszichopatológiai feltételek esetében változatos bal vagy jobb féltekei funkciózavar található. Egyes beszámolók szerint szkizofréniában elvész vagy megfordul az agyi aszimmetria, s a normál aszimmetria kialakulásának hiánya egyik tényezője lehet a betegségnek (Yöney, 2001). Az egészséges személynél a funkcionális aszimmetria keletkezésére vonatkozóan több feltevés született. A közvetlen hozzáférés elmélet szerint a féltekék munkamódjuknak jobban megfelelő információt fogadnak elsősorban. Egy másik feltevés szerint a féltekék a másik féltekének továbbítják a kérges testen keresztül azt az információt, amelynek feldolgozásában nem szak-értők. Az információ az átvitel során leértékelődik, ez okozza az aszimmetriát. További lehetőség az aszimmetria keletkezésének magyarázatára a féltekék figyelmi beállítódása, ami fokozza az aktivációt, s ha előzetes feladattal fokozott aktivációt hoznak létre, ez növeli az adott féltekei előnyt A féltekék feldolgozási jellemzői Az 5.1. táblázat összegzi a féltekék megismerési és érzelmi funkcióit. Korábban a bal féltekét verbálisnak, elemzőnek, logikusnak, racionálisnak tekintették, szemben a jobb félteke nem verbális, globális, egészleges, intuitív feldolgozásával, de ezek a jellemzések nem írják le megfelelően a lateralizáció jelenségét. Mai tudásunk szerint a funkciókon belüli alrendszerek ahogy azt a zenével kapcsolatban fentebb láthattuk eltérően kötődhetnek az egyik vagy a másik féltekéhez. A jobb féltekén belül elvégzett feldolgozási számítások ugyanolyan pontosak, mint a bal agyban elvégzettek, s inkább kiegészítő működésüket feltételezhetjük. A kutatók általában egyet értenek a munkamegosztásról, de nem világos az elkülönülés természete táblázat táblázat. A megismerési és érzelmi funkciók aszimmetriái 110

121 5. fejezet - Féltekei specializáció Domináns (rendszerint bal) félteke funkciói Nyelv Beszéd Nyelvi jelentés Nem domináns (rendszerint jobb) félteke funkciói Prozódia (hangtónus által közvetített érzelem) Irónia Humor megértése Nyelvtan Olvasás Gyakorlott, szándékos, összerendezett mozgás (praxis) Szekvenciális (soros) elemzés Elemző működés Problémamegoldás Egyidejű elemzés Szintetikus működés Vizuális-téri elemzés és téri figyelem Geometriai mintázatok Arcfelismerés Rajzolás Tapintás Összetett mintázatok felismerése Braille-írás Számolás: soros és elemző számolási képesség Számolás: pontos számoszlopok felállítására a lapon Zenei képesség: gyakorlott zenész soros és elemző képessége Irányérzék: képesség leírt irányítások egymás utáni követésére Zenei képesség: gyakorlatban zenész és gyakorlott zenész hangmagasság elemzés, melódia, harmónia Irányérzék: útvonal-megtalálási képesség általános tájékozódási érzékkel Geometria Irányok Mentális forgatás Személyes tér Emlékezet Verbális emlékezet Emlékezet Nem verbális emlékezet Érzelmi funkciók: érzelmek felismerése és kifejezése Az egyik vitatott kérdés, hogy vajon a lateralizáció az ingertől vagy a feldolgozás természetétől függ. Az egyik elméletcsoport adott szenzoros vonásokra való érzékenység különbségével értelmezi a bonyolultabb feladatokban való különbséget. Így feltételezik, hogy a jobb félteke inkább alacsony téri frekvenciát dolgoz fel (egy alakzat körvonalai), bal félteke pedig magas téri frekvenciára (részletek) specializálódott (Sergent, 1983). Az ellentmondó eredmények miatt az elmélet egy mai változata a kettős szűrési modell, amely egy kezdeti 111

122 5. fejezet - Féltekei specializáció szimmetrikus, minden információ feldolgozását és a feladatnak megfelelő információ eldöntését követő, eltérő szűrési folyamatról beszél. A bal félteke a magas téri frekvenciát, a jobb félteke az alacsony téri frekvenciát dolgozza fel (összefoglalja Banish, 2004). Ezt az elméletet érvényesnek vélik hallási információk esetében is. Más megközelítések a féltekék eltérő feldolgozási módját (egészleges vagy részleges) hangsúlyozzák. Egy friss kutatás meggyőzően támasztja alá azt a feltevést, hogy a lateralizáció nem attól függ, hogy milyen természetű az információ (nyelvi vagy vizuális), hanem attól, hogy akár a bal, akár a jobb félteke mit tesz a beérkező információval. Stephan és mtsai (2003) agyi képalkotó módszerrel végzett vizsgálatában négybetűs konkrét főneveket mutattak be a bal vagy a jobb féltekének, de úgy, hogy a második vagy a harmadik betű vörös színű volt a többi fekete betű között. A személyek egy nyelvi és egy vizuális-téri feladatot kaptak, de az inger mindkét esetben azonos volt. Egy betű-döntési feladatban mellőzni kellett a vörös betű helyét, és azt kellett eldönteni, a szóban előfordult-e A betű. A vizuális-téri feladatban a szó nyelvvel kapcsolatos tulajdonságaitól kellett eltekinteni, és meg kellett ítélni, hogy a vörös betű a szó közepétől balra vagy jobbra helyezkedik-e el. Világos szétválást kaptak a féltekék között. A betűfelismerés erős bal féltekei, de nem jobb féltekei aktivitást okozott, kivéve a látókéreg kétoldali aktivációját. A vizuális-téri döntés éppen ellenkezőleg, erős jobb, de nem bal féltekei aktivációt okozott (5.9. ábra). Úgy tűnik, ehhez a feladatfüggő lateralizációhoz a figyelmet a meghatározott jegyekre és a rákövetkező feldolgozást irányító kognitív kontrollmechanizmusokra kell irányítani. A féltekék kognitív kontroll szolgálatában álló területei (prefrontális és cinguláris kéreg) kölcsönhatásban állnak a feladatot végző területtel az azonos féltekében. Ez a kísérlet a területeknek a feladat által megszabott mentális tevékenységhez szükséges együttműködését, információcseréjét is illusztrálta (McIntosh és Lobaugh, 2003) ábra. A féltekei specializáció feladattól való függése. Stephan és mtsai kísérletében nyelvi és vizuális-téri feladatot adtak: (a) döntés arról, van-e A betű a szóban (nyelvi) és (b) a vörös betű balra vagy jobbra van-e a betű közepétől (vizuális-téri). A bal félteke nyelvi területe nem automatikusan érintett, amikor szavakat mutatnak be a személynek. Az információ előbb az érzékelési területről (sárga) a kontrollterületre (kék) 112

123 5. fejezet - Féltekei specializáció továbbítódik. A kontrollterület továbbítja az információt a bal vagy a jobb féltekén, attól függően, hogy a feladat nyelvi vagy vizuális-téri. Vagyis nem arról van szó, hogy a szó bemutatása a vizuális-téri feladatban aktiválná a bal oldali nyelvi, majd kontrollterületeket, és ez továbbítaná az információt a jobb féltekének a feladat elvégzéséhez, hanem az azonos oldalon zajlik mindez. A munkamegosztás a féltekék között a feladattól függ és nem az inger természetétől. (Forrás: McIntosh és Lobaugh, 2003., 323.) A lateralizáció fejlődési szempontjai Eric Lenneberg az 1960-as évek második felében a nyelv biológiai alapjaival kapcsolatban feltételezte, hogy születéskor a nagyagyféltekék egyenértékűek. A két félteke funkcionálisan azonos, az egyik képes ugyanazt a funkciót teljesíteni, mint a másik. Lenneberg egy másik feltevése az volt, hogy a lateralizáció a serdülőkorig fokozódik, aztán változatlan marad. Feltevését arra a tapasztalatra alapozta, hogy a fiatalabb korban a bal oldalon elszenvedett agysérülés kevésbé súlyos következményekkel jár, mint hasonló agyi lézió felnőttkorban. Azt feltételezte, azért fordulhat elő gyógyulás a fiataloknál, mert még nem teljesen specializálódtak a bal féltekei nyelvi folyamatok. A későbbi vizsgálatok azonban kimutatták, hogy a féltekék alapvető specializálódása már születéskor adott, s mértéke nem módosul a fejlődéssel az erőteljes környezeti hatások vagy baleseti sérülések következményein kívül. A nyelvi és mozgásfunkciók elsődlegessége már a terhesség hetében megfigyelhető az embrió agyában (Chi és mtsai, 1977). Eltérő fejlődési programok strukturálják a két féltekét, különbségek vannak az érési ütemben, s változatos fizikai aszimmetriák jelennek meg a méhen belüli fejlődésben, gyermek- és tizenéves korban. A különböző vizsgálatok szerint, pl. az agy elektromos tevékenységének vizsgálataiban már egyhetes korban verbális anyagokra nagyobb aktivációt találtak a bal, nem verbális ingerekre. Habituációs módszert alkalmazva, amikor a cumizás szaporasága jelzi a csecsemő érdeklődését, kimutatták, hogy a jobb fülön adott változás jobban befolyásolja az érdeklődést, mint a bal oldali. Az óvodáskorban már számos, a felnőttekre jellemző funkcionális lateralizáció figyelhető meg, például dichotikus hallgatási helyzetekben, amely életkorfüggő változást mutat. Vannak születési rendellenességek, amelyek gyakran járnak együtt epilepsziás aktivitásokkal, amelyek esetében a jobb prognózis érdekében a félteke sebészeti eltávolítását alkalmazzák. Ezek az esetek szintén a féltekei specializálódás korai meglététére példák. Az a gyerek, akinek csak bal féltekéje van, nem sajátít el téri képességet olyan mértékben, mint akinek csak jobb tekéje van. Akinek csak bal tekéje van, nyelvi feladatokban jobban teljesít. Bizonyos esetekben az ellenkező félteke elég plasztikus (formálódni, alakulni képes), hogy bizonyos hiányzó funkciókat átvegyen. A felnőtt agyából a szomatoszenzoros területek kivételével (Ramachandran) hiányzik az ilyen mértékű plaszticitás. Különösen érdekes a féltekei aszimmetria elvesztése vagy változása betegségek következtében, mint a diszlexia vagy a demencia (Toga és Thompson, 2003) A féltekei szerveződés egyéni eltérései Az agyi szerveződés nem azonos minden egyénnél. Egyes személyeknél eltérő mértékű a féltekei specializáció. Például egyéni különbségek mutathatók ki a legkülönbözőbb észlelési feladatokban mutatkozó észlelési aszimmetriákban (például kiméraarcok megítélésében), a spontán oldalirányú szemmozgásokban és az EEG-ben egyaránt. Az észlelési aszimmetriákért a féltekei feladat specializációjától független, a személyre jellemző hajlamosító tényező tehető felelőssé, a karakterisztikus perceptuális aszimmetria (Balázs és Weisz, 2002). Itt kicsit részletesebben az agyi szerveződés egyéni különbségeinek két tényezőjével foglalkozunk: a kezességgel és a nemmel. Kezesség: Régi megfigyelés, hogy a balkezesek agyi szerveződése eltér a jobbkezesek szerveződésétől. A balkezesek 15%-a jobb agyfélteke nyelvi dominanciájú, és 15% mindkét féltekéjét használja nyelvi feladatokra. A balkezeseknek, mint csoportnak kevésbé lateralizált a két féltekéje. Ezzel összefüggésben feltételezik, hogy az agysérülés következménye sem olyan súlyos egy átlagos balkezesnél, mint egy jobbkezesnél, mert a nyelvi produkciót az egyik, a nyelvi megértést a másik félteke szabályozza (Banish, 2004). Az agyi aszimmetria és a kezesség közötti kapcsolat jelentős érdeklődést keltett, és vitát váltott ki. A jobbkézpreferencia oka nyilvánvalóan a motoros kéreg aszimmetriájában található. A kezesség szorosan együtt jár a nyelvi feldolgozó struktúrák szerkezeti és működési aszimmetriájával, mint a planum temporale aszimmetriája. 113

124 5. fejezet - Féltekei specializáció Az agyi aszimmetria, a nyelvi lateralizáció és a kezesség között összetett, kölcsönös összefüggések vannak. Több tényező lehet hatással rájuk: genetikai, fejlődési, neurokémiai, betegség, tapasztalat. Azt, hogy a lateralitást nem befolyásolhatja kizárólag az egyén genotípusa, az ikreknél talált kezességeltérés és a planum temporale különbségei is mutatják. Egy 1994-ben végzett kutatásban (Steinmetz és mtsai, Toga és Thompson, 2003) genetikai tényezőket találtak a bal és a jobb féltekevolumenben a jobbkezes ikreknél kétszer olyan erősen, mint az eltérő kezességű egypetéjű ikreknél. Az agyi volumen genetikai meghatározottságának csökkenése a right shift (RS, jobbra forgató) genotípus-elméletet támogatja, a nem jobbkezesség veszteség az agyi volumen csökkenését eredményezi. A right shift génelmélet (MarionAnett) feltételezi, hogy az egyén mindkét szülőtől vagy örökli, vagy nem az RS-gént. Ez a gén megváltoztatja a nyelvi dominanciát, a jobbkezesség irányába mutató változással. Aki két RS-gént örököl, az határozottabban lesz jobbkezes. De bármi is legyen a lateralitás genetikai meghatározója, több (nem genetikai) tényező változtathatja meg a szerkezeti és működési aszimmetriát. Ezek között lehet aszimmetrikus agysérülés, az embrió helyzete a méhben (Previc), a fokozott tesztoszteronkitettség a magzati életben (Geschwind), s még kulturális tényezőket is felvetnek (a szülők hogyan tartják a csecsemőt). Ami biztos, az az, hogy a kezességnek biológia meghatározói vannak. Vizsgálata kérdőívvel és gyakorlati feladatok elvégeztetésével történik. Lateralitás és nem: Számos tanulmány mutatott rá agyi aszimmetriákra férfiak és nők között, s némelyik azt emeli ki, hogy a férfi agy átlagosan lateralizáltabb, mint a női agy. Fonológiai feladatokban fmri-vizsgálatban a férfiaknál bal, a nőknél mindkét oldalon aktivitásnövekedést mutattak ki az inferior frontális tekervényben (Shaywitz és mtsai, 1995, de nem Frost és mtsai, 1999). Egy másik tanulmányban úgy találták, a nők inkább használják mindkét oldali hátsó temporális nyelvi területüket elbeszélő szövegek globális nyelvi feldolgozásában, mint a férfiak. A férfiaknál határozott lateralizáció mutatkozik ugyanezen a hátsó temporális területen (Kansaku és mtsai, 2000). Észlelési aszimmetriákat vizsgáló próbákkal néhány tanulmány nagyobb lateralizációról számolt be férfiaknál hallási és látási feldolgozási képességekben. Nőknél például kevésbé mutatkozik jobb fül fölény dichotikus hallgatási feladatban. Kimura (2003) szerint ezek az eredmények jelenthetik azt, hogy a féltekék funkciója nem olyan élesen elkülönülő, mint a férfiaknál, vagy jelenthetik azt, hogy a nőknél kimutatott, a két féltekét összekötő nagyobb pályarendszer (nagyobb corpus callosum) a féltekék közötti különbséget csökkentően hat. Bármi is az igazság, az agyféltekék közötti és féltekéken belüli szerveződése megalapozhatja a nemi különbségeket a motoros és vizuális-téri, nyelvi teljesítményekben és a fokális léziók, stroke következményeiben. Szintén beszámoltak szerkezeti különbségekről a planum temporaleban, nagyobb aszimmetriával a férfiaknál, de ezek az eredmények vitatottak (Harasty és mtsai, 1997). Továbbá még különbségek vannak a parietális lebenyben, a Sylvius-árok hátsó végében. Ez tipikusan nagyobb a jobb féltekén jobbkezeseknél; ez az aszimmetria nagyobb a férfiaknál, de balkezeseknél az aszimmetria nagyobb a nőknél. Az, hogy az aszimmetriák hogyan függenek össze a vizuális-téri képességekkel, nem világos még. Újabban a hormonok szerepét is megpróbálják tisztázni a funkció lateralizációban, például a menstruációs ciklus különböző fázisaiban. Vannak arra bizonyítékok, hogy amikor a női hormonok szintje magasabb (például ovuláció után), a nők jobban teljesítenek finom motoros feladatokban, és lateralizáltabbak a bal félteke irányába, és gyengébben teljesítenek téri feladatokban, amit inkább jobb féltekei funkciónak tartanak. Az alacsony hormonszint esetében ellenkező mintát találtak, de a különbség nem jelentős, és lehet, hogy csak az adott feladatra korlátozódik. Bizonyos kognitív képességek szintén változnak a hormonszinttel a férfiaknál. A téri tesztekben napi és évszaki változásokat találtak. Reggel és ősszel, amikor a tesztoszteronszint magas, gyengébben teljesítenek, mint délután és tavasszal, amikor a hormonszint alacsony (Kimura, 2002). Ezek az utóbb tárgyalt kérdések nem tekinthetők megoldottnak. Fontos, hogy az agyi szerveződést megfelelően értelmezzék. Amikor a különbségekről beszélnek, azok sokszor nem elég jelentősek, az egyének variációja a nemen belül nagyobb, mint a nemek között Irodalom Adolph, R. Damasio, H. Tranel, D.: Neural Systems for Recognition of Emotional Prosody: A 3-D Lesion Study. Emotions, , Amassian, V. E Henry, K. Durkin, H. et al.: Magnetic Stimulation of the Left versus Right Temporo-Occipital Cortex Acts Differentially on the Human Immune System. Journal of Physiology, , 22. Baciu, M. Watson, J. M. Maccotta, L. McDermott, K. B. Buckner, R. L. Gillian, F. G. Ojeman, J. G.: Evaluating Functional MRI Procedures for Assessing Language Dominance in Neurosurgical Patients. Neuroradiology, in press. 114

125 5. fejezet - Féltekei specializáció Balázs L. Weisz J.: Személyre jellemző féltekei aszimmetriák az információ-feldolgozásban és az agyi elektromos aktivitásban. In Czigler I. Halász L. Marton M. (szerk.): Az általánostól a különösig. Budapest, 2002, Gondolat, Banich, M.: Cognitive Neuroscience and Neuropsychology. Boston, 2004, Houghton Mifflin Co. Baynes, K. Gazzaniga, M. S.: Consciousness, Introspection and the Split-Brain: The Two Minds/on Body Problem. In Gazzaniga, M. S. (ed.): The New Cognitive Neuroscience. Cambridge, 2000, Mass MIT Press, Beeman, N. Chiarello, C.: Right Hemisphere Language Comprehension: Perspectives from Cognitive Neuroscience. Machwatz, NJ, 1988, Lawrence Erlbaum Associates. Borod, J. C. Haywood, C. I. Koff, E.: Neuropsychological Aspects of Facial Asymmetry during Emotional Expression: A Review of the Normal Adult Literature. Neuropsychological Review, , Borod, J. C. (ed.): The Neuropsychology of Emotion. New York, 2000, Oxford University Press. Brownell, H. Gardner, H.: Neuropsychological Insight into Humour. In Durant, J. Miller, J. (eds.): Laughing Matters: A Serious Look at Humour. New York, 1988, Wiley, Brownell, H. Griffin, R. Winner, E. Friedman, O. Happé, F.: Cerebral Lateral-ization and Theory of Mind. In Baron-Cohen, S. Tager-Flusberg, H. Cohen, D. (eds.): Understanding Other Minds: Perspectives from Developmental Cognitive Neuroscience. Oxford, 2000, Oxford University Press, Corballis, P. M. Fendrich, R. Shapley, R. Gazzaniga, M. S.: Illusory Contours and Amodal Completion: Evidence for a Functional Dissociation in Callosotomy Patients. Journal of Cognitive Neuroscience, 1999, 11, Frost, J. A. Binder, J. R. Springer, J. A. Hammeke, T. A. Bellgowan, P. S. F. Rao, S. M. Cox, R. W.: Language Processing in Both Sexes: Evidence from Functional MRI. Brain, , Gazzaniga, M. S.: Cerebral Specialization and Interhemispheric Communication: Does the Corpus Callosum Enable the Human Condition? Brain, , Gazzaniga, M. S.: The Split Brain Revisited. Scientific American, , /Magyarul in Pléh Cs. Boros O. (szerk.): Bevezetés a pszichológiába. Budapest, 2004, Osiris, / Harasty, J. Double, K. L. Hallidy, G. M. Krill, J. J. McRitchie, D. A.: Language-Associated Cortical Regions are Proportionally Larger in the Female Brain. Archives of Neurology, , Heilman, K. M. Scholes, R. Watson, R. T.: Auditory Affective Agnosia: Disturbed Comprehension of Affective Speech. Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry, , Heilman, K. M. Valenstein, E. (eds.): Clinical Neuropsychology. New York, 1993, Oxford University Press. Heller, W. Nitschke, J. B. Miller, G. A.: Lateralization in Emotion and Emotional Disorders. Current Directions in Psychological Science, , 1, Hugdahl, K. Davidson, R. J. (eds.): The Asymmetrical Brain. Cambridge, MA, 2003, MIT Press. Hutsler, J. J. Gillespie, M. E. Gazzaniga, M. S.: The Evolution of Hemispheric Specialization. In Bizzi, E. Caliassono, P. Volterra, V. (eds.): Frontiers of Life, vol. 3: The Intelligent Systems. New York, 2002, Academic Press, Jäncke, L. Steinmetz, H.: Anatomical Brain Asymmetries and Their Relevance for Functional Asymmetries. In Hugdahl, K. Davidson, R. J. (eds.): The Asymmetrical Brain. Cambridge, MA, 2003, MIT Press, Kang, D. H. Davidson, R. J. Coe, C. Wheeler, R. E. Tomarken, A. J. Erschler, W. B.: Frontal Brain Asymmetry an Dimmune Function. Behavioral Neuroscience, , Kanizsa, G.: Organization in Vision. New York, 1979, Praeger. 115

126 5. fejezet - Féltekei specializáció Kansaku, K. Ymaura, A. Kitasawa, S.: Sex Differences in Lateralization Revealed in the Posterior Language Areas. Cerebral Cortex, , Keenan, J. P. Nelson, A. O Connor, M. Pascual-Leone, A.: Self-Recognition and the Right Hemisphere. Nature, , 18, 305. Kimura, D.: Férfi agy női agy. Budapest, 2003, Kairosz. Kimura, D.: Sex Hormones Influence Human Cognitive Pattern. Neuroendocrinology Letters, , Kingston, A. Enns, J. Mangun, G. R. Gazzaniga, M. S.: Guided Visual Search is a Left Hemisphere Process in Split-Brain Patients. Psychological Science, , Levy, J. Trevarthen, C. Sperry, R. W.: Perception of Bilateral Chimeric Figures following Hemispheric Disconnection. Brain, , McIntosh, A. R. Lobaugh, N. J.: When is a Word Not a Word? Science, , Metcalfe, J. Funnell, M. Gazzaniga, M. S.: Right Hemisphere Memory Superiority: Studies of a Split-Brain Patient. Psychological Science, , Miller, M. B. Kinstone, A. Gazzaniga, M. S.: Hemispheric Encoding Asymmetry is More Apparent than Real. Journal of Cognitive Neuroscience, , 5, Ojeman, J. G. Kelley, W. M.: The Frontal Lobe in Memory: A Review of Convergent Evidence and Implications for the Wada Memory Test. Epilepsy and Behavior, 2002, 3, Phelps, E. Gazzaniga, M. S.: Hemispheric Differences in Mnemonic Processing: The Effects of Left Hemisphere Interpretation. Neuropsychologia, , Rasmussen, T. Milner, B.: The Role of Early Left-Brain Injury in Determining Lateralization of Cerebral Speech Function. Annals of the New York Academy of Sciences, , Ross, E. D. Thompson, R. D. Yenkonsky, J.: Lateralization of Affective Prosody in Brain and Callosal Integration of Hemispheric Language Functions. Brain and Language, , Ross, E. D.: Affective Prosody and the Aprosodias. In Feinberg, T. E. Farah, M. (eds.): Behavioral Neurology and Neuropsychology. 1999, McGraw-Hill, Séra L.: Megjegyzések a jobb agyfélteke nyelvi közreműködéséről: nyelvi és affektív prozódia. In Pléh Cs. Győri M. (szerk.): A kognitív szemlélet és a nyelv kutatása. Budapest, 1998, Pólya Kiadó, Sergent, J.: The Role of Input in Visual Hemispheric Asymmetries. Psychological Bulletin, , Shammi, P. Stuss, D. T.: Humor Appreciation: A Role of the Right Frontal Lobe. Brain, , Shaywitz, B. A. Shaywitz, S. E. Pugh, K. R. Constable, R. T. Skudlarski, P. Fulbirght, R. K. Bronen, R. A. Flecher, J. M. Shankenweller, D. P. Katz, L. Gore, J. C.: Sex Differences in the Functional Organization of the Brain for Language. Nature, , Sperry, R. W. Zaidel, E. Zaidel, D.: Self-Recognition and Social Awareness in the Disconnected Minor Hemisphere. Neuropsychologia, , Springer, S. P. Deutsch, G.: Left Brain, Right Brain. San Francisco, 1993, Freeman. Stephan, K. E. Marshall, J. C. Friston, K. J. Rowe, J. B. Ritzl, A. Zilles, K. Fink, C. R.: Lateralized Cognitive Processes and Lateralized Task Control in the Human Brain. Science, , Toga, A. W. Thompson, P. M.: Mapping Brain Asymmetry. Nature Review Neuroscience, , Tulving, E. Kapur, S. Craik, F. I. M. Moscovitch, M. Houle, S.: Hemispheric Encoding/Retrieval Asymmetry in Episodic Memory: Positron Emission Tomography Findings. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, ,

127 5. fejezet - Féltekei specializáció Turk, D. J. Heatherton, T. F. Kelley, W. M. Funnell, M. G. Gazzaniga, M. S. Macrae, C. N.: Mike or Me? Self Recognition in Split-Brain Patient. Nature Neuroscience, , Turk, D. J. Heatherton, T. F. Macrae, C. N. Kelley, W. M. Gazzaniga, M. S.: Out of Contact, Out of Mind: The Distributed Nature of Self. Annals of the New York Academy of Sciences, , Uddin, L. Q. Kaplan, J. T. Molnar-Szakacs, I. Zaidel, E. Iacoboni, M.: Self-Face Recognition Activities a Frontoparietal Mirror Network in the Right Hemisphere: Event Related fmri Study. NeuroImage, , Wieser, H. G.: Lessons from Brain Disease and Some Reflections on the Emotional Brain. Annals of the New York Academy of Science, , Wolford, G. Miller, M. B. Gazzaniga, M. S.: The Left Hemisphere s Role in Hypothesis Formation. Journal of Neuroscience, , RC64, 1 4. Yöney, T. H.: Hemispheric Specialization and Psychopathology. Bulletin of Clinical Psychopharmacology, , Zaidel, D. Sperry, R. W.: Memory Impairment after Commissurotomy in Man. Brain, , Zaidel, E. Clarke, J. M. Suyenobu, B.: Hemispheric Independence: A Paradigm Case for Cognitive Neuroscience. In Scheibel, A. B. Wechsler, A. F. (eds.): Neurobiology of Higher Cognitive Function. 1990, New York, Guilford Press, Zaidel, E.: Language Functions in the Two Hemispheres following Complete Cerebral Commissurotomy and Hemispheroctomy. In Boller, F. Grafman, J. (eds.): Handbook of Neuropsychology. vol. 4. Amsterdam, Elsevier, Zattore, R. J.: Music, the Food of Neuroscience? Nature, , Zattore, R. J.: Neural Specializations for Tonal Processing. Annals of the New York Academy of Science, ,

128 7. fejezet - 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája Karádi Kázmér A figyelem egyik legfontosabb jellemzője, hogy a térben lévő dolgokra és eseményekre irányul. A térben lévő leginkább kiugró, számunkra fontos tárgyak és események kerülnek a figyelem fókuszába. A figyelem szerveződése során testünk, fejünk és leginkább szemünk az adott dologra irányul. Figyelmünk szimmetrikus, testünk középvonalához igazodó, az attól balra és jobbra eső térfél szinte ugyanolyan nagyságú. Akár a jobb, akár a bal térfelünkben azonos helyen megjelenő tárgyakat egyformán észleljük. Ez a szimmetria az agyvérzést követően sokszor sérül. Leggyakrabban jobb oldali féltekesérülés után alakul ki a téri hemineglekt, mely során a beteg a sérüléssel ellenoldali térfelének felismerését, ezen a területen végzett manipulációt elhanyagolja. A lézióval kontralaterális térfélben lévő tárgyakat és eseményeket a beteg nem regisztrálja, míg a lézióval azonos oldali térfélben a tárgyak észlelése és azokra adott válasz megfelelő. A téri hemineglekt modalitás 118

129 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája specifikus (Kerkhoff, 2001), leggyakrabban vizuális ingerek esetén tapasztaljuk, de megtalálható auditoros, szomatoszenzoros, olfaktoros ingerek esetén is. A modalitásspecifikusság mellett a neglekt a téri referenciakereteket is érinti. Az embert körülhatároló tér allocentrikus és egocentrikus részre tagolódik. Az egocentrikus tér perszonális (a személy testfelszíne) és periperszonális (a kinyújtott kar és kéz által elérhető tér), míg az allocentrikus extraperszonális, a látás, hallás során befogott tér. Egészséges személyeknél a két tér összefüggésben van egymással. Mivel minden információ a testünkön keresztül ér minket, így az allocentrikus térbe óhatatlanul belevetül saját szubjektumunk, az allocentrikus tér megszületésénél az egocentrikus tér bábáskodik. Neglekt-szindrómánál gyakori e két téri referenciakeret disszociációja. Gyakoribb a hemineglekt a jobb oldali arteria cerebri területének infarktusa után, melynek fő ellátási területe a jobb inferoparietális lebenyre korlátozódik. Szintén gyakoribb jobb oldali parietális lebenyben megjelenő lézió után. Mindez előrevetíti a parietális lebeny kitüntetett szerepét a téri figyelem szervezésében. Neglektszindrómát nemcsak a parietális lebeny sérülése okozhat. Az insula, dorsolaterális frontális kéreg, superior temporális kéreg, posterior thalamus és a bazális ganglionok sérülése is kiválthatja a neglekt jelenségét. A sérülések sokszor kiterjedtek, és a parietális lebenyen kívül a felsorolt területek egy részét is érinthetik (Vallar, 1998). Az a tény, hogy más és más kérgi és kéreg alatti terület sérülése létrehozhatja a téri hemineglektszindrómát, arra utal, hogy az agyban egy kiterjedt téri figyelmi hálózat működik, melynek csupán az egyik, de kétségtelenül a legfontosabb központi struktúrája a parietális lebeny. A következőkben részletesen ismertetjük a téri figyelmi hálózat elemeit és szerepét a figyelem kialakításában Téri figyelmi hálózat Az idegrendszerben egyetlen figyelmi központ helyett több szétosztott, neurális hálózat gondoskodik arról, hogy a térben elhelyezkedő tárgyakat és eseményeket kiemeljük. A hálózat alapegységeinél (6.1. ábra) csak a parietális lebeny kerül részletesebb tárgyalásra, a többi terület anatómiájáról és biopszichológiájáról más fejezetekben esik szó ábra. Téri figyelmi hálózat agyi régiói 1. Aszcendáló retikuláris aktivációs rendszer (ARAS) Diffúz agytörzsi struktúra, mely kolinerg, noradrenerg, dopaminerg, szerotonerg transzmitterrendszerek kiindulópontja. A rendszer a kérgi neuronok excitabilitását fokozza, így ennek sérülése érthető módon kómát vált ki. A figyelmet két módon befolyásolja. Tónusos aktivációs hatása révén biztosítja az éberséget (vigilancia), míg a fázisos aktiváció hozzájárul a figyelem váltásához (orientáció). 2. Colliculus superior A látómezőnk perifériájába kerülő ingerre irányuló szakkádikusszemmozgásindítását szabályzó középagyi struktúra. A figyelem alatt létrejövő szakkádikus szemmozgás célja, hogy az adott vizuális inger képét az éleslátás helyére irányítsa. 3. Pulvinar 119

130 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája A thalamus magja, mely kiszűri a fontos információkat a bennünket érő szenzoros ingerek tömegéből. A figyelmi reflektorfény (attentional spotlight) létrehozásában játszik fontos szerepet. A szelektív figyelem kialakítása, a szenzoros információ szűrése a fő feladata. 4. Anterior cingulum A corpus callosum és a kéreg között elhelyezkedő struktúra, melynek szerepe a figyelmi aktiváció emocionális tartalommal való ellátása. Az emocionális tartam mellett a válaszreakció indításában is fontos szerepet játszik, főleg, ha a válasz kivitelezése tudatos erőfeszítést igényel. 5. Parietális lebeny Hughlings-Jackson már 1870-ben a jobb parietális kérget jelölte meg a térpercepció székhelyének. A parietális lebenyt (6.2. ábra) elöl a sulcus postcentralis, hátul a sulcus parietooccipitalis, laterálisan és alul a sulcus temporalis superior határolja. A parietális lebeny két részre osztható. Felső részének a Brodmann 5. és 7. área felel meg, míg alsó részébe tartozik a girus supramarginalis és girus anguralis (Brodmann 39. és 40. área) ábra A parietális kéreg afferens rostokat kap a következő területekből: a.mindkét oldali szomatoszenzoros, vizuális, auditoros, motoros, premotoros területekből b.a vesztibuláris rendszerből és a girus cinguliból, frontális szemmező-ből c.szubkortikális afferensek jutnak el hozzá a pulvinarból, a thalamus posterior magcsoportjából, basalis ganglionokból d.a colliculus superior okkulomotoros és a nyak mozgatásával összefüg-gő területekről. Efferens rostokat ad: a.premotoros, szupplementáris motoros áreákba, b. girus cinguliba, thalamusba, nucleus caudatusba, putamenbe, c. tektumba és a hídba. Mishkin és mtsai az 1980-as években már úgy határozták meg a parietális lebeny funkcióját, mint a vizuális rendszer dorzális ágát, ami a tárgyak térben elfoglalt helyzetét definiálja ( where rendszer ). A posterior parietális lebenyt parieto-temporo-occipitális csomópontnak is tekinthetjük, mivel e helyen a vizuális, taktilis, proprioceptív, auditoros, vesztibuláris, occulomotoros, mozgási és motivációs inputok egységes motoros válasz megszervezésében integrálódnak. A térben elhelyezkedő inger felé irányított összehangolt motoros válasz 120

131 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája megszervezése mellett a parietális lebeny fontos szerepet játszik a tárgyak szín-, forma-, mozgásinformációjának integrációjában. Az elsődleges vizuális rendszer egyik meglepő aktivitása vizuális ingerjellemzőkre való szétbontása, dezintegrációja. Shafritz és mtsai (2002) felvetették, hogy a téri figyelemnek, valamint a parietális lebenynek fontos szerepe lehet a fent említett vizuális információk szintézisében, azáltal, hogy a kiváltott téri figyelem előhangolja a tárgyfelismerésben szerepet játszó ventrális-temporális rendszert. Majmokon végzett egysejtaktivitás-vizsgálatok feltárták, hogy a superior parietális lebeny a szomatoszenzoros és proprioceptív szignálokon keresztül az aktív végtagok mozgásának és a mozgásban részt vevő ízületek pozíciójának kódolásában is szerepet játszik. Az inferior parietális lebeny neuronjainak egy része nagy kiterjedésű vizuális receptív mezővel rendelkezik, és kitűnően érzékeli, ha új tárgy bukkan fel az adott látómezőben. E neuronok nem csak az új információkat jelzik, hanem az adott új vizuális ingerre adott szakkádikus szemmozgások irányát és megjelenését is kódolják. E sejtek mellett léteznek még olyan sejtek, melyek képesek nyomon követni a végtagok mozgását, miközben az állat azokat egy cél elérése felé irányítja. Sőt, ha az állat eltervezte, hogy egy adott helyre néz, már a tekintés megkezdése előtt is dolgoznak az adott neuronok, kódolva az intencionális szemmozgások irányát. Az inferior parietális kortex más sejtjei egy adott ingerre való fixálás során aktívak (Andersen, 1988; Stein, 1992). Összefoglalva azt mondhatjuk, a poszterior parietális kortex neuronjai szenzoros, motoros, motivációs inputokat kombinálnak, aktivitásuk fokozódik a céltárgy iránti érdeklődés és figyelem, valamint a célirányos mozgás során. Mindezekből leszűrhető, hogy a posterior parietális lebeny elsősorban a saját testhez kapcsolódó egocentrikus teret kódolja, a kódolás során a testből és a környezetből származó szenzoros és motoros szignálokat integrál, és azokat egy megfelelő motoros parancsba (szemmozgás, aktív célirányos mozgás) fordítja át. Fejünkben az egocentrikus tér kialakítása a test és külvilág relatív viszonyán alapszik. Relatív, mivel a test helyzete állandóan változik, és ezért nem tárolódik a pozíció a hosszú távú memóriában. Nem úgy, mint az allocentrikus térről, az egocentrikus térről rögzített kognitív térkép nem létezik. A parietális terület nem tárol, nem hajt végre memória konszolidációt, hanem agyunk talán legdinamikusabb területe, a bejutó információt az állandóan kutató figyelem kivitelezésére fordítja át. Igazi, a teret állandóan monitorozó modul. 6. Frontális lebeny A frontális lebeny a figyelt inger felé irányított mozgások aktiválásában vesz részt. A legfontosabb része a frontális szemmező, mely az akaratlagos tekintést koordinálja. Az orbitális és medialis régiók a reflexes szemmozgások gátlását hozzák létre. A frontális lebeny felülbírálja a colliculus superior minden új ingerre irányuló figyelmi szerepét, így hosszabb ideig a megfelelő ingerre tudunk figyelni. Áttekintve a fentieket, a téri figyelemnek három kitüntetett pontja van (Stirling, 2002; Shipp, 2004): a parietális, a frontális lebeny és a pulvinar, superior colliculus (6.3. ábra). A trianguláris téri figyelmi modell szerint, egy, a látómezőbe kerülő feltűnő tárgy a superior colliculuson keresztül aktiválja a pulvinart. A pulvinar ventrális része rendkívül fontos a folyamatban, mert itt egy topografikus térképet alakít ki az ingerről. 121

132 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája 6.3. ábra Mindezek azt eredményezik, hogy a rendszer ráhangolódik az új ingerre (redirection). Mielőtt ez bekövetkezne, a figyelemnek először el kell szakadnia a régi ingerektől. Ez a parietális lebeny aktivációját igényli. A pulvinar direkt összeköttetésben van a parietális lebennyel, így annak aktivációja rögvest ki is váltja az elszakadást. A végső fázisban a figyelem az új ingerre fókuszálódik, aminek kialakításában a frontális lebenynek van szerepe A téri hemineglekt tünetei A neglekt komplex magatartási szindróma, mely során az agysérülés után a lézióval ellenoldali térfelét a beteg hanyagolja. A hanyagolás érintheti a saját testfelet is. Ekkor a beteg egocentrikus tere a lézióval azonos oldalra tolódik át. Testképzavar, asomatognosia alakul ki. A beteg a lézióval kontralaterális testfelét nem veszi tudomásul. A betegben nem tudatosul, hogy az adott testfele esetleg béna. Idegennek érzi a kontralaterális lábát vagy kezét. Ez az érzés olyan erős lehet, hogy a beteg megpróbálja kidobni az idegen végtagot az ágyból. Ha fájdalmai vannak az adott testrésznél, olyan bizarr érzés kerítheti hatalmába a beteget, hogy úgy érzi, nem az ő lába/karja fáj, hanem a szomszéd ágyon fekvő beteg fájdalmát érzi. Extraperszonális térre is kiterjed a neglekt. A betegnél a lézióval kontralaterális térfélre direkcionális hipokinetizmus figyelhető meg, a beteg negligált térfélre nem indít mozgásokat. Tekintetbénulás is előfordulhat. Jobb féltekei léziónál a szemek jobbra deviálnak, felszólításra ugyan mozgatja a szemét az ellenoldali térfél felé, de spontán módon nem tudja átváltani a tekintetét. A beteg rajzolási tesztekben nem rajzolja le az ábra bal felét (6.4. ábra) ábra. Az A ábra: egy 60 éves férfi beteg óra-rajza. A betegnek jobb temporo-parietális agyvérzése volt. B ábra: 49 éves férfi beteg Rey Osterrieth komplex ábra másolása. A betegnek jobb parietális agyvérzése volt Vonalfelezési tesztben a felezőpont a vonal jobb vége felé tolódik (6.5. ábra). 122

133 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája 6.5. ábra. Az előző, az órát rajzoló beteg vonalfelezési tesztje Csillagáthúzási tesztben a tesztingereket csak a jobb oldalon észleli a beteg (6.6. ábra) ábra. Csillagáthúzási tesztben a betegnek a kis csillagokat kellett áthúzni. A. ábra: 61 éves nő beteg, jobb parietális lézióval. Az ábra jobb felén lévő vonalak nem firkálások, a beteg ott is látni vélte a tesztingert. B. ábrán egy 65 éves, jobb poszterior parietális lebeny léziós férfibeteg tesztje Feltűnő jelenség, amikor a neglekt tárgyalapú formája alakul ki. Ez is jobb parietális sérülésnél jelentkezik, és hozza a fenti tüneteket. Azonban ha szimmetrikus ábrákat (kétfejű virág, 6.7. ábra) másoltatunk a beteggel, akkor a beteg mind a bal, mind a jobb oldalon lévő ábrát lerajzolja, de úgy, hogy azok bal oldala hiányzik (6.8. ábra). 123

134 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája 6.7. ábra. Virágrajz, másolási teszt 124

135 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája 6.8. ábra. Az a. ábra a csillagáthúzási tesztnél említett 65 éves beteg virágrajz ábrázolása. a b. ábrán a fentiekben bemutatott 49 éves férfibeteg rajza A fenti vizuális térhez kapcsolódó tünetek mellett, az elképzelt térre is kialakulhat neglekt, amit reprezentációs neglektnek nevezünk. Ezt először Bisiach és Luzzatti 1978-ban demonstrálta (Stirling, 2002). Elegáns vizsgálatukban a jobb parietális sérült olasz betegeknek az általuk jól ismert térről, a Piazza del Duomóról kellett leírást adniuk (6.9. ábra) ábra. Reprezentációs neglekt kimutatása 125

136 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája Elképzelték, hogy a tér északi sarkában állva milyen a tér jobb oldala és bal oldala, és erről beszámolót adtak (bal oldali ábra). A páciensek nem tudták felidézni a tér bal oldalán található épületeket. Ezt követően ellentétes oldali, déli nézőpontból képzelték el a teret (jobb oldali ábra). Annak ellenére, hogy ők korábban részletes beszámolót adtak a mostani nézőpontjukból jobb oldalra eső térrész épületeiről, beszámolójukat nem tudták megismételni, mert képzeleti terükben a korábbi jobb oldal most a bal oldalon szerepelt. Tehát a betegek sem az első, sem a második feladathelyzetben nem tudták mozgósítani a tér bal oldalára vonatkozó ismereteiket. Ez a vizsgálat azt mutatja, hogy a tér mindkét felével kapcsolatos információ tárolva van a beteg agyi struktúráiban, csak a léziót követően nem tudja előhívni ezt az információt. Vizsgálataink során a szindróma újabb megnyilvánulását találtuk a vizuális neglektes betegeknél. Megkértük a betegeket, hogy rajzoljanak le egy velük szembe néző arcot, majd egy jobbra és egy balra néző arcot. Ennél a feladatnál a betegre bíztuk, hogy a profilokat milyen referenciakeretet használva rajzolja meg. A jobbra néző arcot kétféleképpen lehet megrajzolni. Az egyik változatban a beteg saját magát képzeli bele a rajzba, és ekkor a jobbra néző arc bal felét látjuk. Itt egocentrikus téri referenciakeretet használ a beteg. A másik lehetőség az allocentrikus referenciakeret használata. A beteg ténylegesen az arc jobb felét rajzolja meg. Ugyanez érvényes a balra néző arc megrajzolására. Eddig megvizsgált betegeink mind egocentrikus referenciakeretet használtak. A jobbra néző arcok megrajzolása megfelelő volt, míg a vele szembe néző (tükörarc), bal arc megrajzolásánál gondok adódtak (A. ábra). 126

137 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája A. ábra 52 éves, jobb frontális léziós férfibeteg rajza. Jobb arc megrajzolása ép. Az arc jellegzetességei a megfelelő helyre illeszkednek, így az arc gestalt tulajdonsága megtartott. Megdöbbentő a bal arcfél. Bár az arc részei itt sem hiányoznak, azok helyzete rossz. Az arc konfigurációja szétesik. Szürrealista látomássá válik. A következő eseteknél kíváncsiak voltunk, hogy a rehabilitáció előrehaladásával hogyan változik az arcok, illetve más testrészek ábrázolása. 61 éves, jobb frontoparietális lézióval rendelkező nőbeteg rajza a felvétele napján. Jól látható, hogy a térbeli testképet nem igénylő tárgyak rajzolása (kör, négyzet, háromszög, virág, fa, bögre) viszonylag megtartott (B. ábra). Bár a ház bal fele lemarad. Az emberábrázolás elnagyolt. Hiányzik a bal testfél, kidolgozatlan. Szemből rajzolt arca ép. Szemek, orr, száj, fülek a helyükön vannak. Jobb arcfél megrajzolása is ép, míg a bal arc egésze szétesik, szem és a száj összemosódik (C. ábra) 127

138 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája B. ábra 128

139 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája C. ábra A felvételt követő egy hét elteltével (D. ábra). Allocentrikus tárgyak megrajzolása megfelelő. Emberábrázolásnál a bal rész megjelenik, bár a kép elnagyolt. Az arcrajzok is javultak. A bal arc részeinek elhelyezése sokat változott, a szemek és a száj a helyükre kerültek, az orr azonban hiányzik. A kéz rajza hibás, az ujjak száma nem megfelelő, a kéz amorf alakzatnak tűnik. 129

140 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája D. ábra Két héttel a felvétel után (E. ábra). Az arcábrázolások elfogadhatóak. A testrajz is viszonylag megfelelő, bár a kezet ábrázoló rajzok még mindig nem megfelelőek. 130

141 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája E. ábra 54 éves, jobb frontális lézióban szenvedő nőbeteg rajza a felvétele napján (F. és G. ábra). F. ábra 131

142 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája G. ábra A geometriai rajzok, valamint a ház, fa és a bögre rajza megfelelő. A beteg nem tudta lemásolni a kockát. Az arcábrázolásokon ismét feltűnik a profilból rajzolt arcok szétesése. Szem, orr, száj rossz helyre került. Egyedül a szemből rajzolt arc tűnik épnek, bár a száj bal zuga és a bal szem elnagyolt. Egy héttel a felvétel után (H. ábra). Geometriai formák szétesését tapasztaltuk. Nehezen rajzolja meg a tárgyakat. Arcrajzai valamit javultak. Balra néző arcon az orr helyzete hibás, az arc szerkezete széttagolt. 132

143 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája H. ábra Két héttel a felvétel után (I. ábra). A geometriai formák megrajzolása továbbra is rossz. 133

144 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája I. ábra Három héttel a felvétel után (J. ábra). Az arcok megrajzolása most sem tökéletes. Az emberrajz viszonylag megfelelő. A geometriai alakzatok megrajzolása kezd javulni. 134

145 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája J. ábra A fenti rajzokból kitűnik, hogy a betegek az olyan arcok megrajzolásánál, ahol erőteljesen alkalmazni kell az arc mentális reprezentációját, rosszul teljesítenek. Bár a neglekt általában az ellenoldali térfél hanyagolásával jár, ezt a tünetet nem tapasztaltuk, mikor az arcot szemből kellett lerajzolni. A bal arcfélre vonatkozó agnosia összhangban van az egocentrikus referenciakeretek, valamint az ehhez kapcsolódó mentális reprezentáció sérülésével Miért alakul ki a neglekt? A téri hemineglekt kialakulásának kérdése ma vita tárgya a neuropszichológiában. Aktívan kutatott terület és elméletek sokasága létezik. Kerkhoff (2001) áttekintő leírására hagyatkozva röviden bemutatásra kerülnek a neglekttel foglalkozó elméletek. A figyelemeloszlás-elméletekszerint a két félteke figyelmi vektora kontralaterális. Ezt a nézetet Kinsbourne képviseli, az általa leírt modell egyesíti és magyarázza a legjobban (6.10. ábra,hodges, 1996) a neglekt kialakulását. 135

146 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája ábra A két félteke parietális lebenyének figyelmi intervalluma nem egyforma. A jobb félteke mind a bal, mind a jobb térfélre figyel, míg a bal félteke csak a jobb oldalra irányított figyelemben játszik szerepet. Jobb oldali lézió esetében a beteg jobb féltekei figyelmi hálózata kiesik. Nem jön létre a jobb félteke jobb és bal térre vonatkozó figyelmi aktivációja. Azonban a bal félteke aktivitása normális, így annak jobb térfélre vonatkozó figyelmi aktivációja megmarad. Tehát a beteg a jobb térfélre tud figyelni, a bal félteke pótló aktivitása miatt. A bal térfélre azonban csak a jobb félteke figyelt, így annak kiesése a bal térfélre irányuló figyelem kiesését okozza. Mesulam (Karnath, Milner, Vallar, 2002) osztja azt a nézetet, hogy a jobb félteke mindkét térre figyel, míg a bal félteke csak a jobbra. Munkája során a féltekék elülső és hátsó részének figyelemben betöltött szerepét is vizsgálta. Szerinte a figyelmi hálózat elülső része a figyelem irányításában, vezetésében vesz részt, míg a posterior rész a vizuális tér kiugró sajátosságait elemzi. A neglekt hátterében elsősorban a figyelem irányításának zavarát sejti. Posner és Driver (Karnath, Milner, Vallar, 2002) elsősorban a figyelem az ipszilaterális térből a kontralaterális térbe való felszabadításának zavarát látja a neglektben. Atranszformációs elmélet szerint a különböző téri referenciakeretekben létrejövő szenzorimotoros transzformáció szenved zavart. A betegnél az egyenesen előre tengely nem 0 foknál indul, hanem fokban az ipszilaterális oldal felé tolódik. Acerebrális egyensúlyelmélet szerint a két féltekében lévő figyelmi neurális hálózat aktivitása egyensúlyban van egészséges embernél, míg a hemineglekt során ez az egyensúly megbomlik. Ezt támasztja részben alá a kalorikus ingerlés jelensége. Hemineglektes beteg kontraléziós fülébe hideg vizet, vagy az ipsziléziós fülbe 136

147 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája meleg vizet fecskendezve tónusos szemdeviáció alakul ki a kontraléziós tér felé, ami a neglekt időleges (10 15 perc) csökkenését vagy megszűnését eredményezi. Galetti, Battaglini és Fattori (1993) felvetette, hogy a hemineglekt kialakulásának hátterében egyrészt a vizuális tér rekonstrukciójának deficitje, másrészt a vizuálisan vezetett cselekvéseknél a vázizomzat irányításában használt vizuális információ hiánya okozza a szindrómát. Ehhez, a térben elhelyezkedő tárgyak lokalizálásához, kombinálni kell a retinális inputot a tekintés irányával. Bár találtak tekintésfüggő neuronokat a makákó posterior parietális kérgében, azonban ezek a sejtek nem voltak képesek egyértelműen kódolni a tárgy téri helyzetét. Ezen sejtek mellett később megtalálták a hippocampus helysejtjeinek megfelelő sejteket. Ezek a helysejtek nem tekintésfüggőek, különböző téri helyekre vannak kódolva. Elmondható, hogy ha egy ilyen sejt dolgozik, akkor az adott tárgy a tér adott pontján van. Ezek outputja irányítja a mozgást a vizuális célpont felé, irányítja a szelektív figyelmet a tér adott pontjára. Röviden összefoglalva, a vizuális és occulomotoros input először a tekintésfüggő sejtekbe jut, onnan átkerül a parietális helysejtekre, ezután a tekintésfüggő és a parietális helysejtek outputja által alakul ki a vizuális tér. Amint látható, felvetődik a kérdés, hogy a vizuális tér kialakulása után milyen mechanizmusok által irányítja az agy a szelektív téri figyelmet. A vizuális inger feldolgozásának hatékonysága növekszik, ha a személynek jelezzük, hogy hol fog az adott inger a térben feltűnni. A térbeli előfeszítés előkészíti a figyelmi rendszert a térbeli inger feldolgozására. Téri előfeszítés során erőteljes aktivációt kapunk az fmri-vizsgálat során a parietális lebeny intraparietális szulkuszában, a frontális lebeny precentrális régiójában, a superior temporális lebenyben és a cingulumban. Nem figyelt esetben is hasonló az aktiváció helyzete, csak annak erőssége kisebb. Látható, hogy a téri figyelmi priming már neuronális szinten is nyomon érhető. A téri figyelem előhangolja a szomatomotoros rendszert, létrehozva a figyelem fontos funkcióját, kiszűrve a zavaró ingereket (disztraktorok). A vizuális térben felbukkanó ingerek versengenek egymással a téri figyelemért. Ennek a versenynek a neuronális helye a vizuális rendszer ventrális ága. Parietális lebenysérülésnél a neglektes beteg nem képes a disztraktor ingerek közül a releváns ingert kiszűrni. Jövőbeni kutatás tárgya lehet, hogy ennek a figyelmi folyamatnak milyen a szabályzórendszere (Friedman Hill és mtsai, 2003). Másik fontos kérdés a hemineglekt vizsgálata során, hogy a téri referenciakeretek reprezentációja milyen a beteg idegrendszerében. A percepció és a figyelem vizsgálatának egyik kulcskérdése, hogyan reprezentálja az agy a vizuális információt. A téri reprezentáció sarokpontja a referenciakeret, melyben a vizuális információk és azok összefüggései kódolva vannak. A szakirodalom a téri referenciakereteket három részre osztja (Mozer, 2002). Egocentrikus, nézőközpontú referenciakeret, melyet a tekintés, a fejirány, a vizsgálódó ember teste definiál. Allocentrikus vagy tárgyalapú keret, melyet a tárgyak belső jellemzői alakítanak ki (szimmetria, a tárgy standard irányítottságának ismerete). Környezet alapú téri referenciakeret, ennek használata során a környezetben tájékozódó ember a navigációs pontokat, gravitációt, égtájakat használja. A referenciakeretek kérdése főleg a tárgyközpontú neglekt magyarázatánál kerül előtérbe. Ma még vita tárgya, hogy a tárgyközpontú neglekt hátterében melyik referenciakeret sérülése áll. Mozer (2002) komputációs modellje szerint az egocentrikus referenciakeret sérülése okozza a tárgyalapú neglekt jelenségét. Az egyik fontos tény a modellben, hogy a tárgy nézőpont alapú referenciakeretben van kódolva, és az ennek a referenciakeretnek helyet adó neurális hálózat léziója a tárgyközpontú neglekt jelenségét mutatja. Karnath és mtsai szerint (2004) fejünkben a környezet egy integrált tértárgy (ITT) térképben van reprezentálva. Ez a térkép magába olvasztja az egocentrikus és tárgyközpontú referenciakeretet. Az ITT információt rendel a térben lévő tárgyak minden pontjához. Tárgyközpontú neglektben ez a fajta hozzárendelő funkció sérül, mely során az egocentrikus referenciakeret torzulása alakul ki. Ez magyarázná a kontralaterális térben való exploráció hiányát, valamint az ipsilateralis explorációs túlsúlyt. Látható, hogy sok a megválaszolatlan kérdés a hemineglekt tárgykörében. Az azonban egyértelmű, hogy a jobb félteke sérülése a téri figyelem zavarát hozza létre. A neglekt során a téri figyelem eloszlása megváltozik, erőteljesen jobbra tolódik. A beteg nem indít kereső magatartást a bal térfélben. A bal térfélre irányuló figyelem hiánya következtében pedig nem veszi észre az ott megjelenő fontos ingereket. A neuropszichológiai rehabilitációs munka egyik fontos része a neglektes beteg torzult téri figyelmének kijavítása, még akkor is, ha teljes helyreállás nem lehetséges A neglekt-szindróma rehabilitációja A kilencvenes években jelentős szemléletváltozáson ment keresztül az agyról alkotott képünk. Központi dogma volt, hogy a megszületés után új idegsejtek már nem képződnek. Újabb vizsgálatok megmutatták, hogy az ember és az állat felnőtt hippocampusa képes új sejteket létrehozni. Sőt a felnőttek agya képes megújítani neurális köreinek összeköttetéseit. Mindez a neurális plaszticitás néven került be a tudományos köztudatba 137

148 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája (Czurkó, 2006). A felnőtt agy plasztikussága lehet a legfőbb szempont az agyi lézió során bekövetkező sejtpusztulás ellensúlyozására. Az agy képes kijavítani magát. Luria (Stirling, 2004) ezt funkcionális reorganizációként írta le. A funkcionális reorganizáció során az épen maradt területek átvehetik a kiesett terület funkcióját. Mindez elméleti alapot biztosít arra, hogy a jobb félteke lézióját követő neglekt szindróma gyógyítható lehet. A betegek nagy többsége spontán gyógyulást mutat. Hogy ez a spontán helyreállás hogyan zajlik, fontos szerepet játszik a rehabilitáció kiépítésében. A betegek átlag 21 hetes utánkövetése kimutatta (Banich, 2004), hogy a követés végén a téri eltolódás (bias) jelentősen javult, ugyanakkor kísérleti felállásban még mindig kimutatható volt a téri figyelem zavara. A jobb félteke léziót követő téri figyelmi zavar hosszú ideig fennáll, csak a beteg a gyógyulás során megtanulja kompenzálni. Valószínű, hogy a tudatos kontrollt végző frontális mező tudja kompenzálni a hátsó területek kiesését. A rehabilitáció folyamata során a betegeket rá kell venni, hogy tudatosan figyeljenek a negligált térre. Ez egy jelentős, szisztematikus tanulást jelent a beteg részéről. Az akaratlagos kontrollt azonban megzavarhatja a betörő automatikus figyelem. Ezt tapasztaljuk, ha rehabilitáción átesett neglektes betegnek kettős feladatot adunk. Ha egyszerre kell kétféle cselekvést végezni, akkor a téri figyelem újbóli romlását tapasztaljuk. Amellett, hogy a betegek nagy részénél látunk spontán javulást, mindenképpen rehabilitációs protokollt kell indítani a neglekt szindrómás betegnél. A rehabilitációs protokoll felépítése követi a téri referenciakeretek szerveződését. A mozgási rehabilitáció elsődleges támadáspontja a végtagok mozgásainak visszaállítása. Mindennapos mozgástréning során, a gyógytornász a beteg külső háromdimenziós világát is dolgoztatja. A betegnek aktívan kell figyelnie az allocentrikus terére, különböző feladatokat kell végrehajtania benne. A rehabilitáció további részében a beteg figyelmét az allocentrikus térről az egocentrikus térre visszük át. A betegnek a saját teste által behatárolt világban kell dolgoznia. Tárgyakat testének bal vagy jobb oldalára helyezni, rajzolni, gyöngyöket befűzni. A következő lépésben, a neuropszichológiai rehabilitáció során, szintén a perszonális térben tevékenykedik a beteg, de kétdimenziós világban (Verseghy, 1996). Rajzolt tárgyakat kell kiegészíteni, megnevezni, arcokat, testrészeket, embert rajzolni, mindezt úgy, hogy a beteg rá van kényszerítve a tudatos kontrollra. A rehabilitáció során a beteg a figyelmét a háromdimenziós és a kétdimenziós tér között váltja. Ezt a rehabilitációt integráltnak tekinthetjük. Szenzoros és motoros információk összeépítésével próbálja a neglektes figyelemzavart gyógyítani. Mivel a neglekt jelenségét a szakemberek a téri figyelem eloszlása zavarának tekintik, ezért számos erőfeszítés történt ennek a téri figyelmi gradiensnek a feloldására (fül kaloriás ingerlése, kontralaterális nyakizom ingerlése). A legígéretesebbnek a prizma adaptációs vizsgálatok tűnnek (Morris és mtsai, 2004). A prizmaadaptáció során olyan szemüveget visel a beteg néhány percig, mely a betegnek a bal térfelét áttolja a jobbra. Az optikai prizmák eltorzítják a vizuális és motoros extraperszonális teret. A prizma hordásának három hatása van. Direkt hatás, mely során szétkapcsolódik a vizuális és motoros tér közötti összhang. A vizuomotoros magatartás irányítása nem megfelelő, rövid időre zavart. Adaptációs fázisban az agy alkalmazkodik a tér torzulásához, átrendezi, pontosítja az explorációs mozgásokat. Ekkor a negligált térfelet a beteg látni kezdi. Az utóhatás során, levéve a szemüveget, a személy ismét torzultan látja a külvilágot, de a torzulás az ellenkező irányban figyelhető meg. A prizmaadaptáció javítja a neglekt vizuális komponensét, bár a neglektes téri figyelmi gradienst nem változtatja meg. A hatás rövid életű, pár óráig tart, de a beteg ez alatt megtapasztalhatja a kiesett térfél újbóli látványát. Ma még a neglekt-szindróma tökéletes gyógyítása nincs megoldva. A rehabilitációban számos technikát és kísérleti stádiumban lévő protokollt figyelhetünk meg, amiknek az eredményessége még vitatott. Sajnos az alkalmazott rehabilitációs eszközök és feladatok még nem standardizáltak. Nem lehet tudni, vajon használnak-e, és ha igen, milyen százalékban. McCarthy és Warrington (1990) nézete szerint a neuropszichológiát a diagnosztika, a rehabilitáció és a kutatás alapozza meg. Így a neuropszichológiai kutatómunka világszerte tapasztalható lendületes fejlődése a rehabilitációs munka hatékonyabbá válását és a vitatott kérdések tisztázását ígéri. A neuropszichológiai kutatómunkát az MTA Bolyai János Posztdoktori Ösztöndíj támogatta Irodalom Andersen, R. A.: The Neurobiological Basis of Spatial Cognition: Role of Parietal Lobe. In Stiles-Davis, J. Kritchevsky, M. Bellugi, U. (eds): Spatial Cognition: Brain Bases and Development. Hillsdale, NJ, 1988 Lawrence Erlbaum Associates, Banich, M. T.: Cognitive Neuroscience and Neuropsychology, New York, 2004, Houghton Mifflin Company. 138

149 6. fejezet - A téri hemineglekt neuropszichológiája Czurkó A.: Neurális és funkcionális plaszticitás. In Kállai J. Karádi K. Bende I. Racsmány M. (szerk.): Bevezetés a neuropszichológiába. Budapest, 2006, Medicina. Friedman-Hill, S. R. Robertson, L. C. Desimore, R. Ungerleider, L. G.: Posterior Parietal Cortex and the Filtering of Distractors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, , Galetti C. Battaglini, P. P. Fattori, P.: Parietal Neurons Encoding Spatial Locations in Craniotopic Coordinates. Experimental Brain Research, , Hodges, J. R.: Cognitive Assessment for Clinicans. Oxford, 1996, University Press. Karnath, H-O. Milner, A. D. Vallar, G.: The Cognitive and Neural Bases of Spatial Neglect. New York, 2002, Oxford University Press. Kerkhoff, G.: Spatial Hemineglect in Humans. Progress in Neurobiology , McCarthy, R. A. Warrington, E. K.: Cognitive Neuropsychology: A Clinical Introduction. London, 1990, Academic Press. Morris, A. P. Kritikos, A. Berberovic, N. Pisella, L. Chambers, C. D. Mattingley, J. B.: Prism Adaptation and Spatial Attention: A Study of Visual Search in Normals and Patients with Unilateral Neglect. Cortex, , Mozer M. C.: Frames of Reference in Unilateral Neglect and Visual Perception: A Computational Perspective. Psychological Review, , Shafritz, K. M. Gore, J. C. Marois, R.: The Role of the Parietal Cortex in Visual Feature Binding. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, , Shipp, S.: The Brain Circuity of Attention. Trends in Cognitive Sciences, , Stein, J. F.: The Representation of Egocentric Space in the Posterior Parietal Cortex. Behavioral and Brain Sciences, , Stirling, J.: Introducing Neuropsychology. New York, NY, 2002, Psychology Press. Vallar, G.: Spatial Hemineglect in Humans. Trends in Cognitive Sciences, , Verseghy A.: A neglect szindróma. In Somlai J. (szerk.): Neuroophthalmologia, 1996, Literatura Medica,

150 8. fejezet - 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok Séra László A vizuális tárgyfelismerés a tárgyak jelentésének, a rájuk vonatkozó elő-zetes asszociációknak és használatuknak látással történő felfogásának a képességére vonatkozó kifejezés. Normálisan a tárgyak felismerése számunkra nagyon természetesnek tűnik, automatikusan, minden erőfeszítés nélkül történik. Nehéz felismerni, hogy milyen összetett folyamatokat tartalmaz, vagy megérteni, hogyan okozhat problémát, hogy a tárgyakat felismerjük. Pedig ez a folyamat könnyen meghibásodik agyi sérülések következtében. Képzeljük el, hogy nem ismerjük fel a kutyánkat, de amikor ugatni halljuk, rögtön azonosítani tudjuk. Ez Csipi kutyánk. A tárgyazonosítás ehhez hasonló problémáit agnóziának nevezik. Az agnózia rendkívül ritka, a neurológiai betegek kevesebb mint 1%-ánál előforduló, de már az 1800-as évek végétől ismert és tanulmányozott betegség. A görög eredetű ( tudás nélkül ) elnevezést először Sigmund Freud használta az afáziáról írt munkájában 1891-ben, aki foglalkozott a neuropszichológiával is, de akit elsősorban a pszichoanalízis kidolgozójaként ismernek. Általában modalitásspecifikus felismerési nehézségeket jelent; az észlelési rendszer zavara, s nem az érzékelési inger felfogásának sérüléséből vagy a megnevezés betegségéből következik, mint az afázia esetében. Látási, hallási, tapintási formái ismertek. A hallási agnózia esetében a beteg sértetlen hallással nem tud összetett hangokat osztályozni. Verbális ( tiszta szósüketség ), nem verbális és kevert formáit különböztetik meg. A személy olvas, ír és normálisan beszél, így ez sem tekinthető nyelvi jellegű zavarnak. Zenei agnózia (amuzia) is előfordul. A szomatoszenzoros vagy tapintási agnózia (néha asztereognózisnak is nevezik) a tapintási formaészlelés (sztereognózis) meghibásodása, a beteg nem ismeri fel a kezébe helyezett tárgyat. A fejezetben a vizuális agnóziáról, s főleg két formájáról, a tárgyak és az arcok felismerési zavaráról, a tárgyagnóziáról és a prozopagnóziáról lesz szó. A fejezet nem tárgyalja az agykérgi sérülésnek köszönhető színlátási zavart (achromatopszia) vagy mozgásvakságot (akinetopszia), sem az agnóziák között számon tartott olvasási képtelenség (alexia) eseteit (l. a 4. és 11. fejezeteket), viszont kicsit részletesebben foglalkozik a tárgyagnózia típusaival, legfontosabb tüneteivel, vizsgálati módszereivel, a tárgyfelismerés kognitív modelljéhez kapcsolódó értelmezéseivel, az agysérülés területeivel. Majd bemutatja az arcfelismerés folyamatát és betegségét, neuropszichológiai modelljét. A fejezetből vázlatosan azt is megismerhetjük, ahogy a mai ismereteink szerint az agy a tárgy- és arcfelismerést megoldja. Végül a kategóriaspecifikus felismerési problémákról lesz szó A tárgyfelismerési zavarok (apperceptív és asszociatív agnózia) A tárgyfelismerési zavar a tárgyak azonosításának képtelensége lényeges látási vagy értelmi sérülés nélkül, látás felismerés nélkül. Az agysérült beteg nem tudja azonosítani a tárgyakat, ami nem tulajdonítható a látásélesség megromlásának vagy vakságnak, a nevek megtalálási nehézségének, figyelemösszpontosítási problémáknak vagy általános szellemi leépülésnek, hanem főleg a bemeneti minta értelmezésével lehet probléma. Az 1890-es évek elején egy német neurológus, Lissauer kétféle lelki vakságot : apperceptív és asszociatív agnóziát különböztetett meg. Az apperceptív elnevezés a vizuális alakzat stabil reprezentációjának kialakítási képtelenségére, magasabb rendű felismerési folyamatok sérülésére utal, az asszociatív jelző pedig a szemantikai (asszociatív és funkcionális) tudáshoz való hozzáférés zavarára vonatkozik. Az előbbi esetben inkább a vizuális feldolgozás korai szakasza sérült, ami nem sérült az utóbbi esetben. Az apperceptív agnózia a valamiről való észleleti benyomás kialakításában mutatkozó probléma, az asszociatív agnózia pedig a vizuális információ integrálásának, egy észleleti egész kialakításának meghibásodásából áll elsősorban. Ezekkel fogunk kissé részletesebben foglalkozni (alapvető összefoglalás: Humphreys és Riddoch, 1987; Farah, 1990). Az apperceptív agnóziás személy látása ép, legalábbis bizonyos fokig. Meg tudja különböztetni a színeket, világosságot, vonalak irányát; észleli a mozgást. Viszont hiányzik az alapvető információk egyetlen egésszé alakításának a képessége. Nem tud alakzatokat megkülönböztetni, függetlenül attól, hogy tárgyakról, betűkről vagy arcokról van szó. Nem képes lemásolni tárgyakat (7.1. ábra). 140

151 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok 141

152 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok 7.1. ábra. Egyes apperceptív agnóziások olyan alapvető dolgokat nem tudnak lerajzolni, mint egy kulcs vagy egy szám. A bal oldalon láthatók a lemásolásra megkapott rajzok, a jobb oldalon a beteg másolatai Pontosan észleli a tárgyak lokális vonásait, de nem tudja a tárgy egész, összefüggő észlelésévé csoportosítani (Behrmann és Kimchi, 2003; Farah, 1990). Például egy apperceptív agnóziás személy nem tudott felismerni egy hiányos vonalakkal nyomtatott angol szót (this ez) a t és h betűk megszakításai miatt, hanem egy számnak, 7415-nek olvasta (l. Farah, 1990). A mintát a 7.2. ábrán láthatjuk ábra. Az agnóziás beteg nem észlelte a nagybetűvel írt angol this (ez) szót, a T és H betűk megszakításai miatt, hanem helyette számnak, 1745-nek olvasta Annak, akinek ennyire komolyan zavart szenved a tárgyfelismerési képessége, általában diffúz sérülése van az occipitális lebenyben a környező területekre is kiterjedve. Ez a minta a leggyakrabban szénmonoxidmérgezésben fordul elő (Farah, 1990). Ennél jobb vizuális képességű egyéneknél az észlelési zavar és az agykárosodás helye eltérő szindrómát képvisel. Tipikusan a jobb félteke, s különösen a parietális területen sérültek észlelése jobb, mint a klasszikus apperceptív agnóziásoké. Meg tudnak különböztetni két formát, megtalálnak részlethiányos betűket, egésszé tudják formálni a kontúrokat (Warrington, 1982), de megzavarja őket, amikor a kontúrinformáció megrontott, mint a 7.3. ábrán látható hiányos körvonalak, vagy amikor a kontúrok átfedésben vannak. 142

153 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok 7.3.a., b. ábra. Példák a jobb féltekei sérülés következtében az észlelési osztályozási zavart mutató betegek vizsgálataira, akiknél sérül a kontúrinformáció kiemelése. A személy nem ismeri fel a halat, mivel nem tudja értelmezni a hiányzó kontúrt Gollin képtesztjének kontúrhiányos ábráin (a), és nem képes kibogozni az átfedésben lévő tárgyakat (Ghent feladatsora) (b) Ezeknek a betegeknek szintén nehézséget jelent az, amikor a tárgyakat nem megszokott helyzetben vagy megvilágításban látják. Az észlelés számára egyes jellemző vagy legtipikusabb, szokásos vagy kanonikus nézetek rendszerint a háromnegyedes, álló tárgynézet segítik a felismerést. Ilyenkor ismerhetők fel legkönnyebben a tárgy szembetűnő jegyei, és ez a legkevésbé deformált nézet. A betegek a szokatlan nézet tesztben, mint az egyik legismertebb tárgyfelismerési tesztsorozatban (Birmingham Object Recogniton Battery, BORB; Riddoch és Humphreys, 1993; Juhász, 2001) egyik feladatában (7.4. ábra) nem ismerik fel a megrövidült főtengelyű, bizonytalanul azonosítható változatokat, de nincs problémájuk ugyanazoknak a tárgyaknak a kanonikus nézeteivel (Warrington és Taylor, 1973). Ezért az ő esetükben apperceptív agnózia helyett észlelési kategorizálási hibáról lehet inkább beszélni. 143

154 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok 7.4. a, b ábra. A vizuális agnóziák vizsgálatára szolgáló egyik feladat ( szokatlan nézet próba) hasonló tételeket tartalmaz, mint amilyeneket Warrington és Taylor is alkalmaztak vizsgálataikban. Az egyik ismert tesztsorozat a Birmingham Object Recognition Battery (BORB) megrövidült főtengelyű és úgy elforgatott mintákat tartalmaz, hogy bizonytalan legyen az azonosításuk A személyek elvesztették képességüket, hogy a tárgyat a felvett információ változatai ellenére, a különböző nézetekben azonosnak ismerjék fel. Az ember legfontosabb vizuális észlelési képessége a tárgyak eltérő (megdöntött, elforgatott) orientációban, változatos távolságban (látószögben) és megvilágításban való azonosítása, amit tárgykonstanciának neveznek. Teljesüléséhez a felvett információváltozat megfeleltetése szükséges a tárgy tárolt reprezentációjához. Az összehasonlítás feladatát a látórendszer kétféle módon valósíthatja meg: nézettől független és nézettől függő reprezentációkkal. A reprezentáció természete és a tárgyfelismerés folyamata vita tárgyát képezi a pszichológiában és az idegtudományban. Pontos részletei még nem ismertek. Az első ( strukturális tárgyleírás ) modell szerint az emlékezetben egyetlen tárgyleírás létezik, amely tartalmazza a változatos átalakulások között változatlannak maradó (invariáns) információt. A másik ( többszörös nézet ) modell szerint a tárgy emlékezeti 144

155 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok reprezentációi elkülönülő, gyakran ikonikus tárgynézetsorozatok, és a szokatlan tárgynézet esetén a felismerés a megfigyelt nézet és a hozzá legközelebb álló tárolt nézet megfeleltetésével történik. A tárgyfelismerés általános információfeldolgozási lépéseit szemlélteti a 7.5. ábra ábra. A tárgyfelismerés általános modellje (Humphreys és Riddoch nyomán) A felismerést a szokatlan tárgynézet esetében egyformán okozhatja, hogy nehezebben állapítható meg a tárgy főtengelye, illetve az, hogy nehezebben találhatók meg az azonosításhoz szükséges jegyek (Séra, 2001). Az agysérültek csoportvizsgálataiból világos, hogy a jobb hátsó sérültek speciális tárgykonstancia problémát mutatnak, s egyébként nem különböznek a neurológiailag sértetlen személyektől a stratégiák tekintetében, amit a tárgyfelismerésben alkalmaznak (Lawson és Humphreys, 1998). A szokatlan nézettel egyszerűen csak kevésbé hatékonyak. Ezeket az eseteket néha transzformációs agnóziaként is említik. Vannak olyan esetek is, amelyek arra utalnak, hogy szétválhat a tárgy azonosságának és orientációjának tudása. Például egy agnóziás személy (jobb temporoparietális sérüléssel) képtelen volt a tárgyképet kanonikus, normál álló helyzetbe visszaforgatni, pedig többnyire meg tudta nevezni a tárgyat különböző orientációkban. Egy másik beteg esetében ennek éppen ellenkezőjét figyelték meg: gyengén teljesített a szokatlan nézetű képekkel, nem volt képes a tárolt tudáshoz hozzáférni, de vizuális-téri funkciói megmaradtak, s meg tudta ítélni a tárgy megszokott orientációját, vagyis álló helyzetbe tudta forgatni a kártyákra rajzolt tárgyrajzokat, amelyeket nem tudott megnevezni. További betegek vizsgálata szintén alátámasztja azt a lehetőséget, hogy a sérülések következtében néha elveszhetnek az orientáció megítéléséhez szükséges nézetfüggő leírások, de megmaradhat a tárgy azonosításához szükséges hozzáférés a nézetfüggetlen leírásokhoz (Turnbull és mtsai, 1997). Az emberi látórendszer két elkülönült agykérgi pályarendszerének működésére vonatkozó anatómiai és neuropszichológiai 145

156 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok felfedezések alátámasztanak egy ilyen következtetést (7.6. ábra). Az egyik rendszer, a látókéregtől a parietális kéregig futó a téri információ észlelésében, a téri helymeghatározásban, mozgásészlelésben, vizuálisan irányított mozgásban, célirányos akciók felismerésében érintett ún. dorzális rendszer, a másik pedig a tárgy felismerését biztosító, a látókéregtől az inferotemporális kéregbe futó ventrális rendszer. A 7.6. ábra mutatja a látókéregtől induló két pályát, amelyek működésével kapcsolatban új feltevések is születtek, mégpedig az, hogy a két észlelési csatorna közül az egyik (ventrális pálya) a tudatos észlelésben, a másik (dorzális pálya) pedig a cselekvés (automatikus, nem tudatos) irányításában vesz részt elsősorban, s a két teljesítményt eltérő idegi mechanizmusok közvetítik (Milner és Goodale, 1995). Ebből kiindulva feltehető, hogy a látórendszer a tárgy jegyeire és helyére vonatkozó információkkal két (eltérő vonatkoztatási rendszerű) reprezentációt alkot a világról, egyiket az észlelés, a másikat a cselekvésirányítás részére. Az utóbbi látási-mozgási rendszer vonatkoztatási kerete egocentrikus ábra. Az elsődleges látókéregből induló kettős pályarendszer. A hátsó parietális kéreg felé futó dorzális ( Hol ) és a temporális lebeny felé irányuló ventrális ( Mi ) pálya. A tárgyfelismerés elsősorban a ventrális pálya működéséhez kötött Ismertek agnóziás esetek (például D. F. szénmonoxid-mérgezés következtében diffúz hátsó terület sérüléssel), akiknél sérült a tárgyfelismerés, de csuklóját a tárgy elhelyezkedésének megfelelően volt képes orientálni (7.7. ábra) (Milner és Goodale, 1965; Ferreira és mtsai, 1998). Mivel a megrövidült nézet észlelésének hiánya főleg a (jobb) hátsó terület léziójával jár együtt, amely részt vehet mindkét reprezentációs forma kialakításában, így felvethető, hogy a tárgyfelismerést optimális feltételek esetén a ventrális rendszer nézőponttól független folyamatai, s ettől eltérő körülmények között további nézőpontfüggő feldolgozás (inferior parietális lebeny) teszik lehetővé. Ez a feltevés azonban még sok spekulatív elemet tartalmaz, s további alátámasztásra szorul. 146

157 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok 7.7. ábra. D. F. híres apperceptív agnóziás beteg, nem ismeri fel a tárgyakat, de cselekvéses helyzetben jól teljesített. Kezét megfelelően forgatta a postaládanyílás irányába A tárgyfelismerés általánosabb kérdéseinek megbeszélése után térjünk vissza az apperceptív agnóziások Warrington által megfigyelt észlelési hibájához. Megállapítható, hogy azok az egyének, akiknek a jobb félteke hátsó részében van a sérülésük, nem tudják teljesíteni a kategorizálást vizuális ingerek esetében, amikor a jelentéssel való kapcsolat nem szükséges. Ha az ilyen személyeket azonos/különböző döntésre kérik ugyanazon tárgyról (például nyitott és csukott esernyő), gyengén teljesítenek (Warrington és Taylor, 1978). A feltevések 147

158 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok szerint ezeknél az egyéneknél a tárgyaknak az osztályozást segítő téri változatlanságainak kiemelésével lehet problémájuk. Mint láthattuk, az apperceptív agnóziások fel tudják dolgozni a nyers információkat, színt, vonalirányt stb., de elvész náluk az összetettebb vizuális információ feldolgozásának (kontúr) képessége. Ilyen esetekben általában diffúz lézió található a látási információkat feldolgozó pályarendszer ventrális részében. Más betegcsoport esetében, jobb parietális területek sérülésekor, akiket néha szintén apperceptív agnóziásoknak neveznek, az észlelési osztályozással lehet probléma. Ami abból fakad, hogy nem tudják a tárgyak változatlan (invariáns) információit kiemelni. Meg kell említeni, hogy az apperceptív agnózia további alcsoportjainak lehetősége is felmerült. Humphreys és Riddoch (1987) leírtak egy esetet (H. J. A.), akinek stroke következtében kétoldali hátsó, occipitális területen volt sérülése, s nem csak tárgyfelismerési, hanem arcfelismerési zavara is volt, de alapvető érzékelési problémák nélkül. Meg tudott ítélni vonalakat, az illúziókat ugyanúgy látta, mint bárki más. Le tudott másolni egy litográfiát a londoni Szent Pál templomról (7.8. ábra), de nem tudott megnevezni fényképről egyszerű tárgyakat, mint a répa vagy a borsszóró. Nem volt képes a tárgyak részleteit egységes egészhez viszonyítani. A problémát szimultánagnóziának nevezik. Az elnevezés arra utal, hogy a személy nem képes egy tárgynál vagy szempontnál többre figyelni a látóterében. A szimultánagnózia a Bálint-szindróma egyik tünete, a mozgásirányítás (optikus ataxia) és a vizuális letapogatás (optikus apraxia) sérülései mellett. H. J. A. további vizsgálataiból kiderült, hogy a lokális vonások integrációja volt legfőbb problémája, ezért Humphreys és Riddoch inkább integratív agnóziának nevezték el ezt a fajta vizuális agnóziát. Humphrey és Riddoch más esetek kapcsán (szemantikus) emlékezeti és szemantikus hozzáférési agnózia megkülönböztetést is javasoltak. Az utóbbi típusok Lissauer asszociatív agnózia csoportjához kapcsolódnak ábra. H. J. A. integratív agnóziás beteg igen jól le tudta másolni a londoni Szent Pál-templomról készül litográfiát, de nem tudott azonosítani egyszerű tárgyakat (Humphreys és Riddoch, 1987) Az asszociatív agnóziás képes észlelési csoportosításra, ami bonyolult az apperceptív agnóziás számára. Megmarad a képessége az ábra és alap elkülönítésére, ingerek összehasonlítására, s megoldja a szokatlan nézet 148

159 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok próbát. Viszonylag könnyen másol rajzokat, de emlékezetből nem tudja ugyanazt a tárgyat lerajzolni. A tárgy emlékezetből való lerajzolásának hiánya nem általános emlékezeti problémának köszönhető, ha megkérdezik, mi az a tárgy, meg tudja mondani, képes ésszerű magyarázatokat adni. Ezzel szemben nem ismeri fel a tárgyakat (nem tudja megnevezni vagy megmondani, mire valók, nem tudja gesztusokkal kifejezni használatukat), de felismeri a tárgyat tapintással, vagyis a tárgy központi tudása ép (7.9. és ábra). A felismerési képesség elvesztése nem teljes és ábra. Az asszociatív agnózia vizsgálatára szolgáló próbák a BORB-ból. A személyt valóságos és nem valóságos tárgyak azonosítására kérik. Felismeri a kakmárt vagy a nyuszfántot? Az asszociatív agnóziásoknál sérül a szemantikai kategorizálás (megtalálni az azonos funkciójú tárgyakat) Egyes asszociatív agnóziások képesek a vizuálisan bemutatott tételekről annyi információhoz jutni, hogy be tudják sorolni a tárgyakat alárendelt kategóriába (azaz felismerik, hogy egy ló állat), de nem tudnak részletes vizuális tudásról beszámolni (egy ló viszonylagos nagyságáról, színéről vagy részletes asszociációkról) (Warrington). Ezen teljesítmények alapján eredetileg azt feltételezték, hogy a vizuális feldolgozás ép, és az emlékezet szemantikai információival való kapcsolat sérült. Az újabb kutatások rámutattak, hogy bár jobb képességűek, mint az apperceptív agnóziások, észlelésük mégsem tekinthető normálisnak. A másolásban pontról-pontra vagy részletről-részletre haladnak, igen lassan dolgoznak, ami arra utal, hogy nem alakítanak ki teljes képet. Ez a stratégia eltér a neurológiailag ép személyek stratégiájától. Továbbá a felismerési zavar elmélyül, ha a látási inger gyengített. Gyakran hibáznak vizuális hasonlóság esetén. Az agnóziák keletkezésének legismertebb értelmezése (Warrington modellje) szerint a tárgyfelismerés szakaszokra bontható (7.11.a, b. ábra). A legelső lépés a vizuális elemzés, amely mindkét féltekén zajlik. Majd az észlelési kategorizálás következik, azokkal a folyamatokkal, amelyek a tárgykonstanciát is lehetővé teszik. Ez a sérülés a jobb hátsó féltekére lokalizálható, mivel inkább jobb hátsó sérültekre jellemző deficit. Egy további lépés a szemantikai kategorizálás, amikor jelentést kap a tárgy. Ez inkább bal féltekei hátsó területekhez köthető, mivel úgy találták, hogy független a konstancia és a tárgyfunkció tudása. A modell tartalmazza az apperceptív és asszociatív agnóziák feldolgozási különbségeit, amit a 7.1. táblázat foglal össze. 149

160 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok 150

161 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok 7.11.a., b. ábra. Warrington modellje és a vizuális agnóziák tipikus sérülési helyei az agyban. A bal oldalon a tárgyfelismerési zavarok feldolgozási szakaszai, a jobb oldalon pedig a léziók helye látható. (a) Apperceptív agnóziában a sérülés diffúz előfordulású az occipitális területek körül. (b) Asszociatív agnóziában a tipikus lézió előbbre esik kétoldalon az occipitális-temporális határon (l. Farah, 1990) 8.1. táblázat táblázat. Az apperceptív és asszociatív agnózia közötti különbségek Apperceptív Asszociatív Részletek észlelése gyenge jó Általános alakfelfogás gyenge jó A vizuális információ jelentéshez kapcsolása gyenge gyenge Arcfelismerési zavar (prozopagnózia), mint a vizuális agnózia sajátos esete Egy híres esetleírásban olvashatunk egy alkalomról, amikor a beteg az orvostól távozásra készülve körülnézett, és a kalapját kezdte keresni: Kinyújtotta a karját, és megfogta a felesége fejét. Próbálta megemelni, és a fejére tenni. Kalapnak nézte a saját feleségét! Az asszony még csak meg sem lepődött, látszott, hogy hozzá van szokva az efféle dolgokhoz. (Sacks, 2004: 26). Dr. P. zenetanár, akiről ez a történet szól, összekeverte a lábfejét a cipőjével, nem ismerte fel feleségét, diákjait is csak hangjuk, mozgásuk, a test zenéje alapján. Legfontosabb tünete az arcfelismerési zavar (prozopagnózia) volt. A prozopagnóziaa vizuális tárgyfelismerés sérülésétől viszonylag függetlenül előforduló, ritka neurológiai tünetcsoport, amit az ismerős arcok felismerési képességének hiánya jellemez, és nem értelmezhető egyszerűen az alacsony szintű látási és emlékezeti sérülésekkel (7.12. ábra). A betegek arcuk alapján nem ismerik fel a híres embereket, ismerőseiket és családtagjaikat, legfeljebb hangjuk, testtartásuk, járásmódjuk, öltözetük vagy feltűnő vonásaik (pl. szokatlan anyajegy az arcon, feltűnő frizura, Pinocchio orra egy karikatúrán) alapján azonosítják őket. Lehetnek önfelismerési problémáik, idegennek, szokatlannak, megváltozottnak láthatják saját tükörképüket, és gyakran nem képesek új arcok megtanulására. 151

162 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok 152

163 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok ábra. Mr. W. 52 éves farmer, prozopagnóziás beteg rajzai. Mr. W. megfelelő arcot rajzolt (fent), amikor arra felkérték, és minden nehézség nélkül tudott másolatot készíteni teljes arc és profil mintákról (lent, jobbra, a minták balra). (Bruyer és mtsai, 1983, ). Ezek a rajzok arra utalnak, hogy Mr. W-nek nem volt észlelési fogyatékossága Arcfelismerési zavarról először az 1800-as évek második felében számoltak be, leghíresebbek Charcot és Wilbrand esetleírásai, amelyek már kórbonctani elemzést is tartalmaztak. Wilbrand idéz egy esetet, amely emlékeztet dr. P.-ére. Mások vaknak tekintették, habár ő ragaszkodott hozzá, hogy nem az. Például emlékezett, hogy összetévesztette a kutyáját az orvosával és a szolgálólányt az asztalával, de tudott olvasni. Egy német pszichológus, JoachimBodamer 1947-ben ismerte fel, hogy speciális agnóziás szindrómáról lehet szó, s az elnevezés is tőle származik a prozopon (arc) és agnózia görög szavakból (Hécaen, 1981). Habár a betegség régóta ismert, csak az utóbbi három évtizedben erőteljes az érdeklődés kognitív mechanizmusai és idegi alapjai iránt, s ugyancsak újabban ismerték fel a szokatlan formájú, a születéstől vagy kora gyermekkortól meglévő fejlődési prozopagnózia szerepét a szociális interakciós zavarokban (összefoglalása Csépe, 2005). Az arcfelismerési zavarokkal kapcsolatban felmerült kérdések kapcsolódnak az arcfelismerés folyamatának és az arcfelismerési rendszer funkcionális összetevőinek kérdéseivel. A vitatott témák, amelyekkel itt vázlatosan megismerkedünk, a következő kérdésekhez kapcsolódhatnak: A prozopagnózia az arcfelismerési rendszer specifikus betegsége, vagy általános tárgyfelismerési vagy kategórián belüli felismerési zavar? Egységes betegség, vagy különböző típusai vannak? Eredményezheti-e önmagában a jobb félteke hátsó területeinek léziója? Hogyan lehet következtetni a különböző arcfelismerési sérülésekből a normál arcfeldolgozási rendszer funkcionális összetevőire? A felismerés tudatosodásával vagy a felismerés károsodásával értelmezhető a prozopagnóziások rejtett arcfelismerése? A prozopagnózia neurobiológiai alapja. Az irodalomban száznál több esetet írtak le változatos időtartammal, súlyossággal, sajátságokkal, sokféle tünettel, kóroktannal, amelyek igen megnehezítik a prozopagnózia átfogó értelmezését. Van, aki úgy gondolja, hogy elvileg lehetetlen bemutatni, hogy más tünetektől teljesen elkülönülve, önmagában előfordulna. Sok esetben nem is meghatározható, hogy nem nagyobb-e a sérülés a tünet jelentkezéséhez szükséges területnél. Amiből az következik, hogy a valódi prozopagnózia ritka betegség. Általában agyi érrendszeri betegség következménye, s férfiaknál gyakoribb. Mivel a legtöbb betegnél bal felső látótérfél-kiesés és téri tájékozódási zavar mutatkozik, először úgy vélték, hogy a jobb hátsó terület károsodása önmagában elég a prozopagnózia fellépéséhez. Erre a következtetésre jutott Hécaen és Angerelgues 1962-ben 22 eset alapján, de későbbi anatómiai vizsgálatok (Damasio és Damasio, 1986) mégis a kétoldali sérülést vélték bizonyítottnak. A legújabb vizsgálatok mégis az eredeti nézetet látszanak alátámasztani. De Renzi és mtsai 1994-ben úgy találták (igaz, kisebb számú betegcsoportnál), hogy a prozopagnóziát többnyire kiterjedt jobb temporo-occipitális lézió eredményezi. Szintén a jobb félteke szerepére utal egy eset, amely főszereplőjének gyermekkorában eltávolították a jobb agykérgét (hemispherectomia), és arcfelismerési zavara volt (Sergent és Villemure, 1989). A jobb félteke különböző occipitotemporális részeinek eltérő arcfeldolgozási szerepére utalnak esetvizsgálatok is. Két prozopagnóziás személynek, akiknek nehézsége volt arcészlelési feladatokban (pl. két azonos fényképen ugyanaz az arc látható-e), de más tárgyakkal (pl. autókkal) nem volt problémájuk, a sérülése az occipitális és a mediális temporális kéregben volt. Ezzel szemben, másik két személynek, akik össze tudtak hasonlítani arcfényképeket, de nem tudták azonosítani az arcokat, a sérülése a jobb fuziform tekervény elülső részén és/vagy a parahippocampalis tekervényben volt (Sergent és Signoret, 1992). Ugyanakkor a legfrissebb vizsgálatok a bal agyfélteke sérülését is valószínűsítik prozopagnóziában, ami nem arra utal, hogy normálisan a bal féltekére épülne az arcfeldolgozás, csak arra, mint a 7. fejezetben is láthattuk, hogy részt vesz abban. Az emberi arcészlelést közvetítő szétoszló idegi rendszernek mai tudásunk szerint három, mindkét oldali occipitális-temporális területe van: az inferior occipitális tekervény, az oldalsó fuziform terület és a superior temporális sulcus. Ezek részt vesznek az arc elemzésében, de eltérő típusú szerepük van. A funkcionális képalkotási eljárásokkal szokásosan mindkét oldalon, de következetesebben a jobb oldalon aktivált oldalsó fuziform tekervénynek az arcok azonosságának megállapításában tulajdonítanak alapvető szerepet, amíg a superior temporális sulcusnak a változó arcnézetek reprezentációjában. Az inferior occipitális terület információkat közvetít a két speciális arcterület felé (Haxby és mtsai, 2000). Az arcok által közvetített információk feldolgozásához további területek közreműködésére is szükség van, amelyek más feladatokat látnak el. A szájról olvasás a beszédhangok feldolgozásával kapcsolatos területet aktiválja, az arckifejezés észlelésében az érzelmi feldolgozásban fontos limbikus területek működnek, a nézési irány megítélésben a téri figyelemben érintett parietális területek. Az elülső temporális lebenynek a személyhez kapcsolódó egyéb információk, életrajzi adatok tárolásában és előhívásában lehet szerepe, de a névinformáció ettől függetlenül valószínűleg a bal elülső kéregben tárolódik. 153

164 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok Az arcfeldogozás neurális hátterével kapcsolatban feltehető további kérdés, hogy az emberi prozopagnózia vajon a majmoknál találtakhoz hasonlóan, arcokra szelektíven érzékeny sejtek hiányának köszönhető-e? A majmoknál egysejtes regisztrálási eljárással végzett vizsgálatokban szintén egy arcészlelésre specializálódott idegi rendszer bizonyítékait találták. Szelektíven arcokra reagáló idegsejteket azonosítottak a superior temporális sulcusban és az inferior temporális kéregben (Perret és mtsai, 1987). Problémát jelent azonban, hogy bizonytalan a majom és az ember arcterületeinek megfeleltetése. Például majomnál nincs megfelelő válasz a prozopagnózia keletkezésében fontos területeken, így az inferior longitudinális fasciculusban, vagy más adatok szerint nem eredményez arc-megkülönböztetési zavart az STS-kéreg kétoldali eltávolítása. A vizuális tárgyfelismerésen belüli, a tárgyfelismeréstől független specializációt számos neuropszichológiai adat sugallja. Ezt támasztják alá azok az esetek, amelyekben agnózia fordul elő prozopagnózia nélkül, erre utal a metamorfózia (a bal arc nagyságának látszólagos csökkenése) jelentkezése prozopagnózia nélkül és más disszociációs adatok is (Farah, 1990; Young, 1992). Ismertették olyan beteg esetét (DeRenzi, 1994), aki szelektíven az arcfelismerésben volt sérült, tárgyakat, köztük személyes tárgyait, borotváját felismerte, és ki tudott választani tárgyakat hasonló tárgyak közül (olasz pénzérméket idegen érmék közül). A betegek között volt egy farmer, aki nem tudta felismerni korábbi kedvenceit, teheneit és kutyáit, míg egy másik prozopagnóziás beteg, aki betegségét követően kezdett el csak állatokkal foglalkozni, nagyon jól meg tudta különböztetni birkáit egymástól (McNeil és Warrington, 1993). A kivétel tehát néha erősíti a szabályt. Nem tudjuk még pontosan, mely területek sérülései a legfontosabbak prozopagnózia kialakulásában. (l. a ábrát.) Az is lehetséges feltevés, hogy az arcok és a tárgyak felismerésére egyetlen felismerési rendszer szolgál, s ebben az esetben a prozopagnózia enyhe agnóziaként kezelhető. Egyes prozopagnoziásoknál a betegség valóban együtt jár más tárgyak felismerési zavarával. Beszámoltak egy farmerről, aki kezdeti arcfelismerési betegsége gyógyulása után sem volt képes tehenei azonosítására. Ismert egy ornitológus esete, aki nem tudta többé megkülönböztetni a madarakat. Más esetekben előfordult, hogy nem tudták megkülönböztetni az autókat, a széket és a fotelt, vagy élelmiszereket, a hazai és külföldi pénzeket. Ezt a jelenséget tárgyak kategórián belüli megkülönböztetésének, egyediségük azonosításának zavaraként írták le. Az adatok arra utalnak tehát, hogy az arcok egyéni jellegének észlelési képessége különbözik a más tárgyosztályokon belüli megkülönböztetés képességétől. Ebben szakértői tudás is érvényesül. 154

165 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok ábra. A prozopagnózia sajátosan az arcfeldolgozást érinti W. J. betegnél, aki birkákat kezdett tenyészteni. Az arc-ismerősség tesztben (fent) egy híres személyt kellett azonosítani három fénykép közül. Középen egy híres angol politikus látható az 1980-as évekből. Az alsó sorban ismerős birkák vannak. W. J. 50%-ban ismerte fel az arcokat, 83%-ban az ismert és 81%-ban az ismeretlen birkákat. A kontrollszemélyek (birkatenyésztők) 100%-ban ismerték fel az arcokat, az ismert birkákat 59%-ban, az ismeretleneket 63%-ban. (McNeil és Warrington, Quaterly Journal of Experimental Psychology, 1993 nyomán) Az arcfeldolgozás funkcionális szétbontása. Lissauer agnóziatípusainak megfelelően észlelési és emlékezeti ( amnéziás ) típusú prozopagnóziát különböztettek meg (DeRenzi és mtsai, 1991). A különböző típusú prozopagnóziák előfordulása arra utal, hogy a normális arcfeldolgozási folyamat megszakadhat a személyekre jellemző vonások, fiziognómiai invariánsok kiemelésének szintjén ( perceptuális sérülés ), az arccal kapcsolatos emlékek vagy szemantikus információk szintjén ( emlékezeti sérülés ), vagy ezen emlékek aktivációja ( asszociatív sérülés ) szintjén. Még tovább bonyolítja a képet, hogy további dimenziót is megállapítottak a prozopagnóziások autonóm idegrendszeri reakcióinak és rejtett felismerésének vizsgálataikor. A deficit típusa alapján különböző feladatokban sikeres vagy sikertelen teljesítmény várható el, ami utalhat a feldolgozási szintre. Pl. ismeretlen arcok összehasonlítási feladata vagy az életkor megítélése (az arcvonások változásának felismerése) és az érzelem felismerése szolgálhat az észlelési kompetencia eldöntésére. Az eltérő agyi károsodások eltérő feldolgozási szakaszt érinthetnek. A különböző arcfelismerési zavarok igen összetett kognitív mechanizmusokra utalnak. Például egy vizsgálatban 15 agysérültet vizsgáltak háromféle (arckifejezés felismerése, ismerős arc felismerése és ismeretlen arc összehasonlítása) arcfeldolgozási feladattal. Egyéni különbségeket találtak különböző teljesítmény kombinációkkal, és volt négy személy, akiknél csak az egyik feladatot befolyásoló, elkülöníthető sérülések voltak (Parry és mtsai, 1991). Ilyen és hasonló eredmények alapján jogos lehet a felvetés, hogy a prozopagnózia nem egységes szindróma, és számos disszociáció alátámasztására szolgál, amit az arcfelismerés kognitív modelljei felvetnek. Az arcfelismerés kognitív modellje különböző és egymással kapcsolatban álló összetevőket tartalmaz. Bruce és Young (1967) ábrán látható modellje az arckifejezésnek és a beszédmozgásoknak és az arcról származó szemantikai kódoknak az arcfelismeréshez vezető vizuális elemzéssel párhuzamos feldolgozását tartalmazza. Támogatja ezt a feltevést például az identitás és az érzelemkifejezés felismerésének kettős szétválása: azon agysérültek között, akiknél gyenge volt az érzelmi arckifejezések megkülönböztetése, de sértetlen az arcfelismerés, és azok között, akiknél sérült az arcfelismerés (prozopagnóziások), de semmilyen zavar nem mutatkozott az érzelem felismerésében. Szintén találtak neurológiai beteget, akinél sérült volt az ajakmozgások megértése, de az arcfelismerés nem. A modell kulcsfogalma az arcfelismerési egységek regisztere, a személy által ismert arcok absztrakt reprezentációit tartalmazó emlékezeti tár. Ezek az egységek az ismert arcok minden lehetséges nézetére reagálnak. A személyhez tartozó, függetlenül tárolt információk (foglalkozás, lakhely stb.) a személyidentitás csomópontokból hozzáférhetők. A felismerés a személy megnevezésével ( névelőállítási egység ) lesz teljes. Az arcfelismerési folyamat első lépése a strukturális kódolás (a fizikai jegyek elemzése) részeként egy arckategorizálási döntés. A normál arcészlelés és a felismerés folyamatában az arcnak ismerősként osztályozása és az archoz tartozó szemantikai információ előhívása eltérő szakaszban zajlik. A szakaszokat szelektíven befolyásolják a neurológiai betegségek. Mondható, hogy a prozopagnóziásoknál sérül az ismerősség megítélése, de a szemantikai hozzáférés pályája (hangja, verbális adatok stb.) ép és használható. Ezzel szemben egy amnéziás beteg például el tudja dönteni valakiről, ismerős-e vagy nem, de nem képes a személyes információkat elő-hívni az emlékezetéből. S lehetnek olyan zavarok is mint ahogy ez mindnyájunkkal előfordul, hogy a személy mindent tud az illetőről, csak a nevét nem, vagyis a név megtalálása elkülönülhet a szemantikus információ hozzáféréstől és az ismerősség érzésétől. 155

166 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok ábra. Bruce és Young 1986-ban felvetett, egy korai arcdöntési szakasszal kiegészített kognitív arcfelismerési modellje Ez a dobozok és nyilak modell igen használhatónak bizonyult az arcfeldolgozással kapcsolatos eredmények leírására, újabban ennek a modellnek neurális háló megvalósításai alapján tesznek jóslásokat. A legtöbb neurális háló modell, amelyeket jól fel lehet használni a prozopagnózia megértésére, azt jósolja, hogy a szintek közötti információfeldolgozás gyengül, és szimulálnak bizonyos léziókat (Young és Burton, 1999), s még olyan jelenségek értelmezésre is felhasználják, mint az egyes prozopagnóziások esetében talált rejtett arcfelismerés. Az arcok rejtett felismerése az egyik legizgalmasabb arcfeldolgozási szempont, ami a prozopagnóziás egyének tanulmányozása során felmerült. Egyes személyek, habár tudatosan nem tudnak hozzáférni az információkhoz, képesek az arcok felismerésére! Az ilyen bizonyíték ellentmond az észlelési minták emlékezeti információkhoz kapcsolásának megszakadására vonatkozó klasszikus agnóziafelfogásnak. Az arcok rejtett feldolgozása két közvetett úton demonstrálható: élettani jelzőkkel, mint a bőr elektromos aktivitásának mérése (GBR-rel, galvános bőrreakcióval) vagy az agyi eseményhez kötött agyi potenciálok (EKP) mérésével és viselkedési jelzőkkel, mint az arc-összehasonlítási reakcióidő-feladat, az interferenciamérés vagy az előfeszítési (priming) vizsgálat (összefoglalóan l. Bruyer, 1991; Young és Ellis, 2000). Az egyik kísérletben, habár a prozopagnóziás egyén verbálisan nem tudta megkülönböztetni az ismerős és az ismeretlen arcokat a véletlen szintnél jobban, az előzőleg ismert arcokra (családtagok) nagyobb GBR-választ adott, mint az ismeretlen arcokra (Tranel és Damasio, 1988). A GBR-válasz (amely lényegében a bőr elektromos vezetőképességének a változása az izzadságmirigyek működésének eredményeként) az érzelmi autonóm idegrendszeri tevékenységhez kapcsolódik, habár a pontos forrása ismeretlen. A megemelkedett GBR nemcsak az érzelmek keletkezésében fontos amygdala, hanem a fuziform terület aktivitásával is korrelál (Ellis 156

167 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok és Lewis, 2001). Szintén rejtett felismerésről számoltak be EKP-vizsgálatban, a prozopagnóziás személytől ismertségi ítéletet kértek ismert és ismeretlen arcokról. P300-as komponens amplitúdója fordítva viszonyult a valószínűségi kategóriához, a letancia változott az ismertséggel (Renault és mtsai, 1989). Prozopagnóziás betegek rejtett arcfelismerésének bizonyítékai az interferenciahatások, amelyek nem fordulnának elő, ha az egyén valóban nem férne hozzá az arcazonosságról való információhoz. Egy vizsgálatban egyszerű tanulási eljárást alkalmaztak: arc-név párokat kellett megtanulni egy sorozat arc esetében. Egyes arcok a sorozatban korábban ismert (híres) arcok voltak, akiket a személy nem tudott azonosítani, és állította, hogy nem ismeri őket. Mégis, a prozopagnóziás egyén sokkal nehezebben tanult meg ezekhez az arcokhoz egy pontatlan, hamis nevet hozzákapcsolni, mint a pontos nevet társítani. Vagyis bizonyos szinten hozzáférése volt az arcra vonatkozó információnak; másrészt nem fordult elő zavaró hatás (interferencia), amikor új nevet tanult egy más ismert archoz (Bruyer és mtsai, 1983). Nagyon használható eljárás az asszociatív előfeszítési (priming) helyzet, amelynek segítségével keresztirányú hatás is érvényesül az arcok és a nevek között. Az ilyen helyzet azt vizsgálja, hogy hogyan hat egy inger egy vele kapcsolatos inger felismerésére; például Szörényi Levente arcának látása Bródy János felismerésére. Gyorsabb lesz a felismerés, az igen/nem döntés, ha az előfeszítő ingert közvetlenül egy vele kapcsolatos inger követi. Egy vizsgálatban ezt a helyzetet alkalmazták prozopagnóziás egyén vizsgálatára, aki pontosan felismerte a neveket, de az arcokat nem. Híres és ismeretlen arcokat kellett megítélnie ismerősség szerint. Minden nevet egy előfeszítő inger (név vagy arc) előzött meg, és változtatták az összefüggést közöttük. Háromféle előfeszítő ingert alkalmaztak: kapcsolatos (pl. az Illés-zenekar tagjai között), semleges (ismeretlen előfeszítő inger ismert felismerendő ingerhez) és nem kapcsolatos (pl. Vaclav Havel arca, mint előfeszítő, és Kocsis Zoltán neve, mint felismerendő inger) ingereket. A beteg gyorsabban ismerte fel az ismerős személy nevét, amikor vele kapcsolatos arcot alkalmaztak előfeszítő ingerként, mint amikor semleges vagy nem kapcsolatos ingert. Asszociatív előfeszítési hatást mutatott arcokra, amelyeket nyíltan (tudatosan) nem ismert fel (Young és mtsai, 1988). Ezeknek a vizsgálatoknak az eredményei arra utalnak, hogy a prozopagnóziás betegek egy része megőriz bizonyos információkat emlékezetében, de ezek nem állnak úgy rendelkezésre, hogy megnevezni vagy osztályozni tudja az arcokat. A megszakadás a tárolt arcreprezentáció és a tudatosságrendszer között lehet. Az utóbbi évben a kutatók azt is felvetették, hogy a nyilvánvaló különbségek ellenére kapcsolat van a prozopagnózia és a Capgras-téveszme között. Az 1920-as években Capgras és Reboul-Lachaux írta le M. esetét, akinek különböző pszichotikus tünetei között szerepelt, hogy azt hitte, hogy férjét, gyermekeit, a szomszédokat dublőrök helyettesítik. A Capgras-téveszme szerint a beteg számára fontos személyeket imposztorok, robotok, idegen lények helyettesítik. Előfordul pszichiátriai betegségekben (szkizofrénia vagy hangulatzavarok) és agykárosodások vagy toxikus feltételek másodlagos működési zavaraként. A Capgras-szindrómás nem prozopagnóziás, arcfelismerése ép, mégis nincs GBR-válasza az ismerős és az ismeretlen ember megkülönböztetésénél. A két állapot egymás tükörképének tekinthető, amiből az a feltevés következik, hogy a vizuális felismerésnek két útja van, egy nyílt és egy rejtett. A prozopagnózia a nyílt, a Capgras-téveszme a rejtett felismerési út megszakadását képviseli (Ellis és Young, 1990; Ellis és Lewis, 2001). Ez az elgondolás további kiegészítésekre szorul. A nem tudatos, autonóm idegrendszeri arc-megkülönböztetés értelmezésére Bauer már 1984-ben két utat javasolt: a ventrális pályát a nyílt (tudatos) felismeréshez a látókérget a limbikus rendszerrel összekötő pályával ( azonosság észrevevés ), és a dorzális pályát összekötve a látókérget a superior temporális sulcuson és az inferior temporális lebenyen keresztül a limbikus rendszerrel a rejtett felismerés értelmezéséhez ( jelentőség felfedezés ), (7.15. ábra). A rejtett felismerést mutató betegeknél a dorzális pálya sérülésére gondolt (Bauer, 1984). Ez a modell nem egyezik a ábrán látható egyetlen utat tartalmazó kognitív modellel. Két különböző arcfelismerési rendszert feltételezhetünk, az egyik az azonosság információ, a másik az érzelmi jelentőség és talán az ismerősség feldolgozását végezné. A legújabb elgondolások tartalmazzák ezt. Így Breen és mtsai (2000, ismertetik Ellis és Lewis, 2001) feltételezik, hogy az arcfelismerés csak a ventrális pályán történik, és a felismerést követően az érzelmi válaszról a ventrális limbikus struktúrák, különösen az amygdala gondoskodna. 157

168 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok 158

169 7.15. ábra. Az arcfeldolgozás agyi felépítése. 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok Itt még meg kell jegyezni, hogy más pszichiátriai téves azonosítási betegségek is ismertek, pl. amikor a beteg azt hiszi, valakinek megváltozott a fizikai megjelenése. Az 1920-as évek végén (Courbon és Frail, 1927) ezt Fregoliszindrómának nevezték el Leopoldo Fregoliról, a híres olasz átváltozó művészről. Az irodalomban vagy 250 ilyen esetet írtak le Kategóriaspecifikus tárgyfelismerési rendellenességek Kategóriaspecifikus hatásokról beszélünk a tárgyfelismerésben, amikor a veszteség csak bizonyos kategóriákban található meg, és másokban sértetlen marad a felismerési képesség. Például beszámoltak arról, hogy a beteg nehezen azonosította a gyümölcsöket és a zöldségeket, de nem volt problémája a mesterségesen előállított tárgyakkal (például szerszámok). Az egyik beteg például jól azonosította az élettelen tárgyak képeit (96%) és nagyon gyengén az állatokat (6%) (Warrington és Shallice, 1984). A tárgyak használatának utánzása is sértetlen maradt, de csak élettelen tárgyak esetében, élőlényeknél nem. Olyan eset is ismert, akinél nagyon sérült volt a tárgyak felismerése, de a normális határon belül teljesített az állatokkal. Ilyen problémák lehetnek zöldségfélék, gyümölcsök, hangszerek esetében. Ilyen megfigyelésekről több eset kapcsán beszámoltak (McCarthy és Warrington, 1994; Sartori és Job, 1993; összefoglalóan l. Humphreys és Forde, 2001). Ezek zavarba ejtő meghibásodások, mert nehéz megérteni az agnóziák eddigi értelmezési keretében. A legtöbb adat szerint ezek nem agnóziás zavarok. Inkább a szemantikus emlékezeti rendszer vagy bizonyos tételek megnevezési problémája lehet, s azért különösen érdekesek, mert fontos kérdéseket vetnek fel a tárgyakról való tudás természetéről és idegi megvalósításáról. A szemantikus emlékezet a tények, fogalmak, szavak jelentésére vonatkozó információk feldolgozási, tárolási és előhívási rendszere. A személy nem tud hozzáférni az emlékezetben az érintett tételekhez. Azonban, mint az erről folyatott vitában felvetették, a kategóriaspecifikus hatás megértésének kulcsa a vizuális hasonlóság, az ismertség, a komplexitás lehet, amit a kritika szerint a korai vizsgálatokban nem ellenőriztek megfelelően. Például az állatok összetett vizuális megjelenésűek, szemben bizonyos használati tárgyakkal, a nap mint nap használt tárgyak ismerősebbek, mint az élő dolgok (mint kategória). Amikor az egyik ilyen betegnél a komplexitást és az ismertséget megfelelően illesztették, a kategóriahatás eltűnt (Stewart és mtsai, 1992). Ez arra utal, hogy a kategóriahatás félrevezető lehet. Mégsem valószínű, hogy ezek a tényezők minden funkció szétválásért felelnének, amit megfigyeltek. Például előfordult, hogy éppen egy élelem- és borszakértőnek támadt baja agysérülése következtében a gyümölcsök és zöldségfélék megnevezésével, vagy mutatkozik meghibásodás nagyon ismert tárgyak esetében (alma, kutya, macska) is. Alternatív értelmezés lehet, hogy inkább a vizuális és a funkcionális (cselekvéshez kapcsolódó, használati) rendszer szétválásáról lehet szó, mint az élő és élettelen rendszer különbségéről, s az állatok inkább vizuális, a szerszámok inkább használati tulajdonságokkal képviseltek az emlékezetben. Ez az értelmezés (Warrington és Shallice, 1984) két független szemantikus rendszer kialakulását feltételezi az embernél: az egyik használati, cselekvési információ tárolására szolgálhat a nem élő dolgokról, a másik az élő dolgok azonosításhoz szükséges észlelési információt tartalmazná. A sérülés lehet az észlelési szemantikai rendszerben (7.16. ábra). 159

170 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok (c) Ez az értelmezés szintén alkalmazható a Capgras-téveszmére, amelynek esetében feltételezik, hogy a rejtett dorzális út sérült. (Ellis és Lewis, Trends in Cognitive Sciences, 2001 nyomán) Egy értelmezés szerint az emlékezet úgy szerveződött, hogy az élő dolgok és a nem élő dolgok része elkülönül (Caramazza és Shelton, 1998). Ebben az esetben az érvelés úgy hangzik, hogy a kategóriaspecifikus zavarban az emlékezet egyik része hozzáférhető és előhívható, a másik nem. A probléma ezzel az, hogy vannak betegek, akik általánosan elkülönítenek egy szemantikus kategóriát a másiktól (élő és nem élő tételek), de a szabály alól kivételt mutatnak, például az egyik beteg nem ismerte fel a halat, a virágot vagy a gyümölcsöt, mindegyik az élő kategóriába tartozik. De felismerte a testrészeket. Ilyen leletek ellentmondanak ennek a feltevésnek. Egy általános elképzelés szerint kategóriaspecifikus rendellenesség a tárgyfelismerési rendszerben különböző feldolgozási szinteken, a strukturális leírásokhoz, a tárgyhoz kapcsolódó információk asszociatív és használati tudásához, vagy a tárgy nevéhez való hozzáférés lépéseiben jöhet létre. Azt is felvetették, hogy maga a strukturális leíró rendszer is lehet kategóriák szerint szerveződő (Sartori és mtsai, 1993). Még nem ismerjük pontosan, hogy milyen elmélettel lehet legjobban értelmezni a rendelkezésre álló adatokat. A neuropszichológiai adatok mellett számos kognitív pszichológiai és idegtudományi eredmény áll rendelkezésre a vizuális és asszociatív/használati tudáshoz való hozzáférés és az élő/élettelen megkülönböztetés lényeges szempontjairól. Ismert, hogy az élő/élettelen különbségtétel már igen korán, a csecsemőkorban mutatkozik. Az agyi képkiváltó módszerekkel (például Thompson-Schill és mtsai, 1999) rámutattak, hogy azonosítási feladatban az élő és nem élő dolgok különböző kérgi területeket aktiválnak, amelyek hozzáköthetők az azonosítás szakaszaihoz. Így a vizuális feldolgozás és a vizuális tudáshoz való hozzáférés (kétoldali, középső másodlagos látókéreg), az asszociatív (elülső temporális terület), a mozgási és cselekvési tudáshoz való hozzáférés (bal középső és frontotemporális részek) és a megnevezés (bal inferior occipitális-temporális kéreg) folyamataihoz. Agysérültek vizsgálatai ugyancsak alátámasztják, hogy eltérő agyterületek közvetítik az élő és élettelen dolgok felismerését és megnevezését. Az inferior occipitális-temporális területeknek előre, a temporális lebeny felé kiterjedt sérülése megzavarja az élő dolgok feldolgozását, és a bal temporális-parietális és parietális-frontális területek léziója megzavarja a nem élő dolgok feldolgozását (Humphreys és Forde, 2001). A kategóriaspecifikus felismerési deficitek mint láthattuk, arra utalnak, hogy a különböző modalitásokból származó érzékelési információk különböző hozzáférést tesznek lehetővé egy emlékezeti rendszerhez, és/vagy maga az emlékezeti rendszer szerveződhet az érzékelési/funkcionális tulajdonságoknak megfelelően Összefoglalás 160

171 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok A fejezetben megismerkedtünk a tárgyak felismerésében fontos szerepet játszó, az occipitális kéregtől a temporális lebeny felé futó ventrális rendszerrel. Láthattuk, hogy az elülső temporális területek léziói nehézséget okoznak a tárgyak azonosításában, más (parietooccipitális) léziók a tárgy orientációjának megítélésében. Az embernél a ventrális pálya különböző részei specializálódtak különböző tárgyosztályok feldolgozására. Az oldalsó látókéreg összetett alakzatok felismerésében, a fuziform arcterület az arcfeldolgozásban, a parahippocampális terület a helyre vonatkozó információ feldolgozásban érintett. A vizuális agnózia tárgyfelismerési zavar az érzékelés és értelem sérülése nélkül. Legegyszerűbben apperceptív és asszociatív formákban írhatjuk le, de ezek viszonylag tág kategóriák, különböző agnóziatípusokkal. Az asszociatív agnózia az információfeldolgozás olyan zavara, amely az egyszerűbb formák észlelését is meggátolja. A asszociatív agnóziában lehetséges vizuális információfeldolgozás, de nem olyan mértékű, hogy lehetővé tegye a felismerést. Az apperceptív agnózia diffúz, az occipitális lebenyhez közeli vagy arra is kiterjedő, kétoldali sérülés következménye, az asszociatív kétoldali az occipitális-temporális területek határának sérülésével jár együtt általában. Az arcfelismerési zavar a vizuális agnózia sajátos típusa, annak a rendszernek a sérülése következtében, amely valószínűleg az evolúció során alakult ki. Ezt a nézetet támogatja, hogy majmoknál és más állatoknál (birka) a temporális területen arcfelismerési sejteket találtak egysejtes vizsgálatokban. Embernél az agysérültekkel végzett vizsgálatok eredményei arra utalnak, az arcokat más tárgyosztályoktól eltérően észleljük. Az arcfelismerési folyamat lépéseit tartalmazza Bruce és Young kognitív modellje, amely szerint a szakaszokat szelektíven befolyásolják a neurológiai betegségek. A folyamat a fizikai jellemzők meghatározásától, a strukturális leírásokon, az arcvonások felismerésén és az egyénre vonatkozó információk kiértékelésén át a személy megnevezéséig, különböző lépéseket tartalmaz. A szociális és érzelemi információkat a temporális terület más részei képviselik, főleg a jobb féltekében. Bizonyos prozopagnóziás esetek, habár nem ismerik fel az arcokat tudatosan, autonóm idegrendszeri válaszokkal vagy viselkedési sajátságokkal (interferencia) elárulják, hogy rejtett hozzáférésük van az arc emlékezeti reprezentációjához. Bruce és Young modelljét módosítva két utat tartalmazó felismerési rendszert lehet megkülönböztetni: arcazonosság információt és érzelmi jelentőséget (ismerősséget) feldolgozó utat. A ventrális limbikus struktúrák részét képezik ennek. A kategóriaspecifikus zavarok, amelyek nem a megnevezés betegségre korlátozódnak, befolyásolják bizonyos kategóriák (gyümölcsök, állatok) felismerését, de más kategóriákét (szerszámok) nem. Ezek a betegségek az emlékezethez való hozzáférés sajátságaihoz kapcsolódnak. Több szemantikai rendszert feltételeznek Irodalom Bauer, R. M.: Autonomic Recognition of Names and Faces in Prosopagnosia: A Neuropsychological Application of the Guilty Knowledge Test. Neuropsychologia, , Behrmann, M. Kimchi, R.: What Does Visual Agnosia Tell Us about Perceptual Organization and its Relationship to Object Perception? Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, , Bruce, V. Young, A. W.: Understanding Face Recognition. British Journal of Psychology, , Bruyer, R. Laterre, C. Seron, X. Feyereisen, P. Strypstein, E. Pierrard, E. Rectem, D.: A Case of Prosopagnosia with Some Preserved Covert Rememberance of Familiar Faces. Brain and Cognition, , Bruyer, R.: Covert Face Recognition in Prosopagnosia: A Review. Brain and Cognition, , Caramazza, A. Shelton, J. R.: Domain Specificity Knowledge Systems in the Brain: The Animate-Inanimate Distinction. Journal of Cognitive Neuroscience, , Courbon, P. Fail, G.: Syndrome d illusion de Fregoli at schizophrenie. Bulletin de la Société Clinique de Médicine Mentale, , Csépe V.: Kognitív fejlődés-neuropszichológia. Budapest, 2005, Gondolat. Damasio, A. R. Damasio, H.: The Anatomical Substrate of Prosopagnosia. In R. Bruyer (ed.): The Neuropsychology of Face Perception and Facial Expression. Hillsdale, 1986, Lawrence Erlbaum Associates,

172 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok De Renzi, E. Faglioni, P. Grossi, D. Nichelli, P.: Apperceptive and Associative Forms of Prosopagnosia. Cortex, , Ellis, H. D. Lewis, M. B.: Capgras Delusion: A Window on Face Recognition. Trends in Cognitive Science, , Ellis, H. D. Young, A. W.: Accounting for Delusional Misidentifications. British Journal of Psychiatry, , Farah, M. J.: Visual Agnosia Disorders of Object Recognition and What They Tell Us about Normal Vision. Cambridge, Mass, 1990, MIT Press. Ferreira, C. T. Ceccaldi, M. Giusiano, B. Poncet, M.: Separate Visual Patways for Perception of Actions and Objects: Evidence from a Case of Apperceptive Agnosia. Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry, , Haxby, J. W. Hoffman, E. A. Gobbini, M. I.: The Distributed Human Neural System for Face Perception. Trends in Cognitive Sciences, , Hécaen, H.: The Neuropsychology of Face Recognition. In Davies, G. Ellis, H. Shepherd, J. (eds.): Perceiving and Remembering Faces. London, 1981, Academic Press, Humphreys, G. W. Forde.E. M.: Hierarchies, Similarity and Interactivity in Object Recognition: On the Multiplicity of Category-Specific Deficits in Neuropsychological Populations. Behavioral and Brain Sciences, , Humphreys, G. W. Riddoch, M. J.: To See But Not to See: A Case Study of Visual Agnosia. London, 1987, Lawrence Erlbaum Associates. Juhász L.: ORB, egy új tesztbattéria a vizuális tárgyfelismerés zavarainak vizsgálatára. In Racsmány M. Pléh Cs. (szerk.) Az elme sérülései Kognitív neuropszichológiai tanulmányok. Budapest, 2001, Akadémiai Kiadó, Lawson, R. Humphreys, G. W.: The Neuropsychology of Visual Object Constancy. In Walsh, V. Kulikowski, J. (eds.): Perceptual Constancy. Cambridge, 1998, Cambridge University Press, McCarthy, R. Warrington, E. K.: Disorders of Semantic Memory. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, , McNeil, J. E. Warrington, E. K.: Prosopagnosia: A face-sepcific disorder. Quarterly Journal of Experimental Psychology, A, Milner, A. D. Goodale, M. A.: The Visual Brain in Action. Oxford, 1995, University Press, Oxford. Parry, F. M. Young, A. W. Saul, J. S. M. Moss, A.: Dissociabel Face Processing Impairments after Brain Injury. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, , 4, Perrett, D. I. Mistlin, A. J. Chitty, A. J.: Visual Neurones Responsice to Faces. Trends in Neurosciences, , 9, Renault, B. Signoret, J. L. Debruille, B. Breton, F. Bolgert, F.: Brain Potentials Reveal Covert Facial Recognition in Prosopagnosia. Neuropsychologia, 1989, 27, Riddoch, M. J. Humphreys, C. W.: Birmingham Object Recognition Battery (BORB). Hove, East Sussex, 1993, Lawrence Erlbaum Association. Sacks, O.: A férfi, aki kalapnak nézte a feleségét és más orvosi történetek. Budapest, 2004, Park Kiadó. Sartori, G. Job, R. Miozzo, M. Zago, S. Marchiori, G.: Category-Specific from-knowledge Deficit in a Patient with Herpes Simplex Encephalitis. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, 1993, 15,

173 7. fejezet - Tárgy- és arcfelismerési zavarok Sartori, G. Job, R.: The Oyster with Four Legs: A Neuropsychological Study on the Interaction of Visual and Semantic Information. Cognitive Neurpsychology, 1988, 4, Séra L.: A tárgykonstancia és neuropszichológiai vizsgálatai. In Racsmány M. Pléh Cs. (szerk.): Az elme sérülései Kognitív neuropszichológiai tanulmányok. Budapest, 2001, Akadémiai Kiadó, Sergent, J. Signoret, J. L.: Functional and Anatomical Decomposition of Face Processing: Evidence from Prosopagnosia and PET Study of Normal Subjects. In Bruce, V. Cowey, A. Ellis, A. W. Perrett, D. I. (eds.): Processing the Facial Image. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Ser. B. 335, Sergent, J. Villemure, J. G.: Prosopagnosia in a Right Hemispherectomized Patient. Brain, , Stewart, F. Parkin, A. J. Hunkin, N. M.: Naming Impairments following Recovery from Herpes Simplex Encephalitis. Quarterly Journal of Experimental Psychology, A, Thomson-Schill, S. L. Aguirre, G. K. D Esposito, M. Farah, M. J.: A Neural Basis for Category and Modality Specificity of Semantic Knowledge. Neuropsychologia, , Tranel, D. Damasio, A. R.: Non-Conscious Face Recognition in Patients with Face Agnosia. Behavioral Brain Research, , Turnbull, O. H. Carey, D. P. McCarthy, R. A.: The Neuropsychology of Object Constancy. Journal of the International Neuropsychological Society, , Warrington, E. K. Shallice, T.: Category Specific Semantic Impairments. Brain, , Warrington, E. K. Taylor, A. M.: The Contribution of the Right Parietal Lobe to Visual Object Recognition. Cortex, , Warrington, E. K. Taylor, A. M.: Two Categorical Stages of Object Recognition. Perception, , Warrington, E. K.: Neuropsychological Studies of Object Recognition. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, B, 298, Young, A. W. Burton, A. M.: Simulating Face Recognition: Implications for Modelling Cognition. Cognitive Neuropsychology, , Young, A. W. Ellis, H. D.: Overt and Covert Face Recognition. In Revonsu, A. Rossetti, Y. (eds.): Dissociation but Interaction between Conscious and Uncon-scious Processing. London, 2000, John Benjamins, Young, A. W. Hellawell, D. de Haan, E. H. F.: Cross-Domain Semantic Priming in Normal Subjects and a Prosopagnosic Patient. Quarterly Journal of Experimental Psychology, A,

174 9. fejezet - 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája Racsmány Mihály Az emlékezeti zavarok osztályozása Számos olyan idegrendszeri sérülés létezik, amelynek vezető tünete az emlékezet teljes vagy részleges elvesztése. Az amnéziás tünetek azonban nagyon változatosak, és az eltérő típusú emlékezeti zavarok hátterében más és más idegrendszeri területek léziója áll. Az emlékezeti zavarokat különböző szempontok szerint osztályozhatjuk. Feloszthatjuk őket az emlékezet sérülését előidéző betegség és az érintett idegrendszeri területek alapján (egy ilyen típusú megközelítés látható a 8.1. táblázaton) táblázat táblázat. Áttekintő táblázat azokról a betegcsoportokról, amelyeknél a súlyos globális amnézia a vezető tünetek között szerepel (Markowitsch, 2000 alapján) Etiológia A központi idegrendszer degeneratív megbetegedései (pl. Alzheimer-kór vagy Pick-betegség) Zárt koponyasérülés Leggyakoribb léziós területek Hippocampus, entorhinális kéreg és amygdala Temporális lebeny, orbitofrontális kéreg Agyi érelzáródások, aneurizmák, intracerebrális vérzés Kétoldali hippocampus, mediális temporális lebeny, limbikus thalamus magcsoportok vagy orbitofrontális kéreg és bazális előagy Agydaganatok Halántéklebeny epilepszia Anoxia vagy hypoxia Vírusos fertőzések (pl. Herpes simplex encephalitis) Vitaminhiány (pl. B1 deficit) Neurotoxikózis Gyógyszerhatások (pl. benzodiazepinek) Elektrokonvulzív terápia Thalamus (glioblastoma), mediális temporális lebeny, vagy gyrus cinguli poszterior területei (lipoma) Hippocampus és mediális temporális lebeny Hippocampus Hippocampus és a limbikus rendszer, valamint a paralimbikus kéreg szinte valamennyi komponense Thalamus limbikus rendszerhez tartozó része, corpus mamillare (pl. Korszakov-szindrómában) Hippocampus Limbikus rendszer Limbikus rendszer Ez a megközelítés lehetővé teszi, hogy azonosítsuk az amnéziás tüneteket produkáló betegcsoportokat, valamint az emlékezeti folyamatokban involvált idegrendszeri területeket, viszont korántsem teszi láthatóvá, hogy mely idegrendszeri struktúrák felelősek az emlékezet egyes komponenseinek működéséért. (Az emlékezeti zavarok osztályozásával kapcsolatban l. Racsmány, 2003.) Az etiológiai szempontú csoportosítás alapján nyilvánvalóvá vált az elmúlt ötven évben, hogy a mediotemporális lebeny (MTL) léziója súlyos emlékezeti problémák kialakulásához vezet (Scoville és Millner, 1957; Zola-Morganés mtsai, 1986; Warrington és McCarthy, 1988). Az MTL-ben található idegrendszeri struktúrák (elsősorban a hippokampusz, az entorhinális, a 164

175 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája parahippokampális és a perirhinális kérgi területek) sérülése következtében károsodik az epizodikus és a tényszerű emlékek tárolása. Napjainkban az emlékezeti zavarok legelfogadottabb klasszifikációi kombinálják a funkcionális és a lokalizációs szempontokat (Kapur, 1988; Parkin és Leng, 1993). Ez a szemlélet elkülöníti egymástól az egyértelműen neurológiai károsodásnak tulajdonítható organikus, illetve a pszichiátriai zavarok következtében előálló pszichogén amnéziát, jóllehet ma már számos adat áll rendelkezésünkre a pszichogén amnézia idegrendszeri hátterével kapcsolatban is (DeRenzi és mtsai, 1997; Markowitsch, 1999; l ábra). Az organikus emlékezeti zavarok időben tartós vagy átmeneti jellegűek lehetnek. Az átmeneti zavarok közé tartozik az átmeneti globális amnézia, amelynél néhány órán vagy napon keresztül teljes anterográd amnézia jelentkezik, vagyis károsodik az új információk elsajátításának képessége, néha idői grádiensű retrográd amnéziával kísérve 1. A neuroradiológiai vizsgálatok az átmeneti globális amnézia időtartama alatt csökkent aktivitást találtak az MTL-ben és a thalamusban mindkét struktúra esetében gyakoribb a bal oldali érintettség valamint a prefrontális kéregben (l. Goldenberg, 1998). Igen hasonló tünetek jelentkeznek az átmeneti epileptikus amnézia esetében is, korábban úgy is gondolták, hogy valamennyi átmeneti globális amnézia tünet hátterében epileptikus rohamok állnak (Fisher és Adams, 1958). Napjaink neuropszichológiája elkülöníti egymástól ezt a két emlékezeti zavart: epileptikus eredetre utal, ha a roham kevesebb, mint fél óra időtartamú (Hodges és Warlow, 1990; l. Halász és mtsai, 2003). 1 Retrográd amnéziának nevezzük a sérülés vagy károsodás kialakulása előtti idői periódusban elsajátított információk előhívási zavarát. 165

176 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája 8.1. ábra. Az emlékezeti zavarok taxonómiája (Kapur, 1988; Parkin és Leng, 1993 alapján) Az organikus eredetű emlékezeti problémák diagnózisának alapvető felosztási szempontja az, hogy az emlékezeti zavar súlyossága időben állandó, tehát stabil vagy romló tendenciát mutat-e. A központi idegrendszer degeneratív megbetegedései következtében többnyire progresszív emlékezeti zavar alakul ki. Az időben nem változó, stabil emlékezeti zavarok lehetnek globálisak vagy információspecifikusak, utóbbi esetben csak a megismerés egyes területeinek emlékezeti reprezentációja károsodik, ennek hátterében többnyire csak az egyik agyféltekét érintő léziók állnak. A globális emlékezeti zavarok egyik alcsoportja a frontális amnézia, amelyben a vezető tünet az emlékezeti előhívás deficitje, bár a prefrontális kéregnek az emlékezeti kódolásban is jelentős szerepe van (l. Mayes és Montaldi, 1999; Buckner, 1999). A másik nagy globális emlékezeti zavar az amnesztikus szindróma, amelynek diagnosztikai kritériuma, hogy az emlékezeti károsodáson kívül más kognitív deficit ne legyen jelen (Parkin és Leng, 1993). Az amnesztikus szindrómát súlyos anterográd amnézia jellemzi, megtartott rövid távú emlékezeti kapacitás és készségtanulás mellett, esetenként változatos idői grádiensű retrográd amnézia kíséretében (8.1. ábra) Anterográd emlékezeti zavarok Már a neuropszichológia klasszikus esetei is arra hívták fel a figyelmet, hogy a mediotemporális kérgi területek sérülése súlyos anterográd amnézia kialakulásához vezet (Scoville és Millner, 1957; Benson és Geschwind, 1968). Az állatokkal végzett léziós vizsgálatok rávilágítottak arra, hogy az új információk elsajátításának zavara annál súlyosabb, minél nagyobb terület károsodik az MTL-ben (Mishkin és mtsai, 1978). Azok a majmok például, amelyeknél csak a hippocampus testet érintette a lézió, sokkal enyhébb tanulási zavart mutattak, mint azok, amelyeknél a lézió érintette a subiculumot és a hippocampális kérgi területeket is, elsősorban az entorhinális kérget (Mishkin, 1978; Zola-Morgan és Squire, 1986; Alvarez és mtsai, 1995; Rempel-Clower és mtsai, 1996). Az állatkísérleti eredmények egybevágtak a neuropszichológiai esettanulmányokkal, két olyan beteget is leírtak, akiknél évekig tartó anterográd amnéziát követően a posztmortem vizsgálat a hippokampusz CA1 régiójának kétoldali sérülését mutatta ki (Zola-Morgan és mtsai, 1986; Zola, 2000). Olyan betegeket is találtak, akiknél a lézió az egész hippocampális régióra kiterjedt, valamint sejtpusztulás mutatkozott a hippocampus elsőszámú bemenetének számító entorhinális kéregben is (Squire és Zola-Morgan, 1991). Ezeknél a betegeknél az anterográd amnézia lényegesen súlyosabb volt, mint a csak hippocampális sérült betegeknél, ezen kívül idői grádiensű retrográd amnézia is jellemezte őket (Squire és Zola-Morgan, 1991). Squire és Zola- Morgan munkacsoportjának elképzelése szerint a hippokampusz a mediotemporális lebenyben található struktúrák (parahippocampális, perirhinális, entorhinális kérgi területek, valamint a subiculumból, CA1, CA3 és gyrus dentatuszból álló hippocampális régió) hálózatában a végső állomást képviseli (Zola és Squire, 2000). A magasabb vizuális központokból (temporooccipitális, temporális kéreg) a perirhinális, a téri információt feldolgozó parietális kérgi területekről pedig a parahippocampális kéregbe érkezik információ. Éppen ezért a perirhinális kéreg a vizuális emlékezetben, míg a parahippocampális kéreg a téri tanulásban tölt be alapvető funkciót, s ezeknek a területeknek a sérülése a vizuális, illetve a téri tanulást károsítja (Malkova és Mishkin, 1997). Mivel a hippocampus bemenetet kap mind a parahippokampális, mind pedig a perirhinális kéregből, valamint az entorhinális kéregből is (amely önmaga is megkapja a másik két kérgi terület kimeneteinek 2/3-át), így a várakozás szerint mind a vizuális, mind a téri tanulásban involvált lesz (Suzuki és Amaral, 1994). Azoknál a betegeknél azonban, akiknél a lézió kizárólag a CA1 régióra terjed ki, az anterográd amnézia valamennyi szenzoros modalitásban jelentkezik, viszont enyhébb a tanulási zavaruk, mint azoknak a betegeknek, akiknek a hippocampus mellett a bemenetet biztosító kérgi területei is károsodtak. A hippocampus szerepe a tanulás folyamán a megtanulandó elemek és a kontextus összekapcsolása, éppen ezért ennek a struktúrának a károsodása valamennyi asszociatív tanulási helyzetben jelentkezni fog (Zola és Squire, 2000). Ezzel az elképzeléssel azonban sokan nem értenek egyet, létezik egy olyan megközelítés is, amely szerint az MTL struktúráinak szelektív károsodása a tényszerű, valamint az epizodikus emlékek elsajátításának eltérő deficitmintázatát idézheti elő (Vargha-Khadem és mtsai, 1997; Aggleton és Brown, 1999) Az anterográd amnézia kognitív idegtudományi modelljei Az eddig áttekintett elképzelések szerint a hippocampus sérülése az emlékezeti kódolás valamennyi formáját érinti. Az anterográd amnéziás tünetekkel kapcsolatban létezik azonban egy másik elmélet is. Az úgynevezett Papez-gyűrű hipotézis szerint a hippocampus és a Papez-gyűrű más struktúráinak (fornix, corpus mamillare, thalamus anterior magvak) sérülése szelektíven károsítja a felidézést és az asszociatív felismerést, viszont nem rontja az elemek felismerését (Aggleton és Brown, 1999). A perirhinális kéreg léziója után viszont mind a felidézés, mind pedig az elemek felismerése deficites lesz. A perirhinális kéreg és a hippocampus reciprok összeköttetésben állnak egymással, így tehát ezek a struktúrák csak akkor okozhatnak különböző emlékezeti zavarokat, ha külön-külön olyan struktúrákkal is kapcsolatban állnak, amelyekkel a másik nem (Mayes, 2000). 166

177 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája Az erre vonatkozó bizonyítékok elsősorban állatokkal végzett irtásos kísérletekből származnak, a humán amnéziás adatok csak néhány esetre korlátozódnak. Ezekben az esetekben a Papez-gyűrű struktúráinak léziója károsította a felidézést és az asszociatív felismerés bizonyos formáit, viszont érintetlenül hagyta az elemek felismerésének képességét. A perirhinális kéreg szelektív léziója viszont szinte soha nem fordul elő, így ebben a kérdésben az állatkísérleti adatokra kell támaszkodnunk (Aggleton és Brown, 1999; Mayes, 2000). A 8.2. ábrán látható a Papez-gyűrű és a perirhinális kéreg kapcsolatrendszere. A perirhinális kéreg reciprok összeköttetésben áll a thalamus anterior magcsoportjával, valamint az orbitofrontális kéreggel (Aggleton és Saunders, 1997) ábra. Illusztráció a két feltételezett emlékezeti rendszert alkotó struktúra kapcsolatáról. A függőleges vonallal kitöltött ábrák a perirhinális-dorzo-mediális thalamus emlékezeti rendszert, a vízszintes vonalakkal kitöltött formák pedig a Papez-gyűrű emlékezeti rendszert ábrázolják. A nyilak a feltárt kapcsolatokat jelzik. A vastag összefüggő nyilak olyan kapcsolatokat jelölnek, amelyek bizonyítottan valamelyik emlékezeti rendszerhez tartoznak, a szaggatott vonalak pedig olyan kapcsolatokat, amelyek esetében még kérdéses, hogy van-e funkcionális szerepük valamelyik emlékezeti rendszerben. A vékony összefüggő vonalak olyan kapcsolatokat jelölnek, amelyekről tudott, hogy valamelyik rendszerhez tartoznak. Mindkét rendszer kapcsolódik a prefrontális kéreghez, de az még kérdéses, hogy ez a kérgi terület milyen hatást gyakorol a két emlékezeti rendszerre. (Mayes, 2000, a szerző engedélyével) Majmokon végzett egysejtvizsgálatok alapján úgy tűnik, hogy a perirhinális kéreg eltérő inputot küld a hippocampusba és a thalamushoz (Brown, 1996). A thalamussal összekapcsolt perirhinális kérgi területek sejtjei akkor tüzelnek, ha egy elem egyszer vagy többször megjelenik, ami a kutatók szerint a relatív ismerősség kódolását jelenti (Fahy és mtsai, 1993; Brown, 1996). A hippocampusban pedig akkor változtatják tüzelési mintázatukat a sejtek, ha az elemek bizonyos kontextusban ismétlődnek (Miyashita és mtsai, 1989; Zhu és mtsai, 1997). Brown és Aggleton (1999) hipotézise szerint a perirhinális thalamus rendszer az egyedi elemekkel, míg a hippocampus az elemkontextus asszociációval foglalkozik. Az állatkísérletek nagyon sok bizonyítékot szolgáltatnak a Papez-gyűrű hipotézis számára. Számos vizsgálatban a hippocampus, a corpus mamillare vagy az anterior thalamus léziója egyáltalán nem okozott felismerési zavart, vagy csak átmeneti zavart eredményezett, különösen akkor, ha az állatot nem vitték ki a kísérleti helyiségből, és így a kontextus nem változott (Aggleton és mtsai, 1990; Murray és Mishkin, 1998). A perirhinális kéreg léziója viszont egyaránt károsította az elemek felismerését és kontextushoz történő asszociációját (Parker és mtsai, 1997). Más bizonyítékok az amnéziás betegek vizsgálatából származnak, Aggleton és Shaw (1996) például tizenegy, különböző etiológiájú betegcsoporthoz tartozó 112 amnéziás beteg adatain végzett metaanalízist. Áttekintő eredményeik szerint a 167

178 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája felidézési teszteken valamennyi beteg rosszul teljesített, három betegcsoport azonban nem különbözött a kontrollcsoporttól a felismerési teszteken, nekik fornix, hippocampus és köztiagy sérülésük volt. Leírtak olyan, szelektív hippocampális szklerózisban szenvedő betegeket, akiknél a felidézés súlyosan károsodott, viszont a felismerés épen maradt (Baxendale, 1997; Vargha-Khadem és mtsai, 1997; Mayes és mtsai, 1999). Hasonló mintázat található sok olyan betegnél is, akiknek fornix vagy corpus mamillare léziójuk van: ezeknél a betegeknél is ép elemfelismerést és károsodott felidézést találtak (Hodges és Carpenter, 1991; Holdstock és mtsai, 1995). A hippocampus mint végső állomás elmélet hívei, elsősorban Squire és mtsai azonban megkérdőjelezik ezeket az eredményeket, amikor olyan fokális hippocampális sérültekről számolnak be, akiknél a felidézés mellett a felismerés is károsodott (Kartsounis és mtsai, 1995; Reed és Squire, 1997). Mint arra azonban Mayes (2000) rámutat, könnyen elképzelhető, hogy a Squire és mtsai által leírt eseteknél a sérülés a hippocampuson túl más struktúrákra is kiterjedt, de ezt a konvencionális MRI (mágneses rezonancia vizsgálat) technikával nem detektálták. A vita eldöntéséhez ezeknél a betegeknél PET (pozitron emissziós tomográfia) vizsgálatokat kellene végezni, amely feltárná, hogy a sérülés kiterjed-e az entorhinális, esetleg a perirhinális területekre is. Abban azonban mindkét tábor egyetért, hogy a hippokampusz alapvető szerepet tölt be az elemek közötti gyors összeköttetések megteremtésében, sérülésekor pedig károsodik a felidézés és az asszociatív felismerés, főleg téri tanulási helyzetekben Az eddig áttekintett adatok fényében egyértelmű, hogy a mediotemporális lebeny struktúrái alapvető szerepet töltenek be az információk emlékezeti kódolásában. Az idegtudományi adatok rendezéséhez azonban elengedhetetlenül fontos tisztázni azt, hogy mit is értenek kódolás alatt az emlékezet pszichológiai modelljei. Egy közkeletű meghatározás szerint az emlékezeti kódolás az éppen aktuális információk olyan szintű feldolgozása, amely emlékezeti teljesítményhez vezet (Schacter, 1998). Az emlékezeti kódolás lehet intencionális, amikor valaki azzal a szándékkal kódol valamilyen információt, hogy később emlékezzen rá, és incidentális, amikor az információ feldolgozásának emlékezeti következményei lesznek, bár ez nem állt az információt feldolgozó személy szándékában (Baddeley, 2001). Számos kísérlet világított rá arra, hogy az információt eltérő mélységben lehet feldolgozni, létezik egyszerű fenntartó és elaboratív ismétlés, ez utóbbinál a kódolást végző személy mélyebb, szemantikai kapcsolatokon alapuló kódolást végez (Craik és Lockhart, 1972). A felidézés során mérhető emlékezeti teljesítményt a feldolgozási szint mélysége és az előhívási kontextusnak a kódolási kontextushoz viszonyított kongruenciája egyaránt meghatározza (Craik és Tulving, 1975). A sikeres emlékezeti kódoláshoz szükséges az információ egyes elemeinek összekapcsolása és a hosszú távú emlékezeti ismeretek mozgósítása. Az emlékezeti kódolással kapcsolatban végzett korai kognitív idegtudományi vizsgálatok nem találtak aktivitást az MTL-ben epizodikus kódolás alatt (pl. Grasby és mtsai, 1994). Később tisztázódtak e vizsgálatok módszertani hibái és sikerült kimutatni az MTL aktivitását epizodikus kódolási feladat közben (Montaldi és mtsai, 1998; Dolan és Fltecher, 1999). A neuropszichológiai adatok alapján egyértelmű, hogy a hippocampus lényeges szerepet tölt be az információk elsajátításában, de vannak, akik szerint ez a szerep nem az emlékezeti kódolást, hanem az ingerek újdonságának detektálását jelenti (pl. Knight, 1996). Azok a vizsgálatok azonban, amelyek kontrollálták az ingerek újdonságát, kizárták ezt a lehetőséget (l. Mayes és Montaldi, 1999). A képalkotó eljárásokkal végzett vizsgálatok eredményei között egyelőre nincs összhang. Számos vizsgálatban kaptak poszterior MTL-aktivitást (valószínűleg a parahippocampális kéreg és a hippocampus poszterior részein) asszociatív kódolási feladatok közben (l. Schacter és Wagner, 1999). Ezekben a vizsgálatokban az MTL kódolás alatti aktivitása erősen együtt járt a későbbi sikeres felidézéssel. Lepage és mtsainak (1998) áttekintő tanulmányában húsz olyan PET-vizsgálatot foglal össze, amelyek viszont az MTL anterior területein találtak aktivitást a kódolás alatt. Mayes és Montaldi (1999) elképzelése szerint az eredmények ellentmondásossága abból fakad, hogy az MTL poszterior része elsősorban a téri információk kódolásával foglalkozik, míg az anterior területek más típusú anyagok kódolásánál aktiválódnak. Sajnos ezt az elképzelést nem támogatják azok a vizsgálatok, amelyekben verbális anyag kódolásánál is poszterior MTL-aktivitást mutattak ki (pl. Kapur és mtsai, 1996). A poszterior-anterior kérdés tehát nincs megnyugtatóan megválaszolva, annál egyértelműbbek az eredmények a jobb-bal reláció kérdésében. Martin (1999) áttekintő tanulmánya szerint verbális anyagok incidentális vagy szándékos kódolása bal MTL-aktivitást, míg vizuális anyag kódolása jobb-vagy kétoldali MTL-aktivitást vált ki. Vizuális anyag esetében a mélyebb, szemantikai kódolás vezet kétoldali MTL-aktivitáshoz (Martin, 1999) A retrográd amnézia neuropszichológiája: idegrendszer és emlékezeti előhívás 168

179 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája A sikeresen kódolt és konszolidálódott emléknyomokhoz változatos módon lehet hozzáférni, s a kísérleti pszichológia napjainkra azonosított is jó néhány, a felidézésben résztvevő komponenst. Az emlékezés folyamatában alapvető különbségnek számít, hogy az előhívott emlék téri-idői kontextusát is fel akarjuk-e idézni ez esetben epizodikus emlékezésről beszélünk, vagy az elsajátítás kontextusa lényegtelen a felidézés szempontjából, ez utóbbi esetben tényszerű vagy szemantikus emlékezésről van szó (Tulving, 1983). Az epizodikus emlékezés aktiválódó folyamatai szempontjából lényeges, hogy az emlékezés felismerés vagy felidézés formájában történik-e meg. A felismerés esetében két komponensről beszélhetünk, az ismerősség megállapításáról és az azonosításról (Kelley és Jacoby, 2000). Felidézéskor viszont az emlékezőnek öngenerált vagy kívülről kapott hívóingerek segítségével kell hozzáférnie az adott epizódhoz. Az előhívás fontos jellemzője, hogy kontextusfüggő, ez a kontextus lehet a kódolás fizikai környezete vagy a kódolást végző személy belső állapota. A kontextus lehet független vagy interaktív, ez utóbbi esetben az inger jelentése is megváltozik a kontextus hatására (Baddeley, 2001). Másrészt az epizodikus előhívás egyik igen befolyásos elmélete szerint az előhívás két különböző komponensre bontható, az előhívási módra, amely egy bizonyos kontextusban kódolt emléknyomokra irányítja a figyelmet, és az úgynevezett ekphorikus folyamatra, amelynek révén a hívóinger interakcióba lép az emléknyommal (Tulving, 1983). A kutatók funkcionális képalkotó vizsgálatokkal igyekeztek azonosítani az epizodikus előhívásban involválódó idegrendszeri területeket. Az eredmények egy igen korai összefoglalásának tekinthető az úgynevezett HERA-modell, amely szerint epizodikus kódolás alatt a bal prefrontális, míg felidézés alatt a jobb prefrontális kéreg aktiválódik (Tulving és mtsai, 1994). A HERA-modell szerint tehát a kódolás és az előhívás eltérő idegrendszeri területekhez köthetőek, s ezzel összhangban áll a HIPER (hippocampal encoding/retrieval hippocampális kódolási/előhívási) modell is, amely az anterográd amnéziával foglalkozó, részben már említett eredményekre támaszkodva feltételezi, hogy a kódolás elsősorban a hippocampus anterior részéhez kapcsolódik, míg az előhívásban elsősorban a hippocampus poszterior része venne rész (Lepage és mtsai, 1998). Ezt az elképzelést, bár a mai napig számos kutatócsoport favorizálja, korántsem sikerült egyértelműen bizonyítani. A HERA-modellt több erőteljes kritika is érte, igen sok vizsgálat bal prefrontális aktivitást kapott epizodikus előhívás alatt, s a kísérleti adatok fényében úgy tűnik, hogy a jobb prefrontális területek az egyszerűbb előhívási helyzetekben aktiválódnak ilyen például az egyszerű felismerési feladat, vagyis amelyben csak olyan hívóingerek szerepelnek az előhívásnál, amelyek a tanulás alatt is jelen voltak (Nolde és mtsai, 1998). A nehezebb, reflektívebb, komplex felidézési helyzetekben, amikor új és régi hívóingerek is jelen vannak, amelyek közül sok csak igen gyengén asszociálódik a célelemekhez, bal prefrontális aktivitás a jellemző (Nolde és mtsai, 1998). A jobb-bal féltekei funkciómegoszlás tehát az előhívás komplexitásától függ, ezt a hipotézist nevezik alkotói CARA (cortical asymmetry of reflective activity a reflektív aktivitás kortikális aszimmetriája) elméletnek, Nolde és mtsai, E szerint a jobb prefrontális kéreg a heurisztikus előhívásban vesz részt, egyetlen dimenzióban hasonlít össze két ingert, ezzel szemben a bal prefrontális kéreg az aktivált információt részletes, szándékos elemzésnek veti alá. Az eseményhez kötött potenciál (EKP) vizsgálatok eredményei szerint az új szavakhoz képest a felismert tanult szavak két pozitív hatást váltanak ki, az egyik a bal parietális, a másik pedig a jobb frontális területek felett jelenik meg, mindkettő az inger megjelenése után ms között kezdődik, de a frontális aktivitás tovább tart, kb ms-ig (l. Allan és mtsai, 1998). A bal parietális hatás jellemzőbb és hangsúlyosabb olyan szavak felismerésénél, amelyeket az emlékezés élménye kísér (Düzel és mtsai, 1997). A jobb prefrontális aktivitás funkciójával kapcsolatban megoszlanak a vélemények, vannak, akik szerint az előhívási működési módot jelzi (Nyberg és mtsai, 1995), mások az előhívási erőfeszítéssel (Schacter és mtsai, 1996) vagy az előhívott emlékek monitorozásával (Rugg és mtsai, 1996) azonosítják. Nyberg és mtsai szerint epizodikus előhívás alatt a jobb prefrontális kéreg BA 45, 10 területeinek aktivitása független attól, hogy a kódolás alatt milyen típusú feldolgozás történt, így ez az előhívási üzemmódot tükrözi, más idegrendszeri területek viszont a korábbi kódolási forma függvényében aktiválódnak, így ezek az epizodikus előhíváskor jellemző rekollektív, tehát emlékezési élményt előidéző folyamatot jelzik (Nyberg, 1999; Cabeza, 2000). Az előhívás alatt számos területnek, így például a mindkét oldali laterális temporális kéregnek csökken az aktivitása, és ez a csökkenés szorosan együtt jár a prefrontális aktivitás növekedésével, ami az előhívás szempontjából irreleváns folyamatok gátlására utal (Nyberg és mtsai, 1995). A bal féltekei MTL-ben is találtak aktivitást epizodikus előhívás során, az MTL aktivitása szorosan együtt jár azzal, hogy mennyire érzi helyesnek felismerési döntését a vizsgálati személy, amely arra utal, hogy az MTL aktivitása a tudatos előhívási folyamatot tükrözi, vagyis ez a terület elsősorban az előhívás sikeréhez és nem az előhívási szándékhoz kapcsolódik (Gabrieli és mtsai, 1997) Retrográd amnézia és konfabuláció A retrográd amnéziának, vagyis a sérülést megelőzően elsajátított emlékek felidézési zavarának négy alapvető károsodási mintázatát írták le (Hodges, 1998). Az első típusnál a retrográd amnézia csak néhány hónapra, esetleg egy évre terjed ki, ez elsősorban a hippokampusz sérülése következtében jöhet létre (Zola-Morgan és Squire, 1986). A következő nagyobb csoportot a több évtizedre kiterjedő, idői grádiens nélküli retrográd amnéziás betegek alkotják, akiknél a sérüléshez időben közeli és távoli emlékek egyaránt sérülnek. Ebbe a 169

180 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája csoportba tartoznak a degeneratív betegségekben (pl. Huntington-chorea, sclerosis multiplex) és a vírusos agyvelőgyulladásban szenvedő személyek, és néha Alzheimer-kóros betegek között is előfordul ilyen mintázatú emlékezeti zavar (Warrington és McCarthy, 1988). A harmadik típust nevezhetjük klasszikus retrográd amnéziának, amely idői grádiensű (a távoli emlékek megtartottak), kiterjedt retrográd amnéziával jellemezhető. Ez a zavar Korszakov-szindrómában a leggyakoribb, de néha a thalamus dorsomediális magcsoportjának sérülésénél is megfigyelhető (l. Hodges, 1998). Végül az utolsó csoportot az időben kiterjedt retrogád amnézia jelenti, amelyet az előző csoportoktól eltérően minimális anterográd amnézia kísér. A leggyakrabban a temporális pólus, valamint a hippocampust környező kérgi területek károsodásakor figyelhető meg (Kapur és mtsai, 1988). A retrográd amnéziás esetekkel kapcsolatos legnagyobb elméleti probléma az, hogy igen nehéz elkülöníteni az előhívási és kódolási folyamatok szerepét az amnézia kialakulásában. A legtöbb esetben nehezen állapítható meg az idegrendszeri sérülés pontos időpontja, így a retrográd amnéziás tünetek egy jelentős része valójában a hosszú időn keresztül fennálló kódolási zavar következménye (Kopelman, 2000). Az esetek jelentős részében frontális sérülés hiányában is kialakul az évekkel korábbi emlékek felidézési zavara. Ugyancsak nem tisztázott, hogy vajon ugyanolyan emléktípusokról van-e szó az idői grádiensű retrográd amnéziának abban az eseteiben, amikor a távoli emlékek megtartottak, de a sérüléshez időben közeli emlékek elvesztek. Sokan úgy gondolják, hogy az időben távoli emlékek már elveszítették epizodikus természetüket, és a gyakori felidézés következtében szemantikus emlékekké váltak (Baddeley, 2001). Így az idői grádiens tulajdonképpen a szemantikus és epizodikus emlékezeti rendszerek szelektív sérülését mutatja, bár ennek a feltevésnek ellentmondani látszik az a tény, hogy az idői grádiens nem csak a személyes epizodikus emlékeket, hanem a publikus ismereteket is jellemezheti (Kopelman, 2000). Elméleti szempontból egy további igen lényeges kérdés, hogy az önéletrajzi emlékek mennyiben tekinthetőek epizodikus emlékeknek, így ezek sérülése mennyire informatív az epizodikus felidézés magyarázatában. Retrográd amnéziánál tehát igen gyakran nincs frontális lebenysérülés, létezik azonban egy olyan felidézési zavar, amely elsősorban ennek az idegrendszeri területnek a károsodásakor jelentkezik, ez pedig a konfabuláció. A konfabuláció valótlan emlékek felidézése számos neuropszichológiai betegcsoportnál előfordul, a hazugságtól a beteg szándéka különíti el, ő ugyanis a valótlan emlék felidézését valóságos emlékezésként éli meg. Leggyakrabban személyes epizodikus emlékekkel kapcsolatban jelenik meg, de nem ritka a tényszerű emlékek konfabulálása sem (Moscovitch, 1998). Az előhívás szempontjából lényeges mozzanat, hogy a konfabulált emléknél a kontextus mindig hamis, és néha a részletek is. Leggyakrabban a ventromediális prefrontális kéreg és kapcsolatainak elsősorban a septum, fornix, gyrus cinguli és az anterior hypothalamus károsodásakor jelentkezik (l. Moscovitch, 1998 áttekintő tanulmányát). Három jelentősebb elmélet létezik a konfabulációs jelenségek megmagyarázására. A kompenzációs elmélet szerint a beteg a leromlott emlékezetet akarja kipótolni, kompenzálni, ezért kitalációkkal helyettesíti a hiányt (Talland, 1965), ez az elmélet azonban nem magyarázza meg, hogy miért hisz a beteg az emlékeiben és, hogy miért jelenik meg konfabuláció a teljesen apátiás, a szociális elismerésre kicsit sem fogékony betegeknél. A forrászavar elmélet megközelítése szerint a beteg nem tud referenciapontokat kijelölni az előhívás során, így bizonyos emlékeket rossz kontextusba helyez (Kopelman, 2000). Ezt az elméletet támasztja alá az a tény, hogy a frontális sérültek nagyon rosszul teljesítenek az események téri-idői kontextusának meghatározásában, a kronológiai sorrend becslésében (Kopelman, 2000). Az előhívási elmélet az emlékezeti előhívás két nagy formáját különbözteti meg. Az egyik az asszociatív vagy hívóinger-függő előhívás, amelynek során a hívóinger automatikusan eléri a célemléket, a másik pedig a stratégiai felidézés, amely önindította, célirányos előhívást igényel, a keresési folyamatok maguk állítják elő a hívóingereket, és ha elérték a célelemeket, akkor beindulnak az ellenőrző, monitorozó műveletek (Baddeley, 2001). E megközelítés szerint a konfabuláció a stratégiai keresés sérülésének eredménye, amelyet természetesen súlyosbíthat, ha az asszociatív rendszer is károsodik (Moscovitch, 1998). A konfabulációs esetek tehát rámutatnak arra, hogy az előhívás lehet asszociatív és stratégiai, ez utóbbiban a monitorozó műveletek kulcstényezőnek számítanak, amelyek a ventromediális prefrontális kéreg működéséhez köthetőek Az átmeneti emlékezeti tárolás patológiája Az elmúlt száz évben az emlékezet működésével foglalkozó pszichológiai és fiziológiai elméletek újra és újra arra a következtetésre jutottak, hogy két, különböző időtartományban működő emlékezeti rendszer létezik (l. Baddeley, 2001). A hagyományos felfogás szerint az információk rövid idejű megtartásáért egy tárolási kapacitásában erősen korlátozott, passzív emlékezeti tár felelős. Baddeley és Hitch szerint a rövid távú emlékezetet munkamemóriaként kell felfogni, amely fenntartja és manipulálja az információt a következtetést, megértést és tanulást igénylő feladatok kivitelezése alatt. Három alapvető jellemzője van: 1.időleges tárolás egy sor kognitív feladatban, 170

181 2.független információforrásokat hoz interakcióba, 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája 3.korlátozott kapacitású (Baddeley és Hitch, 1974; Baddeley, 1986). A munkamemória-modell két, eltérő modalitásban, párhuzamosan működő alrendszert ír le: a verbális információk megtartásáért felelős fonológiai hurkot és a téri-vizuális információk megtartásáért felelős térivizuális vázlattömböt (Baddeley és Hitch, 1974). A két modalitásspecifikus alrendszert egy harmadik komponens, a modalitásfüggetlen központi végrehajtó kötné össze, amely az eredeti Baddeley és Hitch-féle modellben a korlátozott kapacitás elosztásáért és a két alrendszer összehangolásáért felelős (l ábra) ábra. Baddeley (1986) részletes munkamemória modellje (May, 2001 alapján) A neuropszichológiai kutatás első számú célkitűzése az volt, hogy a munkamemória-modell által külön alrendszerekként leírt komponensek működését elkülönülő idegrendszeri területeken lokalizálják. Shallice és Vallar (1990) 22 olyan betegről számolt be, akik verbális munkamemória feladatokban károsodott teljesítményt produkáltak. A csökkent verbális munkamemória-terjedelem szavak, számok és betűk szeriális felidézésében is megmutatkozott, de csak auditoros bemutatás esetén, vizuális bemutatásnál lényegesen jobb volt a betegek teljesítménye. A körültekintő, részletes neuropszichológiai vizsgálat feltárta, hogy ezekben az esetetekben a verbális munkamemória szelektív sérüléséről van szó. A betegek rossz verbális munkamemória teljesítménye sem a beszédpercepció, sem a beszédprodukció deficitjéből nem származhatott (Shallice és Vallar, 1990; Vallar és Papagno, 1998). A betegek a téri-vizuális munkamemória-feladatokban az egészséges kontrollszemélyek szintjén teljesítettek, ami a két munkamemória független lokalizációját támasztja alá. A verbális munkamemória-deficitben szenvedő betegek jobb teljesítményt produkáltak, ha vizuálisan bemutatott betűket kellett megjegyezniük, viszont amikor hibáztak, akkor vizuális (pl. O és Q összekeverése) és nem fonológiai (pl. P és V összekeverése) hibákat vétettek, ami eltér attól a korábban már említett eredménytől, hogy az egészséges személyeket vizuálisan bemutatott betűk esetében fonológiai hibák jellemzik (Conrad, 1960). A verbális munkamemória-kapacitás patológiás csökkenését nem lehet a fonológiai analízis károsodásának tulajdonítani, ezek a betegek ugyanis jól teljesítenek a mássalhangzó-magánhangzó megkülönböztetési vagy a fonémakategorizációs feladatokban (Vallar és Papagno, 1998). A beszédprodukcióban sincs kimutatható 171

182 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája károsodás, ráadásul a rövid távú emlékezeti teljesítményük nem javul, ha csak rá kell mutatniuk a válaszra, tehát a beszéd produkciós oldalát kiiktatjuk a feladatból. Szelektív verbális munkamemória-deficitben szenvedő betegek auditoros ingerek megtartásánál, ahol az ingerek és a felidézés közé feladattal kitöltött késletetést illesztettek, abnormálisan meredek felejtési görbét produkáltak, és nem mutattak recenciahatást (az utolsó elemek jobb felidézése), még akkor sem, ha kifejezetten úgy instruálták őket, hogy a lista utoljára tanult részéből hívják elő először az elemeket (Shallice és Vallar, 1990). Viszont normális recenciahatás jelentkezett náluk is, ha az ingereket vizuálisan mutatták nekik. Szóhosszúsági hatást sem vizuálisan, sem auditorosan nem lehetett kimutatni náluk, vagyis teljesítményük pont olyan volt, mint az egészséges személyeké artikulációs elnyomási helyzetben (Vallar és Baddeley, 1984). A verbá-lis munkamemória-deficit következtében epizodikus emlékezeti zavar nem jelentkezett, sem anterográd, sem retrográd amnéziás tünetek nem fordultak elő. Az epizodikus emlékezet tehát intakt maradt ezeknél a betegeknél, viszont az új szavak elsajátításának képessége súlyosan károsodott. A verbális munkamemória-deficitben szenvedő betegek nagyon rosszul teljesítettek a szavakból és idegen szavakból álló páros asszociációs tanulási helyzetekben (l. Baddeley és mtsai, 1998). A verbális munkamemória-károsodásban szenvedő betegeknél kivétel nélkül bal oldali léziót találtak, elsősorban a bal inferior parietális kéregben (gyrus supramarginalis és környéke), valamint a frontális lebenyben, a Brocamező környékén volt sérülés (Shallice és Vallar, 1990; DeRenzi és Nichelli, 1975). Későbbi esettanulmányokban károsodott verbális munkamemória-teljesítményt találtak bal féltekei alsó parietális és bal középső/felső temporális lézió esetén, valamint olyan esetekben, ahol a bal oldali sérülés a frontális kéregre, a gyrus paraventricularis és az anterior insula vidékére is kiterjedt (Vallar, DiBetta és Silveri, 1997; Henson, 2001). Az egészséges embereken végzett pszichofiziológiai vizsgálatok eredményei összhangban vannak ezekkel a neuropszichológiai adatokkal. Awh és mtsai (1996) verbális Sternberg-feladatot adtak kísérleti személyeiknek, ebben 3-9 elemű ingersorozatokat néhány másodperc múlva egy tesztinger követ, amiről el kell dönteni, hogy szerepelt-e az előtte látott sorozatban. A feladat végzése közben a bal féltekei Brodmann (BA) 7/40 területeken a parietális kortexben, valamint a frontális területeken a BA 6 premotoros és BA 44 (Brocamező) régiókban jelentkezett aktivitás. Több vizsgálat is igyekezett megkülönböztetni a fonológiai tár és az ismétlő komponens működését. Awh és mtsai vizsgálatukban összehasonlították az egyetlen elem szubvokális ismétlésekor jelentkező aktivitásmintázatot a kettőt vissza feladatban jelentkező aktivitással. A kettőt vissza kísérleti elrendezésben a vizsgálati személynek azt kell eldöntenie, hogy az éppen megjelenő inger azonos-e a sorozatban kettővel korábban látott elemmel, vagy sem. A fenntartó ismétléshez képest a bal oldali inferior és superior parietális (BA 7/40) területeken jelentkezett plusz aktivitás (Awh és mtsai, 1996) Hasonló eredményekre jutottak Paulesu és mtsai is (1993), akik szerint a fonológiai tárolás a bal BA 40-hez kötődik, az ismétlő komponens viszont az egyszerű, memóriakomponens nélküli ismétlési feladatnál is aktív, bal BA 44 területhez. Jonides és kutatócsoportja elképzelése szerint a premotoros és a szupplementer motoros területek a jobb oldali cerebellummal együtt a beszédprodukcióban vesznek részt, amely megközelítés egybeesik a Baddeley-féle artikulációs ismétlési koncepcióval (Jonides és mtsai, 1997, 1998). Vannak olyan megközelítések is, amelyek szerint a bal inferior frontális aktivitás a fonológiai újrakódoláshoz, míg a bal premotoros aktiváció a sorrendiség megtartásához kapcsolható (Henson, 2001). A neuropszichológiai és képalkotó vizsgálatok tehát egyöntetűen bal féltekei területekhez kapcsolják a verbális munkamemória-funkciókat, a következőkben bemutatásra kerülő vizsgálatok pedig hasonló egyöntetűséggel számolnak be jobb féltekei károsodásról a térivizuális munkamemória deficitje esetén. Mindez igen erős támogatást jelent a két modalitásfüggő, elkülönülő alrendszert feltételező, Baddeley és Hitch nevével fémjelezett munkamemória-modell számára. Ha a munkamemória központi szerepet játszik a kognícióban, akkor nemcsak nyelvi kódok tárolására és manipulálására képes. Számos kísérleti adat szól amellett, hogy létezik egy önálló téri munkamemória a pozíciók, irányok, útvonalak megjegyzésére és felhasználására. Számos PET-vizsgálat hasonlította össze a térivizuális információk rövid ideig történő megtartását verbális anyagok rövid távú megtartásával. A vizuális feladatokban a jobb féltekei BA 6/40/47/19 területeken mutatkozott aktivitás, szemben a verbális feladatokkal, amelyekben a korábban leírtaknak megfelelően bal féltekei aktivitás jelentkezett (l. Smith és mtsai, 1996). Smith és mtsai olyan betűsorokat mutattak kísérleti személyeiknek, amelyek egy számítógép képernyőjének különböző pontjain tűnhettek fel (Smith és mtsai, 1995). A vizsgálatban a hármat vissza paradigmát használták, tehát vagy azt kellett eldönteni, hogy három ingerrel korábban azonos helyen volt-e a betű (pozíció), vagy azt, hogy azonos volt-e az éppen látható betűvel (kategória). A PET-vizsgálatok azt mutatták, hogy a téri emlékezeti feladatnál a jobb oldali prefrontális és parietális területeken jelentkezett aktivitás, míg a betűazonosítási feladat alatt a bal oldali prefrontális területeken. Ezzel az eredménnyel összhangban állnak azok a neuropszichológiai esetleírások, ahol a jobb parietális terület sérülése károsodást idézett elő a téri információk rövid idejű megtartásában. A neuropszichológia a kettős disszociációt tartja egy funkciókiesés elengedhetetlen bizonyítékának. Tehát, ha feltételezzük, hogy két különböző idegrendszeri területhez két különböző funkció tartozik, akkor találnunk kell olyan eseteket, ahol az egyik funkció sérül és a másik intakt marad, de találnunk kell fordított eseteket is. A téri-vizuális munkamemória esetében sikerült kimutatni ilyen kettős disszociációt. Basso és mtsai (1982) P. V. nevű betege bal frontális és parietális lebenysérülése után, a korábban leírt 172

183 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája betegekhez hasonlóan, károsodott teljesítményt mutatott a szám- és szóterjedelem-feladatokban, de teljesen normális teljesítményt a téri terjedelmi feladatokban (pl. Corsi-kockák). A Hanley és mtsai (1991) által leírt E. L. D. nevű betegnek jobb parietális haematomát követően súlyosan károsodott a Corsi-kockákon mutatott teljesítménye, de intakt volt a számterjedelmi teljesítménye. Levine, Warach és Farah (1985) kettős disszociációt találtak a tárgyakkal és a téri információkkal kapcsolatos rövid távú emlékezeti funkcióknál. A tárgyakkal kapcsolatos rövid távú emlékezeti deficit kétoldali temporooccipitális sérülésnél, míg a téri információkkal kapcsolatos károsodás bilaterális parietookcipitális sérülést követően jelentkezett Reziduális emlékezeti képességek amnéziában A súlyos anterográd amnéziában szenvedő személyek látszólag képtelenek az új információk elsajátítására, az utóbbi néhány évtized kutatásainak eredményeképpen azonban nyilvánvalóvá vált, hogy bizonyos típusú tanulásra képesek. Mivel ezeknél a tanulási formáknál a múlt élményei nem tudatos módon befolyásolják a teljesítményt, ezeket implicit emlékezeti folyamatoknak nevezzük (Schacter, 1992). A szakirodalomban egy másik kifejezés, a nem-deklaratív emlékezet koncepciója is elterjedt minden olyan tanulási formának a leírására, amelynek működése nem a mediotemporális lebenyhez kapcsolódik, szemben az MTL-hez kapcsolódó deklaratív emlékezettel (Squire, 1992). A két különböző emlékezeti rendszert tehát az egyik koncepció a tudatos emlékezeti élmény szempontjából, a másik pedig a közreműködő idegrendszeri területek alapján különíti el (az implicit emlékezeti koncepcióval kapcsolatos elméleti problémákkal kapcsolatban l. Parkin, 1999). Az MTLkárosodás következtében anterográd amnéziássá vált személyek számos implicit emlékezeti feladatban az egészséges kontrollokhoz hasonló teljesítményt produkálnak. A leggyakrabban vizsgált implicit tanulási forma az ismétléses priming jelensége. Primingnek (vagy előfeszítésnek) nevezzük azt a jelenséget, amikor egy elem azonosítása vagy produkciója megváltozik annak következtében, hogy korábban már találkoztunk ezzel az elemmel. Az ismétléses priming lehet vizuális, auditoros vagy taktilis modalitású, és annál nagyobb mértékű tanulás fog jelentkezni, minél hasonlóbbak a tanulási és a tesztkörülmények. Például a tanulási és a teszthelyzet közötti modalitásváltás csökkent priminghatáshoz vezet. A priming esetében, valamennyi implicit emlékezeti helyzethez hasonlóan, a tanulást a végrehajtási sebesség és pontosság növekedése okozza. Anterográd amnéziás személyek jól teljesítenek az ismétléses priming helyzetekben annak ellenére, hogy explicit módon nem emlékeznek az ismétlődő ingerekre (l. Gabrieli, 1998). Egy magasabb szintű primingjelenség a konceptuális priming, ahol a tanulási fázis megnöveli a célelemmel kapcsolatos szemantikai elemzést. Sokan úgy gondolják, hogy az amnéziások teljesítményének megmagyarázásához hibás kiindulópont, ha két különböző explicit és implicit emlékezeti rendszert tételezünk fel (l. Parkin, 1999, áttekintését). Eszerint helyesebb, ha azt feltételezzük, hogy anterográd amnézia esetében károsodnak a konceptuálisan vezérelt emlékezeti folyamatok, de megmaradt a perceptuális szintű emlékezés. Ezt a hipotézist azonban több kísérlet is cáfolta, például az a kísérleti elrendezés, amelyben volt explicit konceptuális és ex-plicit perceptuális tanulás, valamint volt implicit konceptuális és implicit perceptuális tanulás. Ennél a kísérleti elrendezésnél az MTL-sérült anterográd amnéziás személyek csak az explicit helyzetben mutattak károsodott teljesítményt, függetlenül attól, hogy perceptuális vagy konceptuális volt az emlékezeti feladat (Vaidya és mtsai, 1995), sőt azóta hasonló eredményeket kaptak szkizofrén és egészséges vizsgálati személyeknél is (Vaidya és mtsai, 1997; l. Gabrieli, 1999; Kéri és Janka, 2001). Az tehát egyértelműen bizonyított, hogy sem a perceptuális, sem a konceptuális priming nem kapcsolódik az MTL vagy a köztiagy struktúráihoz. Mivel bazális ganglionok sérülése esetén intakt priming figyelhető meg, így ezek a struktúrák sem jöhetnek szóba a priming-gel kapcsolatban. Elsősorban Alzheimerkóros személyek vizsgálata alapján arra a következtetésre juthatunk, hogy mivel ezek a betegek jól teljesítenek az ismétléses priming feladatokban, így valószínűleg az épen maradt modalitásspecifikus neokortikális területek a felelősek a jelenségért (l. Kálmán, 2003), konceptuális priming feladatokban viszont gyakran károsodott teljesítményt mutatnak, ami valószínűleg az amodális nyelvfeldolgozási területek sérülésének következménye (Monti és mtsai, 1996; Gabrieli, 1998). Ezzel az elképzeléssel egybevág az az eredmény, amely szerint jobb féltekei occipitális lézió esetén nincs vizuális ismétlési priminghatás (Gabrieli, 1999). A funkcionális képalkotó eljárásokkal végzett kísérletekben a vizuális ismétlési priming kétoldali occipitotemporális aktivitáscsökkenéssel, a konceptuális priming pedig bal féltekei frontális aktivitáscsökkenéssel járt (Schacter és mtsai, 1996; Gabrieli és mtsai, 1996). Az anterográd amnéziás személyek nem csak a priming jelenségekben produkálnak tanulási teljesítményt, hanem a szenzorimotoros és perceptuális készségek tanulása terén is. A neuropszichológiai gyakorlatban a leggyakrabban használt procedurális tanulási feladatok: 1.a tükörkövetési feladat, ahol a vizsgálati személynek úgy kell a kezével követnie egy vonalat, hogy a vizuális visszajelzést egy tükörből kapja; 2.a forgómozgás-követési feladat, ahol egy pálcát kell egy forgó tárgyon tartani; 173

184 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája 3.szeriális reakcióidő feladatok, ahol látszólag random módon jelennek meg a célingerek, a valóságban azonban bizonyos időközönként szisztematikusan ismétlődnek. Ezeknek a feladatoknak számtalan változata létezik a klinikai gyakorlatban (Gabrieli, 1998, 1999). Az egyes feladatok részletes neuropszichológiai elemzése kimutatta, hogy azok sikeres megoldása eltérő idegrendszeri területek működéséhez köthető. A folyamatos vizuális visszajelzést igényelő feladatokban a cerebellum működése alapvető fontosságú, míg azoknál a feladatoknál, ahol a mozgást előre meg kell tervezni, és a hibával kapcsolatos visszajelzés csak később érkezik meg, a bazális ganglionok működése a döntő (Gabrieli, és mtsai, 1997). Az anterográd amnéziások valamennyi feladatban képesek tanulásra, annak ellenére, hogy a feladatokkal kapcsolatos explicit emlékeik teljesen hiányoznak (Gabrieli, 1999). Végül az amnéziás személyek az egészségesekhez hasonlóan teljesítenek klasszikus kondicionálási helyzetben is, ellentétben a cerebelláris lézión átesett betegekkel, akiknél nincs kondicionálásos tanulás, viszont náluk az explicit emlékezet megőrzött (Gabrieli és mtsai, 1995). Az amnéziás betegek félelmi kondicionálási helyzetekben is normálisan teljesítenek, viszont nem jelenik meg félelmi kondicionálás az amygdala károsodása esetén, ami az amygdalának az érzelmi tanulásban betöltött moduláló szerepére utal (Bechara és mtsai, 1995; LaBar és mtsai, 1995). Az implicit tanulási formák nem csak a többszörös emlékezeti rendszerekkel kapcsolatos elméleti munka szempontjából jelentősek, de lényeges rehabilitációs lehetőségeket is rejtenek az amnéziás betegek kezelésében Az amnézia diagnosztikai eszközei A neuropszichológia változatos eszköztárat hozott létre az egyes emlékezeti deficittípusok feltérképezésére. A 8.2. táblázat összefoglalja a szakirodalomban leggyakrabban használt vizsgálómódszereket. Számos eljárás létezik a vizuális és verbális epizodikus tanulási funkciók vizsgálatára, a távoli szemantikus és önéletrajzi emlékezeti felidézés deficitjének kimutatására, valamint a különféle anyagspecifikus emlékezeti károsodások feltárására. A szakirodalomban ismert valamennyi emlékezeti vizsgálóeljárás bemutatása messze meghaladná ennek a fejezetnek a kereteit, így most csak azoknak a nemzetközi gyakorlatban ismert eljárásoknak a bemutatására szorítkozom, amelyek a hazai kísérleti és klinikai munkában már alkalmazásra kerültek. Az emlékezet neuropszichológiai vizsgálata iránt érdeklődők részletes tájékoztatást találnak Dellis és Kramer (2000), Lezak (1995), Kapur (1988), Mayes és Warburg (1992), Spreen és Strauss (1998) valamint Wilson (2002) munkáiban, magyar nyelven pedig részletes áttekintést adnak Szendi és mtsai (2002) Az anterográd amnézia diagnosztikája Kritikus kérdések az anterográd amnézia vizsgálatánál Az anterográd amnézia diagnosztikájánál a vizsgáló módszereket úgy kell megválasztanunk, hogy képesek legyünk megválaszolni a következő alapve-tő kérdéseket: 1.Találunk-e károsodást az elemek és a hozzájuk kapcsolódó kontextus kódolásában és emlékezeti megtartásában? 2.Az elemek és a kontextus megtartása eltérő színvonalon károsodtak-e? 3.Található-e eltérés a felismerési és a felidézési funkciók színvonalában? 4.Valamennyi modalitást érinti-e a tanulási deficit? 5.A rövid távú emlékezeti funkciók érintetlenek-e? Az anterográd amnézia diagnosztikai módszerei A nemzetközi neuropszichológiai gyakorlatban egyaránt alkalmazzák a nagy neuropszichológiai emlékezetvizsgáló battériákat és az egyes funkciók célzott vizsgálatára alkalmas kisebb tesztcsomagokat (l táblázat). Az előbbi talán legismertebb példája a Wechsler Memory Scale, amelynek módosított változatát 1987-ben jelentette meg a Psychological Corporation (Wechsler Memory Scale Revised WMS-R). Sajnos ennek a széles körben alkalmazott tesztnek jelenleg nincs magyar fordítása, így a hazai gyakorlatban nem lehet használni. 174

185 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája 9.2. táblázat táblázat. A nemzetközi szakirodalomban gyakran hivatkozott, anterográd emlékezeti zavart vizsgáló eljárások (Forrás: Baddeley et al., 1998; Crawford et al., 1992; Gathercole & McCarthy, 1994; Lezak, 1995; Spreen & Strauss, 1998; Wilson, 2002) Emlékezeti teszt Vizsgált emlékezeti komponensek Auditív verbális tanulási teszt, Rey, magyar változat, Kónya, Verseghi. Benton Revised Visual Retention Test (Benton javított vizuális emlékezeti teszt), Benton, California Verbal Learning Test (Kaliforniai verbális tanulási teszt), Delis et al., Continuous Recognition Memory Test (Folyamatos felismerési teszt), Hannay et al., Doors and People Test (Ajtók és emberek teszt), Baddeley et al., Four Easy Memory Test for Older Adults (Négy könnyű emlékezeti teszt idős személyeknek) Clegg et al., Location Learning Test (Helytanulási Teszt), Bucks et al., Luria-Nebraska Neuropsychological Examination- Memory Scale (Luria-Nebraska neuropszichológiai tesztcsomag-emlékezeti teszt), Golden et al., Recognition Memory Test (Felismerési emlékezeti teszt), Warrington, Rey-Osterreith komplex ábra teszt, Rey, 1941; Wallon et al., Rivermead Viselkedéses Memória Teszt. Wilson et al., 1985, magyar változat, 1998, Racsmány, Kónya. A leggyakrabban használt verbális tanulási teszt. Elsősorban az interferencia-hatások kimutatására alkalmas. Vizuális emlékezeti funkciók vizsgálatára kialakított teszt. Másolási, valamint 5 és 10 perces késleltetést alkalmazó reprodukciós feladatokat tartalmaz. Hasonló struktúrájú, mint az Auditív verbális tanulási teszt. Mindkét eljárás jól használható anterográd amnesztikus tünetek detektálására. A vizuális felismerési funkciók vizsgálatára kialakított eljárás. Négy altesztből álló tesztcsomag. Verbális és vizuális felidézési, valamint felismerési funkciók vizsgálatára alkalmas. Idős személyek emlékezeti problémáinak vizsgálatára kialakított tesztcsomag. Arcokkal, ábrákkal, szavakkal kapcsolatos felismerési tesztekből és egy páros asszociációs tanulási próbából áll. A teszt a téri tanulási funkciók károsodásának vizsgálatára szolgál. Különösen jól alkalmazható idősebb személyek vizsgálatára. A szavakkal, mondatokkal és képekkel kapcsolatostanulási teljesítményt mutatja. Több altesztje a végrehajtó funkciók sérülésének vizsgálatára is felhasználható. A legszélesebb körben használt felismerési teszt. Két külön altesztje van a szavak és az arcok felismerésére. A vizuális emlékezeti zavarok feltárására kialakított teszt. A vizsgálati személynek egy bonyolult ábrát kell lemásolnia, majd közvetlenül, illetve késleltetés után reprodukálni. Az egyik legnépszerűbb emlékezeti vizsgálóeljárás. Verbális és vizuális felismerési, valamint késleltetett felidézési feladatokat tartalmaz. Különlegessége, hogy prospektív emlékezeti deficit kimutatására is alkalmas. The Adult Memory and InformationProcessing Battery Hat altesztből álló tesztcsomag. Történet- (Emlékezeti és információ-feldolgozási tesztcsomag ésábrafelidézési, formatanulási és problémamegoldási felnőtteknek), Coughlan et al., feladatokat tartalmaz. 175

186 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája Wechsler Memory Scale-Revised (Wechsleremlékezeti teszt, javított változat), Wechsler, Széles körben használt emlékezeti teszt. Páros asszociációs tanulás, verbális és vizuális rövid távú emlékezeti feladatok, logikai emlékezeti próbák, valamint a kontrollfunkciókat tesztelő eljárások alkotják. Williams Delayed Recall Test (Willams késleltetéses Számterjedelmi feladatból, téri tanulási próbából, felidézési teszt), Willams, felidézési próbából vizuális felismerési feladatból és hívóingeres vizuális álló tesztcsomag. A specifikus emlékezeti tesztek közül három olyan eljárást ismertetek, amelyek segítségével egyrészt meg lehet válaszolni az anterográd amnéziás zavarokra vonatkozó alapvető kérdéseket, másrészt a hazai gyakorlatban is alkalmazásra kerültek. Rivermead viselkedéses memóriateszt (Rivermead Behavioural Memory Test RBMT) Az RBMT (Wilson és mtsai, 1985) az emlékezeti zavarok talán legismertebb vizsgálóeszköze. A tesztet annak érdekében alakították ki, hogy detektálhatóvá váljon az emlékezet mindennapi funkcióiban beállt károsodás, továbbá, hogy követhetőek legyenek az emlékezeti zavarra irányuló gyógykezelés utáni esetleges változások. Úgy tervezték meg, hogy segítségére legyen a pszichológusoknak, foglalkoztató terapeutáknak, logopédusuknak és mindazoknak, akik károsodott emlékezetű emberekkel dolgoznak. Mivel az RBMT-nek négy párhuzamos változata van, így elkerülhető, hogy az ismételt vizsgálatokat ugyanazzal a teszt anyaggal kelljen végrehajtani. Az RBMT megfelel a pszichológiai tesztek gyakorlati követelményeinek: rövid, használata és az eredmények értelmezése könnyen megtanulható. Ezen kívül nagyon különböző körülmények között is jól használható. A tesztnek 1998 óta létezik magyar változata (Racsmány és Kónya, 1998), számos tanulmány adott közre klinikai adatokat, de a teljes magyar normatív adatbázis még nem került közlésre. Ajtók és emberek emlékezeti teszt (Doors és People Memory Test D és P) Az Ajtók és emberek teszt (Baddeley és mtsai, 1994) egyedülálló az emlékezettel kapcsolatos nemzetközi tesztkínálatban, mert egyszerre mutatja ki a téri-vizuális és verbális hosszú távú emlékezeti funkciók disszociatív sérülését, és a felidézés és felismerés szelektív károsodását. A tesztnek négy komponense van, a vizuális felidézést, felismerést nem verbalizálható képi anyagokkal, míg a verbális felidézést és felismerést különböző gyakoriságú nevek és foglalkozások memorizációjával vizsgálja. A tesztnek 2003 óta létezik magyar fordítása, a magyar változatokkal kapcsolatos klinikai adatokat kutatócsoportunk a közeljövőben fogja publikálni (Racsmány és Albu, előkészületben). Helytanulási teszt (Location Learning Test LLT) A Helytanulási teszt (Bucks és mtsai, 2000) a téri hosszú távú tanulás vizsgálatának elismert, széles körben validált módszere. A teszt eredeti változatát Bucks és Willison (1997, l. Bucks és mtsai, 2000) dolgozták ki, akik a tesztben leírt feladatok segítségével el tudták különíteni a demenciában szenve-dő és az egészséges idős vizsgálati személyeket, és a teszt tanulási profilja alapján a demenciában szenvedő betegeket meghatározott alcsoportokra tudták felosztani. A teszt kereskedelmi forgalomba került változatát 186 egészséges személlyel standardizálták, a teszt kézikönyve tartalmazza a részletes normatív adatokat. A standardizált változatban tíz hétköznapi tárgy van elrendezve egy 5x5-ös mátrixban. A vizsgálatvezető bemutatja a képekkel kitöltött mátrixot, majd lefedi egy üres mátrixszal, és a képeket ábrázoló kártyákat odaadja a vizsgálati személynek, és megkéri, hogy helyezze őket a korábban látott helyükre (Bucks és mtsai, 2000). A teszt két azonos értékű téri elrendezést tartalmaz, amely lehetővé teszi a teszt-reteszt vizsgálatot. A vizsgálatvezető összesen öt alkalommal mutatja be ugyanazt az elrendezést, majd tizenöt perces, nem-vizuális feladattal kitöltött késleltetést követően újra felidézteti a tárgyak helyét a vizsgálati személlyel. Végül egy felismerési teszt következik, amely során a vizsgálati személynek tíz új inger közül kell kiválasztania a korábban látott képeket. Az egyes próbákban mutatott teljesítmény alapján kalkulálható a tanulási görbe, amely fontos indikátora lehet a téri tanulási deficitnek. A felismerési és felidézési teljesítmény összehasonlítása további lényeges információkat szolgáltathat. Magyar nyelvű klinikai adatok találhatók Racsmány és mtsai (in press) tanulmányában A retrográd amnézia diagnosztikája Kritikus kérdések a retrográd amnézia vizsgálatánál 176

187 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája A retrográd emlékezeti zavarok vizsgálatánál a diagnosztikai eszközöket úgy kell megválasztanunk, hogy választ kapjunk a következő kérdésekre: 1.Időben rövid vagy kiterjedt-e a retrográd amnézia? 2.Eltérő színvonalú-e az epizodikus és szemantikus emlékek előhívásának képessége? Található-e disszociáció ebben a két emlékezési formában? 3.Kimutatható-e különbség a személyes és publikus emlékek felidézésének képességében? 4.A személyes és publikus emlékek károsodásának pontos idői grádiensének megállapítása. Önéletrajzi emlékezeti interjú (The Autobiographical Memory Interview AMI) Az AMI-t az önéletrajzi emlékek felidézésében előforduló időgrádienssel jellemezhető zavarok diagnosztikájára alkották meg Kopelman és mtsai (1989, 1990). Az interjú előzményének egy eredetileg Galton (1879) által kidolgozott hívóingeres felidézési eljárás szolgált, amely a hetvenes években, mint Crovitz-technika (Crovitz és Schiffman, 1974) vált ismertté. Az interjú legnagyobb erénye, hogy segítségével külön lehet elemezni az önéletrajzi emlékek két külön aspektusát: az önéletrajzi események és a személyes életünkhöz kapcsolódó szemantikus tények felidézésének képességét, három nagyobb életperiódusból A távoli emlékek két vizsgálóeljárása A. Híres események teszt (Famous Events Test FET) A Híres emberek teszttel együtt az AMI kiegészítő eljárásának számít. Mindkét eljárást annak érdekében hozták létre Mayes és mtsai (1994), hogy az idői grádienssel jellemezhető retrográd amnéziás zavaroknál elkülönülten vizsgálhassuk a különböző idői periódusokban elsajátított publikus emlékek felidézésének képességét. A FET konstrukciójánál 180 darab 1950 és 1988 között történt eseményt osztályoztattak 90 személlyel, az események hírességének megállapítására, majd ebből a készletből állították össze a későbbi tesztelemeket, amely évtizedes bontásban elemzi a publikus eseményekkel kapcsolatos emlékezést, összesen 75 eseménnyel kapcsolatban. B. Híres emberek teszt (Famous People Test FPT) Az FPT hasonló elv alapján lett megszerkesztve, mint a korábban bemutatott Híres Események Teszt. A vizsgálati személyeknek összesen 80 darab híres névvel kapcsolatban kell azonosítást végezniük. A FET és az FPT alkalmas a publikus ismeretekben megjelenő retrográd amnéziás tünetek pontos detekciójára. A tesztekkel kapcsolatos évtizedes klinikai tapasztalat alapján Kapur (1999) úgy véli, hogy az eseményekkel és a nevekkel kapcsolatos személyes szemantikus emlékek disszociatívan sérülhetnek retrográd amnéziában A munkamemória-sérülés diagnosztikája Kritikus kérdések a munkamemória alrendszereinek vizsgálatánál A munkamemória-deficit diagnosztikájánál a következő alapvető kérdéseket kell tisztázni: 1.Milyen modalitásokra terjed ki a munkamemória-kapacitás csökkenése? 2.Eltérő színvonalon károsodott-e a verbális, a téri és a vizuális munkamemória puffer rendszer? 3.Milyen a viszony a munkamemória pufferek kapacitáscsökkenése és a hosszú távú tanulási képességek között? Számterjedelmi teszt A legelterjedtebb verbális munkamemória feladatot, a számterjedelmi tesztet, eredetileg Jacobs dolgozta ki 1887-ben, iskolai tanulók emlékezeti képességének vizsgálatára, és az elmúlt több mint száz évben ez a feladat vált a rövid távú emlékezeti képesség legfőbb vizsgálómódszerévé (l. Racsmány, 2004). A feladat népszerűségét csak fokozta, hogy Wechsler beépítette a számterjedelmi feladatot intelligenciatesztjébe. A számterjedelmi teszt valamennyi Wechsler-intelligenciatesztben megtalálható: részletes normatív adatokat kínál éves életkori övezetben a WAIS-R (Wechsler Adult Intelligence Scale-Revised, Wechsler, 1981). Ezzel a normatív 177

188 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája adatbázissal a legnagyobb probléma, hogy pontozási rendszerében összevonják az úgynevezett forward (előrefelé) és backward (visszafelé) tesztek eredményeit, és közös mutatókat adnak. Számos vizsgálat bizonyította, hogy a visszafelé számterjedelmi teszt, amely során a bemutatott számokat fordított sorrendben kell visszamondani, elsősorban a központi végrehajtó működésének és nem a verbális munkamemória kapacitásának mérőeszköze (l. például Miyake és mtsai, 2000). Ennek a pontozási technikának köszönhetően a Wechsler intelligenciatesztek alapján nem lehet pontos képünk a verbális munkamemória-kapacitás egyéni különbségeiről. A nemzetközi irodalomban fej-lődésneuropszichológiai vizsgálatokhoz elsősorban a WISC III (Wechsler Intelligence Scale for Children III, Wechsler, 1996) kínál 6-17 éveseknek normatív adatokat, ennél fiatalabb korosztályoknak 3-7 éves életkori övezetben pedig a WPPSI-R (Wechsler Preschool and Primary Scale of Intelligence-Revised, Wechsler, 1989) kézikönyvében találunk normatív adatokat (l. Spreen és Strauss, 1998). A korábbi magyar nyelvű vizsgálatok elsősorban a Wechsler-intelligenciateszt magyar fordításaira, a MAWI-ra, illetve a MAWGYI-ra épültek, amelyek a WAIS német nyelvű változatának fordításai, és a korábbi Wechsler-tesztek módszerét követve összevont mutatókat számolnak az előrefelé és visszafelé felvett számterjedelmi teszteknél (Kun és Szegedi, 1996). A közelmúltban a magyar számterjedelmi teszt két párhuzamos változatát és magyar normatív adatokat közöltek Racsmány és mtsai (2005). Az Álszóismétlési teszt (Nonword RepetitionTest) Az Álszóismétlési tesztben olyan, egyre hosszabb értelmetlen szavakat kell megismételni, amelyek fonológiája, fonotaktikai struktúrája megegyezik a vizsgálati személy anyanyelvében fellelhető szerkezetekkel. Jóllehet az Álszóismétlési teszt standardizált változatát csak 1994-ben hozták létre (Gathercole és mtsai, 1994), az értelmetlen szavak megismétlésének képességét már jóval korábban alkalmazták a fejlődéspszichológiai vizsgálatok. A legszélesebb körben használt álszóismétlési feladat az Auditory Skills Test Battery (Auditoros készségek tesztkészlete, Goldman és mtsai, 1974) Sound Mimicry (Hangutánzás) altesztje volt, ennek a tesztnek a legnagyobb problémája az ingeranyag egyenetlensége volt. Többnyire egy szótagú álszavakból állt, a szavak kevesebb mint a harmada volt két vagy három szótagú. Ennél is nagyobb probléma, hogy az álszavak egy része nem követte az angol fonotaktika szabályait, így az ismétlési hibák jelentős része sokkal inkább az artikulációs nehézségből, nem pedig a munkamemória tárolási kapacitásából fakadt. Gathercole és mtsai mindezek fényében hozták létre az Angol álszóismétlési feladat standard változatát, amely összesen 50 álszót tartalmaz, a legrövidebb egy, a leghosszabb öt szótagból áll (Gathercole és mtsai, 1994). Az Angol álszóteszt azonban csak 10 éves korig differenciál, így a felnőttkorban meglévő egyéni különbségek vizsgálatára nem alkalmas. Racsmány és mtsai (2005) mindezeket figyelembe véve a magyar álszótesztet úgy konstruáltuk meg, hogy felnőtt vizsgálatokra is alkalmas legyen. A Corsi-kockák feladat A téri munkamemória-funkciók talán legismertebb neuropszichológiai vizsgálóeljárása. A teszt őse, a Knoxteszt a huszadik század első évtizedeiben az Egyesült Államok bevándorlási hivatalai által használt intelligenciavizsgáló eljárás volt (l. Cornoldi and Vecchi, 2003), ezt változtatta Milner és doktorandusz diákja, Corsi egy máig rendkívül elterjedt téri memória-terjedelmi vizsgálóeljárássá (Corsi, 1972; Milner, 1971). A teszt megalkotóinak elsőszámú célkitűzése volt, hogy homogén vizuális ingerek segítségével vizsgálják téri pozíciók átmeneti megtartásának és reprodukálásának képességét. A Corsi-kockák feladatban a vizsgálatvezető egymás után megérint néhányat az előtte elhelyezkedő kilenc kockából, amelyet a szemben ülő vizsgálati személynek ugyanabban a sorrendben kell megérintenie. A vizsgálati személy téri munkamemória-terjedelmét a legtöbb helyesen reprodukált téri pozíció fogja jelenteni. A tesztnek a neuropszichológiai gyakorlatban négyféle változata terjedt el, amelyek a kockák elrendezésében térnek el egymástól. Racsmány és mtsai (in press) a közelmúltban közöltek magyar fejlődési normatív adatokat a teszt két párhuzamos feladatsorával együtt. A Vizuális mintázat teszt (Visual Patterns Test, VPT) A VPT-t DellaSala és mtsai (1997) dolgozták ki a vizuális rövid távú emlékezeti funkciók vizsgálatára. A feladat előzményét Phillips (1983) kísérleti vizsgálata jelentette, aki kimutatta, hogy fekete-fehér mátrixok rövid távú emlékezeti teljesítménye kevésbé interferál a téri információk megtartását igényelő feladatok például a Corsi-kockák megoldásával mint más, szintén téri-természetű emlékezeti feladatok végrehajtása. DellaSala és mtsai annak érdekében dolgozták ki a VPT-t, hogy a Corsi-kockák feladat mellett legyen egy tisztán a vizuális munkamemória kapacitását vizsgáló neuropszichológiai vizsgálóeljárás is. A tesztet felnőtt egészséges személyek normatív adatbázisával adták közre, később azonban 69 agysérült beteg bevonásával neuropszichológiai adatokat is közöltek, amelyek alátámasztották a szerzőknek azt az elképzelését, hogy a Corsi-kockák és a VPT disszociálódó munkamemória funkciókat mérnek (DellaSala és mtsai, 1999). A Corsikockák feladathoz hasonlóan Racsmány és mtsai (in press) a közelmúltban ezzel a teszttel kapcsolatban is magyar fejlődési normatív adatokat közöltek. 178

189 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája Az emlékezeti zavarok a megismerő rendszer számos aspektusát érinthetik, feltárásuk csak a teljes kognitív rendszer térképezésével együtt mehet végbe. Az ebben a fejezetben bemutatott neuropszichológiai diagnosztikai eszközök komplex vizsgálóeljárások, így az ezek használatából származó klinikai adatok csak összetett neuropszichológiai funkcióelemzés kereteiben értelmezhetőek Irodalom Aggleton, J. P. Hunt, P. R. Shaw, C.: The Effects of Mammillary Body and Combined Amygdalar-Fornix Lesions on Tests of Delayed Non-Matching-to-Sample in the Rat. Behavioral Brain Sciences, , Aggleton, J. P. Saunders, R. C.: The Relationships Between Temporal Lobe and Diencephalic Structures Implicated in Anterograde Amnesia. Memory, , Aggleton, J. P. Brown, M. W.: Episodic Memory, Amnesia, and the Hippocampal-Anterior Thalamic Axis. Behavioral Brain Sciences, , Allan, K. Wilding, E. L. Rugg, M. D.: Electrophysiological Evidence For Dissociable Processes Contributing to Recollection. Acta Psychologica, , Alvarez, P. Zola-Morgan, S. Squire, L. R.: Damage Limited to the Hippocampal Region Produces Long- Lasting Memory Impairment in Monkeys. Journal of Neuroscience, , Awh, E. Jonides, J. Smith, E. E. Schumacher, E. H. Koeppe, R. A. Katz, S.: Dissociation of Storage and Rehearsal in Verbal Working Memory. Psychological Science, , Baddeley, A, D.: Exploring the Central Executive. Quarterly Journal of Experimental Psychology, A, Baddeley, A, D.: Working Memory. Oxford, 1986, Oxford University Press. Baddeley, A. D. Emslie, H. Nimmo-Smith, I.: The Doors and People Test: A Test of Visual and Verbal Recall and Recognition. Bury St. Edmunds, 1994, Thames Valley Test Company. Baddeley, A. D. Gathercole, S. E. Papagno, C.: The Phonological Loop As a Language Learning Device. Psychological Review, , Baddeley, A. D. Hitch, G. J.: Working Memory. In Bower, G. (ed.): Recent Advances in Learning and Motivation. Vol. 8. New York, 1974, Academic Press, Baddeley, A. D.: Az emberi emlékezet. Budapest, 2001, Osiris. Baldo, J. V. Shimamura, A. P.: Letter and Category Fluency in Patients with Frontal Lobe Lesions. Neuropsychology, , Barch, D. M. Braver, T. S. Nystrom, L. E. Forman, S. D. Noll, D. C. Cohen, J. D.: Dissociating Working Memory from Task Difficulty in Human Prefrontal Cortex. Neuropsychologia, , Basso, A. Spinnler, H. Vallar, G. Zanobio, E.: Left Hemisphere Damage and Selective Impairment of Auditory Verbal Short-Term Memory: A Case Study. Neuropsychologia, , Baxendale, S. A.: The Role of the Hippocampus in Recognition Memory. Neuropsychologia, , Bechara, A. Tranel, D. Damasio, H. Adolphs, R. Rockland, C. Damasio, A. R.: Double Dissociation of Conditioning and Declarative Knowledge Relative to the Amygdala and Hippocampus in Humans. Science, , Belger, A. Puce, A. Krystal, J. H. Gore, J. C. Goldman-Rakic, P. McCarthy, G.: Dissociation of Mnemonic and Perceptual Processes During Spatial and Nonspatial Working Memory Using fmri. Human Brain Mapping, ,

190 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája Benson, D. F. Geschwind, N.: Shrinking Retrograde Amnesia. Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry, , Brown, M. W.: Neuronal Respones and Recognition Memory. Seminars in the Neurosciences, , Buckner, R. L.: Neuroimaging of Memory. In Gazzaniga, M. S. (ed.): The New Cognitive Neurosciences. Cambridge, 1999, MIT Press. Bucks, R. S. Willison, J. R. Byrne, L. M. T.: Location Learning Test. Bury St Edmunds, 2000, Thames Valley Test Company. Burgess, P. W.: Theory and Methodology in Executive Function Research. In Rabbitt, P. (ed.): Methodology of Frontal and Executive Function. Hove, 1997, Psychology Press, Cabeza, R.: Functional Neuroimaging of Episodic Memory Retrieval. In Tulving, E. (ed.): Memory, Consciousness and the Brain. Hove, 2000, Psychology Press, Cornoldi, C. Vecchi, T.: Visuo-Spatial Working Memory and Individual Differences. Hove, 2003, Psychology Press. Corsi, P. M.: Human Memory and the Medial Temporal Region of the Brain. Doctoral Dissertation (McGill University). Montreal, Craik, F. I. M. Lockhart, R. S.: Levels of Processing: A Framework for Memory Research. Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior, , Craik, F. I. M. Tulving, E.: Depth of Processing and the Retention of Words in Episodic Memory. Journal of Experimental Psychology. General, , Crovitz, H. F. Schiffman, H.: Frequency of Episodic Memories As A Function of Their Age. Bulletin of the Psychonomic Society, , D Esposito, M. Detre, J. A. Alsop, D. C. Shin, R. K.: The Neural Basis of the Central Executive System of Working Memory. Nature, (6554), Delis, D. C. Kramer, J. H.: Advances in the Neuropsychological Assessment of Memory Disorders. In Cermak, L. S. (ed.): Memory and Its Disorders. Amsterdam, 2000, Elsevier, Della Sala, S. Gray, C. Baddeley, A. D. Wilson, L.: Visual Patterns Test: A Test of Short-Term Visual Recall. Feltham, Suffolk, 1997, Thames Valley Test Company. Della Sala, S. Gray, C. Baddeley, A. D. Allamano, N. Wilson, L.: Pattern Span: A Tool for Unwelding Visuo- Spatial Memory. Neuropsychologia, , DeRenzi, E. Lucchelli, F. Muggia, S. Spinnler, H.: Is Memory without Anatomical Damage Tantamount to a Psychogenic Deficit? The Case of Pure Retrograde Amnesia. Neuropsychologia, , DeRenzi, E. Nichelli, P.: Verbal and Nonverbal Short-Term Memory Impairment Following Hemispheric Damage. Cortex, , Dolan, R. J. Fletcher, P. C.: Dissociating Prefrontal and Hippocampal Function in Episodic Memory. Nature, , Dolan, R. J. Fletcher, P. C.: Encoding and Retrieval in Human Medial Temporal Lobes: An Empirical Investigation Using Functional Magnetic Resonance Imaging (fmri). Hippocampus, , Düzel, E. Cabeza, R. Picton, T. W. Yonelinas, A. P. Scheich, H. Heinze, H. J. Tulving, E.: Task-Related and Item-Related Brain Processes of Memory Retrieval: A Combined PET and ERP Study. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, , Fahy, F. L. Riches, I. P. Brown, M. W.: Neuronal Activity Related to Visual Recognition Memory: Long-Term Memory and the Encoding of Recency and Familliatity Information in the Primate Anterior and Mefial Inferior Temporal and Rhinal Cortex. Experimental Brain Research, ,

191 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája Fisher, C. M. Adams, R. D.: Transient Global Amnesia. Transactions of the American Neurological Association, , Fletcher, P. C. Frith, C. D. Grasby, P. M. Shallice, T. Frackowiak, R. S. J.: Brain Systems for Encoding and Retrieval of Auditory-Verbal Memory: An in Vivo Study in Humans. Brain, , Gabrieli, J. D. E. Brewer, J. B. Desmond, J. E. Glover, G. H.: Separate Neural Bases of Two Fundamental Memory Processes in the Human Medial Temporal Lobe. Science, , Gabrieli, J. D. E. Desmond, J. E. Demb, J. B. Wagner, A. D. Stone, M. V. Vaidya, C. J. Glover, G. H.: Functional Magnetic Resonance Imaging of Semantic Memory Processes in the Frontal Lobes. Psychological Science, , Gabrieli, J. D. E.: Cognitive Neuroscience of Human Memory. Annual Review of Psychology, , Galton, F.: Psychometric Experiments. Brain, , Gathercole, S. E. Willis, C. S. Baddeley, A. D. Emslie, H.:The Children s Test of Nonword Repetition: A Test of Phonological Working Memory. In Gathercole, S. E. McCarthy, R. A. (eds.): Memory Tests and Techniques. Hove, 1994, Lawrence Erlbaum Associates. Glosser, G. Goodglass, H.: Disorders in Executive Control Functions among Aphasic and Other Brain- Damaged Patients. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, , Goldenberg, G.: Transient Global Amnesia. In Baddeley, A. D. Wilson, B. A. Watts, F. N. (eds.): Handbook of Memory Disorders. Chichester, 1998, John Wiley és Sons, Goldman, R. Fristoe, M. Woodcock, R. W.: Auditory Skills Test Battery. Minnesota, 1974, American Guidance Service. Grasby, P. M. Frith, C. D. Friston, K. J. Simpson, J. Fletcher, P. C. Frackowiak, R. S. J. Dolan, R. J.: A Graded Task Approach to the Functional Mapping of Brain Areas Implicated in Auditory-Verbal Memory. Brain, , Halász P. Bódis R. Holló A. Janszky J. Borbély Cs.: Kognitív zavarok epilepsziában az epilepszia, mint a kognitív kutatás eszköze. In Pléh Cs. Kovács Gy. Gulyás B. (szerk.): Kognitív Idegtudomány. Budapest, 2003, Osiris, Hanley, J. R. Young, A. W. Pearson, N. A.: Impairment of the Visuospatial Sketch Pad. Quarterly Journal of Experimental Psychology, A, Henson, R.: Neural Working Memory. In Andrade, J. (ed.): Working Memory in Perspective. Hove, 2001, Psychology Press, Hodges, J. R. Carpenter, K.: Anterograde Amnesia with Fornix Damage Following Removal IIIrd Ventricle Colloid Cyst. Journal of Neurology, Neurosurgery és Psychiatry, , Hodges, J. R. Warlow, C. P.: The Aetiology of Transient Global Amnesia: A Case Control Study of 114 Cases with Prospective Follow-Up. Brain, , Hodges, J. R.: Retrograde Amnesia. In Baddeley, A. D. Wilson, B. A. Watts, F. N. (eds.): Handbook of Memory Disorders. Chichester, 1998, John Wiley és Sons, Holdstock, J. S. Shaw, C. Aggleton, J. P.: The Performance of Amnesic Subjects on Tests of Delayed Matching-to-Sample and Delayed Matching-to-Position. Neuropsychologia, , Jahanshahi, M. Dirnberger, G. Fuller, R. Frith, C. D.: The Role of the Dorsolateral Prefrontal Cortex in Random Number Generation: A Study with Positron Emission Tomography. Neuroimage, , Jonides, J. Schumacher, E. H. Smith, E. E. Lauber, E. J. Awh, E. Minoshima, S. Koeppe, R. A.: Verbal Working Memory in Humans As Revealed by PET. Nature, ,

192 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája Jonides, J. Smith, E. E.: The Architecture of Working Memory. In Rugg, M. D. (ed.): Cognitive Neuroscience. Hove, 1997, Psychology Press, Kálmán J.: Memóriarendszerek Alzheimer-kórban. In Pléh Cs. Gulyás B. Kovács Gy. (szerk.): Kognitív Idegtudomány. Budapest, 2003, Osiris, Kapur, N.: Memory Disorders in Clinical Practice. London, 1988, Butterworth. Kapur, N.: Syndromes of Retrograde Amnesia: A Conceptual and Empirical Synthesis. Psychological Bulletin, , Kapur, S. Tulving, E. Cabeza, R. McIntosh, A. R. Houle, S. Raik, F. I. M.: The Neural Correlates of Intentional Learning of Verbal Materials: A PET Study in Humans. Cognitive Brain Research, , Kartsounis, L. D. Rudge, P. Stevens, J. M.: Bilateral Lesions of CA1 and CA2 Fields of the Hippocampus Are Sufficient to Cause A Severe Amnesic Syndrome in Humans. Journal of Neurology, Neurosurgery és Psychiatry , Kelley, C. M. Jacoby, L. J.: Recollection and Familiarity: Process-Dissociation. In Tulving, E. Craik, F. I. M. (eds.): The Oxford Handbook of Memory. Oxford, 2000, Oxford University Press Klingberg, T.: Concurrent Performance of Two Working Memory Tasks: Potential Mechanisms of Interference. Cerebral Cortex, , Knight, R. T.: Contribution of Human Hippocampal Region to Novelty Detection. Nature, , Kopelman, M. D. Wilson, B. A. Baddeley, A. D.: The Autobiographical Memory Interview: A New Assessment of Autobiograhical and Personal Semantic Memory in Amnesic Patients. Journal of Clinical Experimental Psychology, , Kopelman, M. D. Wilson, B. A. Baddeley, A. D.: The Autobiographical Memor Interview. Bury St Edmunds, 1990, Thames Valley Test Company. Kopelman, M. D.: The Neuropsychology of Remote Memory. In Boller, F. Grafman, J. (eds.): Handbook of Memory. Vol 2. Amsterdam, 2000, Elsevier, Kun, M. Szegedi, M.: Az intelligencia mérése. Budapest, 1996, Akadémiai Kiadó. LaBar, K. S. LeDoux, J. E. Spencer, D. D. Phelps, E. A.: Impaired Fear Conditioning Following Unilateral Temporal Lobectomy in Humans. Journal of Neuroscience, , Lepage, M. Habib, R. Tulving, E.: Hippocampal PET Activations of Memory Encoding and Retrieval: The HIPER Model. Hippocampus, , Levine, D. N. Warach, J. Farah, M. J.: Two Visual Systems in Mental Imagery: Dissociation of What and Where in Imagery Disorders Due to Bilateral Posterior Lesions. Neurology, , Lezak, M. D.: Neuropsychological Assessment. Oxford, 1995, Oxford University Press. Lurija, A. R.: The Working Brain. London, 1973, Penguin. Malkova, L. Mishkin, M.: Memory for the Location of Objects after Separate Lesions of the Hippocampus and Parahippocampal Cortex in Rhesus Monkeys. Society for Neuroscience Abstracts, , 12. Markowitsch, H. J.: Functional Neuroimaging Correlates of Functional Amnesia. Memory, , Martin, A.: Automatic Activation of the Medial Temporal Lobe During Encoding: Lateralized Influences of Meaning and Novelty. Hippocampus, , Mayes, A. R. Downes, J. J. McDonald, C. Poole, P. Rooke, S. Sagar, H. J. Meudell, P. R.: Two Tests For Assessing Remote Public Knowledge: A Tool for Assessing Retrograde Amnesia. In Gathercole, S. E. McCarthy, R. A. (eds.): Memory Tests and Techniques. Hove, 1994, Lawrence Erlbaum Associates,

193 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája Mayes, A. R. Montaldi, D.: The Neuroimaging of Long-Term Memory Encoding Processes. Memory, , Mayes, A. R. van Eijk, R. Gooding, P. A. Isaac, C. L. Holdstock, J. S.: What Are the Functional Deficits Produced By Hippocampal and Perirhinal Cortex Lesions? Behavioral Brain Sciences, , Mayes, A. R. Warburg: Memory Assessment in Clinical Practice and Research. In Crawford, J. R. Parker, D. M. McKinlay, W. W. (eds.): A Handbook of Neuropsychological Assessment Mayes, A. R.: Effects on Memory of Papez Circuit Lesions. In Boller, F. Grafman, J. (eds.): Handbook of Memory. Vol 2. Amsterdam, 2000, Elsevier, Metzler, C. Parkin. A. J.: Reversed Negative Priming Following Frontal Lobe Lesions. Neuropsychologia, , Milner, B.: Interhemispheric Differences in the Localization of Psychological Processes in Man. British Medical Bulletin, , Mishkin, M.: Memory in Monkeys Severely Impaired by Combined But Not Separate Removal of the Amygdala and Hippocampus. Nature, , Miyake, A. Friedman, M. P. Emerson, M. J. Witzki, A. H. Howerter E.: The Unity and Diversity of Executive Functions and Their Contribution to Complex Frontal Lobe Tasks: A Latent Variable Analysis. Cognitive Psychology, , Miyashita, Y. Okuno, H. Tokuyama, W. Ihara, T. Nakajima, K.: Feedback Signal from Medial Temporal Lobe Mediates Visual Associative Mnemonic Codes of Inferotemporal Neurons. Cognitive Brain Research, , Montaldi, D. Mayes, A. R. Barnes, A. Pirie, H. Hadley, D. M. Patterson, J. Wyper, D. J.: Associative Encoding Activates the Medial Temporal Lobes. Human Brain Mapping, , Monti, L. A. Gabrieli, J. E. Reminger, S. L. Rinaldi, J. A. Wilson, R. S. Fleisch-man, D. A.: Differential Effects of Aging and Alzheimer s Disease Upon Conceptual Implicit and Explicit Memory. Neuropsychology, , Moscovitch, M.: Confabulation. In Schacter, D. L. (ed.): Memory Distorsion. Cambridge, 1998, Harvard University Press, Murray, E. Mishkin, M.: Object Recognition and Location Memory in Monkeys with Excitotoxic Lesions of the Amygdala and Hippocampus. Journal of Neuro-science, , Nolde, S. F. Johnsoon, M. K. Raye, C. L.: The Role of Prefrontal Cortex during Tests of Episodic Memory. Trends in Cognitive Sciences, , Norman, D. A. Shallice, T.: Attention to Action: Willed and Automatic Control of Behaviour. In Schwartz, G. E. Shapiro, D. (eds.): Consciousness and Self-Regulation. Vol 4. Plenum Press, 1986, New York. Nyberg, L. Tulving, E. Habib, R. Nilsson, L. G. Kapur, S. Houle, S. Cabeza, R. McIntosh, A. R.: Functional Brain Maps of Retrieval Mode and Recovery of Episodic Information. Neuroreport, , Nyberg, L.: Imaging Episodic Memory: Implications for Cognitive Theories and Phenomena. Memory, /6, Owen, A. M. Milner, B. Petrides, M. Evans, A. C.: Functional Organization of Spatial and Nonspatial Working Memory Processing within the Human Lateral Frontal Cortex. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, , Parker, A. Eacott, M. J. Gaffan, D.: The Recognition Memory Deficit Caused by Mediodorsal Thalamic Lesions in Nonhuman Primates: A Comparison with Rhinal Cortex Lesions. Europian Journal of Neuroscience, ,

194 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája Parkin, A. J. Leng, N. R. C.: Neuropsychology of the Amnesic Syndrome. Hove, 1993, Lawrence Erlbaum Associates. Parkin, A. J.: Component Processes Versus Systems: Is There Really an Important Difference? In Foster, J. K. Jelicic, M. (eds.): Memory: Systems, Process, or Function? Oxford, 1999, Oxford University Press, Paulesu, E. Frith, C. D. Frackowiak, R. S. J.: The Neural Correlates of the Verbal Component of Working Memory. Nature, , Phillips, W. A. Christie, D. F. M.: Components of Visual Memory. Quarterly Journal of Experimental Psychology, , Racsmány M. Albu M. Lukács Á. Pléh Cs.: A téri emlékezet vizsgálati módszerei: fejlődési és neuropszichológiai adatok. In Racsmány M. (szerk.): A fejlődés zavarai és diagnosztikai módszerei. Akadémiai Kiadó, megjelenés alatt. Racsmány M. Lukács Á. Németh D. Pléh Cs.: A verbális munkamemória magyar nyelvű vizsgálóeljárásai. Magyar Pszichológiai Szemle, Racsmány M. Kónya A.: A Rivermead Viselkedéses Memória Teszt Magyar Változat. Thames Valley Test Company, Racsmány M.: A munkamemória szerepe a megismerésben. Budapest, 2004, Akadémiai Kiadó. Racsmány M.: Az emlékezet kognitív neuropszichológiája. In Pléh Cs. Kovács Gy. Gulyás B. (szerk.): Kognitív idegtudomány. Budapest, 2003, Osiris, Reed, J. M. Squire, L. R.: Impaired Recognition Memory in Patients with Lesions Limited to the Hippocampal Formation. Behavioral Neuroscience, , Rempel-Clower, N. Zola, S. M. Squire, L. R.: Three Cases of Enduring Memory Impairment Following Hippocampal Formation. Journal of Neuroscience, , Roberts, R. J. Hager, L. D. Heron, C.: Prefrontal Cognitive Processes: Working Memory and Inhibition in the Antisaccade Task. Journal of Experimental Psychology. General, , Roland, P. E. Gulyás B.: Visual Memory, Visual Imagery and Visual Recognition of Large Field Patterns by the Human Brain: Functional Anatomy by Positron Emission Tomography. Cerebral Cortex, , Rugg, M. D. Fletcher, P. C. Frith, C. D. Frackowiak, R. S. Dolan, R. J.: Differential Activation of Prefrontal Cortex in Successful and Unsuccessful Memory Retrieval. Brain, , Schacter, D. L. Alpert, N. M. Savage, C. R. Rauch, S. L. Albert, M. S.: Conscious Recollection and the Human Hippocampal Formation: Evidence from Positron Emission Tomography. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, , Schacter, D. L. Wagner, A. D.: Medial Temporal Lobe Activations in fmri and PET Studies of Encoding and Retrieval. Hippocampus, , Schacter, D. L.: Az implicit emlékezet története és jelenlegi helyzete. In Kónya A. (szerk.): Az emlékezés ökológiai megközelítése. Budapest, 1992, Tankönyvkiadó. Schacter, D. L.: Emlékeink nyomában. Budapest, 1998, Háttér Kiadó. Scoville, W. B. Millner, B.: Loss of Recent Memory after Bilateral Hippocampal Lesions. Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry, , Shallice, T. Burgess, P. W.: The Domain of Supervisory Processes and the Temporal Organization of Behaviour. In Roberts, A. C. Robbins, T. W. Weiskrantz, L. (eds.): The Prefrontal Cortex: Executive and Cognitive Functions. Oxford, 1998, Oxford University Press,

195 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája Shallice, T. Vallar, G.: The Impairment of Auditory-Verbal Short-Term Storage. In Vallar, G. Shallice, T. (eds.): Neropsychological Impairments of Short-Term Memory. New York, 1990, Cambridge University Press, Shimamura, A. P.: Memory and Frontal Lobe Function. In Gazzaniga, M. (ed.): The Cognitive Neurosciences. MIT Press, 1995, Smith, E. E. Jonides, J. Koeppe, R. A. Awh, E. Schumacher, E. H. Minoshima, S.: Spatial Verus Object Working Memory: PET Investigatinons. Journal of Cognitive Neuroscience, , Smith, E. E. Jonides, J. Koeppe, R. A.: Dissociating Verbal and Spatial Working Memory Using PET. Cerebral Cortex, , Spreen, O. Strauss, E.: A Compendium of Neuropsychological Tests: Administration, Norms and Commentary. Oxford, 1998, Oxford University Press. Squire, L. R. Zola-Morgan, S.: Medial Temporal Lobe Memory System. Science, , Squire, L. R.: Declarative and Non-Declarative Memory. Multiple Brain Systems Supporting Learning and Memory. Journal of Cognitive Neuroscience, , Suzuki, W. A. Amaral, D. G.: Perirhinal and Parahippocampal Cortices of the Macaque Monkey: Cortical Afferents. Journal of Comparative Neurology, , Szendi I. Kis G. Racsmány M. Pléh Cs. Janka Z.: A kognitív működések neuropszichológiai vizsgálata. In Tariska, P. (szerk.): Kortünetv vagy kórtünet? Mentális zavarok az idős korban. Budapest, 2002, Medicina, Talland, G. A.: Deranged Memory. New York, 1965, Academic Press. Tulving, E. Kapur, S. Craik, F. I. M. Markowitsch, H. J. Houle, S.: Hemispheric Encoding/Retrieval Asymmetry in Episodic Memory. Positron Emission Tomography Findings. Proceedings of the National Academy of Sciencesof the United States of America, , Tulving, E.: Elements of Episodic Memory. Oxford, 1983, Oxford University Press. Vaidya, C. J. Gabrieli, J. D. E. Keane, M. M. Monti, L. A.: Perceptual and Conceptual Memory Processes in Global Amnesia. Neuropsychology, , Vaidya, C. J. Gabrieli, J. D. E. Keane, M. M. Monti, L. A.: Evidence for Multiple Mechanisms of Conceptual Priming on Implicit Memory Tests. Journal of Experimental Psychology, Learning, Memory, és Cognition, , Vallar, G. DiBetta, A. M. Silveri, M. C.: The Phonological Short-Term Store-Rehearsalsystem: Patterns of Impairment and Neural Correlates. Neuropsychologia, , Vallar, G. Papagno, C.: Neuropsychological Impairments of Short-Term Memory. In Baddeley, A. D. Wilson, B. A. Watts, F. N. (eds.): Handbook of Memory Disorders. Chichester, 1998, John Wiley és Sons. Vallar, G. Baddeley, A. D.: Phonological Short-Term Store, Phonological Processing and Sentence Comprehension: A Neuropsychological Case Study. Cognitive Neuropsychology, , Vargha-Khadem, F. Gadian, D. G. Watkins, K. E. Connelly, A. Van Paesschen, W. Mishkin, M.: Differental Effects of Early Hippocampal Pathology on Episodic and Semantic Memory. Science, , Wagner, A. D. Poldrack, R. A. Eldridge, L. L. Desmond, J. E. Glover, G. H. Gabrieli, J. D. E.: Material- Specific Laterakization of Prefrontal Activation during Episodic Encoding and Retrieval. Neuroreport, , Warrington, E. K. McCarthy, R. A.: The Fractionation of Retrograde Amnesia. Brain és Cognition, , Wechsler, D.: The Wechsler Adult Intelligence Scale-Revised. New York, 1981, The Psychological Corporation. 185

196 8. fejezet - Az amnézia neuropszichológiája Wechsler, D.: The Wechsler Memory Scale-Revised. San Antonio, 1987, The Psy-chological Corporation. Wechsler, D.: Wechsler Preschool and Primary Scale of Intelligence-Revised. New York, 1989, The Psychological Corporation. Wechsler, D.: WISC-III MANUAL. Canadian Supplement. Toronto, 1996, The Psychological Corporation. Wiggs, C. L. Weisberg, J. Martin, A.: Neural Correlates of Semantic and Episodic Retrieval. Neuropsychologia, , Wilson, B. A. Cockburn, J. Baddeley, A. D.: The Rivermead Behavioural Memory Test. Bury St Edmunds, 1985, Thames Valley Test Company. Wilson, B. A.: Assessment of Memory Disorders. In Baddeley, A. D. Kopelman, M. D. Wilson, B. A. (eds.): Memory Disorders. Chisester, 2002, Wiley, Zhu, X. O. McCabe, B. J. Aggleton, J. P. Brown, M. W.: Differential Activation of the Hippocampus and Perirhinal Cortex by Novel Visual Stimuli and a Novel Environment. Neuroscience Letters, , Zola, S. Squire, L. R.: The Medial Temporal Lobe and the Hippocampus. In Tulving, E. Craik, F. I. M. (eds.): The Oxford Handbook of Memory. Oxford, 2000, Oxford University Press Zola, S.: Amnesia: Neuroanatomical and Clinical Issues. In Farah, M. J. Feinberg, T. E. (eds.): Patient-Based Approaches to Cognitive Neuroscience. Cambridge, 2000, MIT Press, Zola-Morgan, S. Squire, L. R. Amaral, D. G.: Human Amnesia and Medial Temporal Region: Enduring Memory Impairment following a Bilateral Lesion Limited to Field CA1 of the Hippocampus. Journal of Neuroscience, , Zola-Morgan, S. Squire, L. R.: Memory Impairment in Monkeys following Lesions of the Hippocampus. Behavioral Neuroscience, ,

197 10. fejezet - 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai Pléh Csaba, Kas Bence, Lukács Ágnes A nyelvi fejlődés elmaradása számos fejlődési zavar vagy szindróma velejárója lehet, és sokféle, különböző formát ölthet. Van azonban a gyerekeknek egy olyan csoportja, akik specifikusan, vagy legalábbis elsődlegesen a nyelvi, szűkebben pedig a nyelvtani fejlődésben mutatnak elmaradást anélkül, hogy ezt a deficitet neurológiai, szenzoros, kognitív vagy társas-érzelmi problémák magyarázhatnák. A nemzetközi szakirodalomban legelterjedtebben a specifikus nyelvi zavar (specific language impairment, SLI) kifejezés használatos a probléma jelölésére, ezért az áttekinthetőség miatt, de elméleti elkötelezettség nélkül mi is ezt használjuk. A nyelvi fejlődés zavarának vizsgálata számos egyelőre még nyitott elméleti és gyakorlati kérdés megválaszolásához vezethet el. Vannak-e különböző típusok eltérő profilokkal? Van-e ebben a nyelvek között eltérés? Általánosabb elméleti kérdés az, hogy a különböző, a nyelvhasználatot megalapozó nem-nyelvi képességek milyen kapcsolatban állnak a nyelvvel. Létezik-e speciális nyelvi zavar és neki megfeleltetett független, elszigetelt nyelvi vagy nyelvtani modul? Ugyancsak átfogó architekturális probléma, hogy a nyelvi zavarban a nyelvi teljesítmény fejlődési elmaradásra utal vagy atipikus reprezentációk és atipikus fejlődési útvonalak állnak-e a háttérben. A célzott terápiát kidolgozó és folytató szakemberek számára is fontos kérdés, hogy a nyelv milyen aspektusai sérülnek a nyelvi fejlődés zavarában, vannak-e eltérő figyelmet igénylő altípusok, és milyen mechanizmusok vagy reprezentációk sérülése áll a háttérben. Az elmúlt harminc év kutatásainak fényében ma már az igazi kérdés a nyelvi fejlődés zavarával kapcsolatban nem az, hogy vannak-e asszociált nem-nyelvtani deficitek is (ez egy fejlődési zavar esetén elvárható), hanem az, hogy ezek a kapcsolódó deficitek meg tudják-e magyarázni a nyelvtani problémákat (pl. a beszédartikulációs problémák megmagyarázhatják a produkciós nehézségeket, de akkor miért bajos a megértés is?). Fejezetünkben elsősorban a nyelvfejlődési zavart (SLI) tárgyaljuk, és rövidebben kitérünk olyan tünetegyüttesekre (Williams-szindróma, Down-szindróma), amelyek érdekes képet mutatnak a nyelvfejlődési zavarral összehasonlítva. A fejezet végén az összehasonlítások fényében visszatérünk az elméleti kérdésekre: a fejlődési modellek, specifikusabban pedig a disszociatív modell problémáira. A későbbi következményes zavarokat (diszlexia) CsépeValéria (2007), a szerzett zavarokat pedig Kállai János és Karádi Kázmér (2007) fejezete tárgyalja Az SLI tünettana és elméletei 1.1. Fogalmi gazdagság vagy zűrzavar A nyelvi rendszer elsajátításával kapcsolatos fejlődési zavarok területét mind a hazai, mind a nemzetközi szakirodalomban meglehetős fogalmi és/vagy szóhasználati tarkaság jellemzi. A jelenségkör lefedésére az elmúlt néhány évtized során többek között a következő kifejezések kerültek elő. Az angol nyelvterületen a felnőtti afáziakutatások hatására, azok kezdeti szakaszától hosszú ideig a congenital aphasia veleszületett afázia, majd a developmental aphasia fejlődési afázia terminusok voltak használatban. Ezeket később felváltotta a németben az Entwicklungdysphasie, illetve az angolban a developmental dysphasia, fejlődési diszfázia, nem függetlenül a szerzett és fej-lődési nyelvi zavarok viszonyáról való gondolkodás változásától. Az angolszász irodalomban nagy karriert futott be a specific language impairment (SLI) specifikus nyelvi zavar mint jellegzetes kutatási kategória. Mindegyik terminus, mind a kifejezések, mind a tapasztalati megalapozás révén sajátos fogalmi hagyományt is magával hoz. A diszfázia pl. a beszéd, míg az SLI a nyelvi rendszer zavarát állítja a figyelem fókuszába. A DSM-IV (1995) alapján ennek feleltethető meg az expresszív beszédfejlődési zavar (315.31), illetve a vegyes receptív-expresszív beszédfejlődési zavar (315.32). Az SLI doktrínával összhangban a DSM-IV is azt emeli ki, hogy a nyelvi probléma mögött nincsen általános kognitív deficit, sem általános fejlődési zavar, ugyanakkor a nyelvi elmaradás valamilyen standardizált méréshez képest vélelmezhető. A BNO-10 a pszichés fejlődés zavarai (F80-F89) közé helyezi el az SLI zavartípust: táblázat - 187

198 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai F80 Specifikus beszéd-nyelvfejlôdési zavarok Olyan zavarok, melyekben a nyelvelsajátítás normál folyamatai már a korai életszakaszban zavart szenvednek. A zavar nem tulajdonítható közvetlenül neurológiai vagy beszédszervi anomáliáknak, érzékszervi károsodásnak, mentális retardációnak vagy környezeti okoknak. A specifikus beszéd-nyelvfejlôdési zavarokhoz gyakran társulnak egyéb problémák, így írás- és olvasászavar, a személyközi kapcsolatteremtés zavara, érzelmi és viselkedészavarok. Altípusai: F80.0 Specifikus beszédartikulációs zavar F80.1 Expresszív nyelvi zavar F80.2 Receptív nyelvi zavar A hazai logopédiában a megkésett és az akadályozott beszédfejlődés terminusok használatosak. Bár a társtudományok pl. orvostudomány, nyelvészet képviselői gyakran egybemossák a két kategóriát, azokat a logopédiai diagnosztika különböző szempontokból megkülönbözteti. Az akadályozott beszédfejlődés a fejlődési diszfázia fogalmi megfelelője, Gerebenné (1995) definíciója szerint az expresszív, receptív integratív beszéd időbeli és strukturális zavara, amely fonológiai, morfoszintaktikai és szemantikai szinten különböző kombinációjú és súlyosságú tünetekben mutatkozik meg. A szerző kiemeli, hogy a nyelvi produktivitás alacsony szintje és a szabálytanulás lassúsága mellett a fejlődési diszfáziára jellemző egyes nem nyelvi kognitív részképességek zavara is. A megkésett beszédfejlődésben ugyancsak Gerebenné (1995) szerint csak az expresszív nyelvi funkciók enyhébb, időbeli elmaradásáról van szó, a beszédmegértés teljes megtartottsága mellett, egyéb, nyelven kívüli kognitív deficitek nélkül. Ami a prognózist illeti, míg a megkésett beszédfejlődésben három-négy éves kor körül nagyobb ütemű fejlődés és négy-hat éves kor között a tünetek megszűnése tapasztalható, a diszfáziás gyerekek fejlődése célzott fejlesztés hiányában megreked. Elviekben tehát a hazai felfogásban két, viselkedéses alapon meghatározott tünet-együttesről van szó, melyek elkülönítése több szempontból, nyelvi-kommunikációs tünetek, súlyosság és kognitív profil alapján történik. A különbségeket a 9.1. táblázat mutatja be táblázat táblázat Megkésett beszédfejlődés Fejlődési diszfázia Nyelvi deficit szintjei fonológiai, morfoszintaktikai fonológiai, morfoszintaktikai, szemantikai, pragmatikai Érintett nyelvi funkciók csak expresszív expresszív és/vagy receptív Elmaradás jellege időbeli időbeli és strukturális Súlyosság enyhébb súlyosabb Társult kognitív részképességzavar nincs van Hogy a diagnosztika mindennapjaiban a két kategória közti határ megállapítása, így egyes gyerekek besorolása gyakran problematikus, azt nagyrészt a nyelvi funkciókat vizsgáló eszközök pontatlansága vagy hiánya, a zavart nyelvi fejlődésre vonatkozó leíró nyelvi adatok, és a zavar súlyosságának meghatározásához szükséges életkori fejlődési normák hiánya okozza. Az itthon használthoz igen hasonló hangzású, a nemzetközi irodalomban a speech/language delay beszédkésés mint jelenség, illetve a late talker (LT) beszédben késő mint gyerekre aggatható címke mást takar. Rescorla (1989) normatív kritériumai szerint LT-nek számít egy gyerek, ha kétévesen még nem birtokol legalább 50 szavas expresszív szókincset, vagy nem kezdett el többelemű kombinációkat használni. Eredményei szerint a kétévesek 18%-a tartozik ebbe a csoportba. Thal és Bates (1988) részben statisztikai alapon, az expresszív szókincs tekintetében az életkori csoport alsó tíz százalékába tartozó, többszavas kombinációkat nem 188

199 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai használó gyerekeket minősíti késő beszédfejlődésűnek 18 és 29 hónapos kor között. A beszédkésés tehát a nemzetközi beszédterápiás szakmában nem egy, a hazánkban alkalmazotthoz hasonló, összetett diagnosztikai kategória, hanem figyelemfelhívó tünet, melyet a nyelvfejlődési zavar kockázatára utaló tényezőként értékelnek. Az angolszász szakirodalomban az utóbbi évtizedekben nagy karriert befutott specific language impairment (SLI) specifikus nyelvi zavar elsősorban kutatási kategória. Az SLI-koncepcióban dolgozó kutatók fő motivációja az, hogy az ép szenzórium és idegrendszer, normál övezetbe eső nonverbális intelligencia és szociális készségek mellett, csak a nyelvelsajátításban jelentkező korlátozottság vizsgálatából, általában véve a humán nyelvi képességről tudjanak meg valamit. E koncepció sokrétű értelmezései következtében jelent meg egy újabb és szűkebb kategória, a grammatical specific language impairment (G-SLI) nyelvtanspecifikus nyelvi zavar, amelybe a lexikális és egyéb nyelvi szintek megtartottsága mellett szelektíven nyelvtanspecifikus deficitet mutató gyerekek tartoznának (van der Lely és Stollwerck, 1997; Bishop és mtsai, 2000). Az SLI-os csoporton belül, részben a DSM-IV kategóriákat is követve többféle jellegzetes alcsoportot írtak le, ezek azonban nem fedik le az egész kontinuumot, és részben átfedik egymást. Ilyen a csak expresszív SLI (Whitehurst és mtsai, 1992), az expresszív-receptív SLI, a szemantikai-pragmatikai SLI (Bishop és Adams, 1989), SLI artikulációs és nemverbális deficitekkel (Vargha-Kadem és mtsai, 1995). A megfigyelhető altípusok egy része érinti az elméleteket is. Vargha-Kadem csoportja a genetikai moduláris elméletekben kulcsfontosságú esettanulmányokban szereplő személyeknél mutatott ki orális apraxiát, ezzel az eredeti terminus (specifikus nyelvi zavar) használhatóságát is megkérdőjelezve. Látható tehát, hogy a közös szelekciós kritériumok mellett is eltérő profilokkal és a használatban lévő terminusok sokaságával találkozunk, ezek azonban még mindig nem teszik lehetővé, hogy az SLI-t diszkrét alkategóriákra bontsuk. További kutatások tisztázhatják, hogy ennek oka a zavar jellege, vagy a jelenlegi tudásunk elégtelensége és a kategóriák fogalmi pontatlansága. A klinikai gyakorlatban inkább a Tomblin és munkatársai (1996) által megfogalmazott primary language disorder (PLD) elsődleges nyelvi zavar fogalma dominál, amely nem a nyelvi zavar specifikusságát, mindössze annak vezető szerepét hangsúlyozza a tünetek között. Ennek alapján természetesen nem zárják ki az ellátandó populációból azokat a gyerekeket, akiknek a nyelvi zavar mellett egyéb, kimutatható kognitív, szociális vagy szenzoros problémáik vannak Elmélet és módszertan az SLI kutatásában A részletes elméletek áttekintése előtt érdemes elősorolni, hogy milyen elméleti és módszertani kérdések merülnek fel a specifikus nyelvi zavar vizsgálatával kapcsolatban, általánosságban Fejlődési és szerzett zavarok Az SLI mint fejlődési zavar a nyelv egész kognitív építményére, architektúrájára kihat. Ezzel szemben állnak például a felnőttkori afáziás zavarok, amelyekben a már kialakult szerveződésben alakulhat ki szelektív sérülés. A két helyzetben az általános kognitív alapú kompenzáció esélyei is eltérőek. Mindezt azért fontos szem előtt tartani, mert a nyelvi képesség idegrendszeri alakulása tekintetében az elméleti kutatás egyszerre használja mind moduláris, mind egységes változataiban a fejlődési és a szerzett zavarokból származó adatokat. A neurális hálózatképzés elvei alapján kidolgozott modellek meggyőzően érvelnek amellett, hogy ne tekintsük párhuzamosnak a fejlődési és szerzett zavarokat (Thomas és Karmiloff-Smith, 2002, 2003), és a különböző szerzett és fejlődési kórforma-típusok és elméleti felhasználásuk összevetése is rávilágít arra, hogy ezeknek az adatoknak az elméleti értelmezésében általános fejlődési és plaszticitási mozzanatokat is figyelembe kell venni (Levy és Kavé, 1999). A specifikus nyelvi zavart általában négy-nyolc éves korban diagnosztizálják, ebben az életkorban már feltűnik egy jellegzetes fejlődési zavar a nyelvfeldolgozási architektúrában. Ebben az életkorban szerzett nyelvi zavar, gyermekkori afázia is előfordulhat. A fejlődési zavar sajátos természetére, a vele kapcsolatos nyelvépítési problémákra utal már maga az a tény is, hogy hasonló életkori sávokban a bal oldali sérülések még viszonylag teljes restitúcióhoz vezetnek átmeneti afáziás periódusok után (összefoglalásukra l. Pléh és Lukács, 2003). Éppen ezt a kompenzációt idézik érvként a nyelvelsajátítás különlegesen érzékeny korszaka mellett. A fejlődési zavar, az SLI ugyanakkor nem korrigálódik. A korai szerzett zavarok és a fejlődési zavarok közötti eltérés azt sugallja, hogy az utóbbi esetben átfogó architekturális zavarról van szó Késés vagy eltérő fejlődésmenet A nyelvi fejlődési zavarok kutatásának klasszikus problémája, hogy a tipikus fejlődéstől való eltérés pusztán időbeli késésként (mennyiségi elmaradás) vagy deviáns fejlődési folyamatként (minőségi eltérés) értelmezendő. 189

200 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai Leonard (1998) a hagyományos késés-deviancia distinkció finomításaképpen öt módot mutat be arra, ahogy az SLI-os gyerekek nyelvileg különbözhetnek a normál fejlődésűektől. Ezek: 1.egyszerű késés, 2.késés platóval, azaz olyan megkésett fejlődés, mely végeredményben nem zárkózik fel a mindenkori életkornak megfelelő szintre, 3.profilbeli eltérés, melynél az egyes nyelvi szintek, jegyek fejlettségi viszonya a tipikustól eltérő fejlődési profilt mutat, 4.abnormális hibagyakoriság, vagyis a normál fejlődésben is előforduló hibák különösen magas aránya, és 5.minőségi eltérés, azaz a normál fejlődésben nem tapasztalható, deviáns nyelvhasználat. A felsoroltak közül az első három minta a fejlődési folyamatra, a többi pedig a zavar architekturális jellegére vonatkozik. A fejlődési folyamat egyszerű késés, illetve platómodelljének különbségét a 9.1. ábra mutatja be. A fejlődési profilok eltérésére jó példa az angol jelen idejű, egyes szám harmadik személyű (E/3) -s igei inflexió és a főnévi többesszámot jelölő -s fejlődése. A tipikus fejlődésben utóbbi morféma adekvát használatát gyorsabban sajátítják el a gyerekek, így minden életkorra jellemző a többes -s és az E/3 -s helyes használata közti eltérés egy bizonyos értéke. Ha az SLI-os gyerekeknél ezek az értékek mások, mint a tipikus fejlődésű gyerekeknél, akkor ez az egyszerű késés helyett a két nyelvtani morféma elsajátítási folyamatára jellemző normális viszonytól való eltérést jelez. Abnormális hibagyakoriságon olyan hibák nagyszámú jelenlétét értjük, amelyek a tipikus fejlődésben is megvannak, de sokkal kisebb mennyiségben. Ilyen az angolban az alanyesetű személyes névmás tárgyesetűvel való helyettesítése, pl. *Me go to the zoo, vagy a magyarban az igeragozás morfofonológiai jellegű, paradigmatikus tévesztése, pl. *olvasi a könyvet.a minőségi eltérés kategóriájába pedig a tipikus fejlődésben nem tapasztalható hibák tartoznak, mint az E/3 igei -s túlalkalmazása többesszámra pl. *They comes here. A magyarban ilyen lenne a magánhangzó-harmónia szempontjából szabályos tövek hibás toldalékolása, pl. *szobáben ábra. Az SLI mint fejlődési elmaradás értelmezési lehetőségei Diagnosztikai kérdések Ahogy fentebb láttuk, kétéves korban nyelvi kritériumok alapján kiválasztható a beszédben késéssel induló gyerekek csoportja. Mintegy 50%-uk azonban hároméves korra maradéktalanul felzárkózik a korcsoportja átlagához (Paul, 1991), így ezen a ponton fontos diagnosztikai kérdés a későbbi súlyosabb nyelvi zavar mihamarabbi előrejelzése. Ezt nyilvánvalóan a lehető legkorábbi életkorban elkezdett fejlesztés, az ún. korai fejlesztés igénye motiválja. Bár nincs még megegyezés a szakemberek között, általában elfogadják (i) a szocioökonómiai státusz (SES), (ii) a csecsemőkori gagyogás minősége, (iii) a korai expresszív szókincs szintje, (iv) a 190

201 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai szimbolikus és a kommunikatív gesztusok használata nyelvizavar-prediktív értékét (EllisWeismer és mtsai, 1994). A nyelvi fejlődésben tapasztalható nagy egyének közötti különbségek miatt az SLI diagnózisa négyéves kor előtt nagy biztonsággal nem mondható ki. Erre az életkorra választható el világosan, hogy átmeneti fejlődési egyenetlenségről vagy tartós architekturális problémáról van-e szó. A diagnózis kritériumai is változnak, általában azonban több sztenderdizált nyelvi teszten kell az életkori normához képest szigorúbb esetben két, megengedőbb esetben egy szóráson kívül esnie a teljesítménynek a nyelvi zavar diagnózisához. Mi a kutatási gyakorlatban a kizáró kritériumokon kívül négy nyelvi tesztet használunk, és akkor tekintünk nyelvi zavarosnak egy gyereket, ha ezek közül kettőn legalább két szórással elmarad az életkori normájától. Ez igen szigorú kritérium, hiszen normális eloszlást feltételezve két szórásnyi elmaradás az adott teszten az alsó 2,5%-ba tartozást jelenti. Vagyis így kisebb arányt választunk ki, mint az SLI feltételezett prevalenciája. A tesztek a következők: a Peabody receptív szókincsteszt (Csányi, 1974), az egyre bonyolultabb nyelvtani szerkezetek megértését vizsgáló TROG (Test for the Reception of Grammar, Bishop, 1983) sztenderdizálás alatt álló magyar változata, az Álszóismétlési teszt (Racsmány és mtsai, 2005) és a szerkezeti bonyolultságukban különböző mondatok ismétlését vizsgáló MAMUT (Magyar mondat-utánmondási teszt, Kas és Lukács, előkészületben) szerepel. A becsült előfordulási arányok változnak: a magyar logopédiai gyakorlatban a megkésett beszédfejlődés feltevések szerinti incidenciája 1:1000 (Pléh, 2001). A nemzetközi irodalomban az SLI előfordulási gyakorisága ennél jóval magasabb, bár itt is eltérő arányokkal találkozunk. Leonard (1998) a prevalenciafelméréseket áttekintve 3, 5% és 7%-os adatokat említ, Tomblin és munkatársai (1997) kiterjedt vizsgálata az USA-beli óvodáskorú populációban kb. 7%-ra teszi az előfordulást. A fiú-lány arány, hasonlóan más nyelvi zavarokhoz 2-3:1. A nyelvfejlődési zavarok mindenképpen igen magas arányban fordulnak elő a népességben, ami a sürgető gyakorlati igények mellett az elméleti érdeklődést is indokolja A kontrollcsoport problémája A következtetések és az eredmények értelmezése nagyban függ a kontrollcsoport(ok) kiválasztásától, ezért a megfelelő mutatón történő illesztés alapvető fontosságú. Az irodalomban nincs egyetértés ebben a kérdésben. Az atipikus csoportokat lehet életkorban, mentális korban (verbális és nemverbális, vagy csak nemverbális IQ pontszám alapján) és verbális korban illeszteni (ez is különböző tesztek alapján történhet: intelligenciatesztek verbális altesztjei, receptív szókincs vagy nyelvtani mutatók alapján). Az illesztések és a következtetések abban is változhatnak, hogy egy atipikus csoportot egy másik atipikussal vagy egy tipikus fejlődésűvel hasonlítunk-e össze, illetve, hogy az illesztés egyéni vagy csoportos alapon történik. Az illesztés fajtája természetesen a kutatási kérdéstől is függ. Ha például a szókincs szerveződésének esetleges eltéréseire vagyunk kíváncsiak két csoportban, akkor érdemes szókincsméretben illeszteni, hogy ezt a tényezőt kontrolláljuk. Fletcher és Ingham (1995, 608. o.) a nyelvi zavar vizsgálatával kapcsolatban olyan nézeteket idéznek, amelyek szerint ha az illesztés alapjául szolgáló változó nincs alapvető kapcsolatban a függő változóval, az illesztés időpocsékolás. Az életkori illesztésnek klinikai csoportok esetében súlyos korlátai vannak, ez eredményezi a legnagyobb eltéréseket, de az értelmezés nehéz, mivel a két csoport túl sok szempontból lehet különböző. Az életkorhoz képest gyengébb nyelvi teljesítményből még nem tudjuk eldönteni, hogy elmaradásról, vagy specifikusabb nyelvi deficitről, esetleg atipikus szerveződésről van szó. Ezzel szemben a mondathosszban (MLU, ÁMH, Átlagos mondathossz) és szókincsméretben illesztett kontrollok azt mutathatják meg, van-e valamilyen minőségi eltérés az SLI-csoportnál, miközben valamilyen fontos nyelvi fejlődési mutatót kiegyenlítettünk. Ha nem specifikus sérüléssel, csak megkésett vagy megrekedt nyelvi fejlődéssel van dolgunk, amely elmarad az életkor alapján várhatótól, de megfelel a tipikus fejlődésnek valamely korábbi ponton, akkor a nyelvi teljesítmény, és nem mellékesen a különböző feladatokon nyújtott teljesítménymintázat a verbális korban illesztett kontrollcsoporténak felel meg. Fletcher és Ingham amellett is érvelnek, hogy az IQ sem felel meg a jó illesztés változó kritériumainak nyelvi sérülés vizsgálatánál, mert nem egyértelmű, hogy a nyelvhez szükséges összes nem-nyelvi változót lefedi-e, és nem is tudjuk, hogy az IQ-tesztekben vizsgált képességek milyen kapcsolatban vannak a nyelvvel. Vagyis, a szerzők következtetése szerint: Ha a nyelvi sérülés nem pusztán elmaradás, akkor a nem sérült és a nyelvi zavaros (NYZ) személyeknek nyelvi korban kell illeszkedniük. Így minden nyelvtani zavart, amit az NYZ csoportban azonosítunk, sérült vonásként lehet értelmezni. A nehézséget egy olyan nyelvi kori mutató megtalálása jelenti, amely nem keveredik össze a függő változóval (609. o). Ez utóbbi mozzanat fontos a módszertani körbenforgás veszélyének kikerülése miatt is az SLI kutatásban. Magát a kritikus csoportot valamilyen A sztenderdizált módszerrel választjuk ki, és egy B feladatban, egy általunk konstruált kutatási feladatban mérjük azután eltérésüket a kontrollcsoporttól. Csakhogy maga az A feladat és a kutatás B feladata nem szükségszerűen korrelálatlanok, lehet például, hogy egy sztenderd nyelvtani teszt alapján kiválasztott csoportokat vetünk össze egy frissen konstruált alaktani vagy mondattani próbában. 191

202 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai 1.3. Az SLI fenotípusa különböző nyelvekben A később nyelvi zavarral diagnosztizált gyerekek nyelvi fejlődését általában véve a következő főbb tünetek jellemzik. Az első szavak megjelenése jelentős, akár hároméves késést mutathat, és szókincs tekintetében nem zárkóznak fel az életkori csoportjukhoz a további fejlődés során sem. Szókészletük lassan gyarapszik, annak mérete mindvégig az életkori átlag alatt marad. A szótanulási nehézség leginkább az igék tanulását érinti, az SLI-os gyerekek már a kezdetektől fogva kevesebb igét használnak, a leggyakoribb igéket alkalmazzák helyettesítőként (Watkins és mtsai, 1993). Ez az elmaradás az igehasználatban még iskoláskorban is kimutatható (Fletcher és Peters, 1984). Gondjaik vannak a lexikon aktivizálásában is, ezt a spontán beszédben és megnevezési tesztekben általánosan megfigyelhető szótalálási nehézségek jelzik. Ami a morfoszintaktikai fejlődést illeti, a nyelvi zavaros gyerekeknél átlagosan több mint másfél évvel később jelennek meg a produktív két- vagy többszavas kombinációk (Trauner és mtsai, 1995). A morfoszintaxis a későbbi fejlődésben is egyike a leginkább érintett nyelvi területeknek, éppúgy, mint a fonológiai feldolgozás és produkció, ahol szintén jelentős elmaradás figyelhető meg. Hasonlóan a tipikus fejlődéshez, a receptív nyelvi funkciók fejlődése nyelvi zavarban is megelőzi az expresszív funkciókét. Az általánosan leírt mintázat szerint a nyelvi produkció mindig sérül nyelvi zavarban, ehhez azonban az esetek egy részében nem társul beszédmegértési elmaradás. A fenti általános jellemzőkön túli, részletesebb tünetleírás ma már nem képzelhető el az adott gyerekcsoport anyanyelvére való hivatkozás nélkül. A nyelvi zavarban tapasztalt hibatípusok és a nyelvi szintek érintettségének kutatása, a nyelvi profilok elemzése sokáig az angol nyelvterületre szorítkozott. Miután ebben az időszakban az SLI elméleti megközelítéseinek az alapját is csaknem kizárólag angol nyelvi vizsgálatok jelentették, a magyarázó elméletek is meglehetősen angolspecifikusak voltak. Ezek után, alapvetően két okból fogalmazódott meg a nyelvfejlődési zavar nyelvközi összehasonlító vizsgálatának az igénye. Egyrészt több olyan nyelvi jelenség van, mely lényeges az SLI elméleti magyarázatai számára, és az ezekre ható tényezők egyedül az angol nyelven belül ma nem különíthetők el egymástól. Ilyen például a morfológiai zavar nyelvtanspecifikus, illetve felszíni, fonológiai feldolgozásbeli deficitet feltételező magyarázataival kapcsolatos vita, vagy a kivételes alakok fejlődésének összefüggése azok gyakoriságával az angolban (came, went etc.). melyre később visszatérünk. Másrészt, a különböző szerkezetű nyelveket beszélő SLI-osok nyelvi profiljának összehasonlító vizsgálata közelebb vihet a nyelvfejlődési zavarok mögött meghúzódó esetleges általános korlátozottság felderítéséhez, és kiderülhet, mik az egyetemes, és mik az egyes nyelvek szerkezetéből adódó specifikus nehézségek. 1 Itt most hely hiányában nem részletezhetjük az összes vizsgált nyelv jellemzőit a nyelvi fejlődés zavarában; először bemutatjuk a legtöbbet vizsgált angolból származó eredményeket, majd kitérünk a magyarra, és összegezzük a nyelvközi vizsgálatok fontosabb tanulságait Angol Az angolban a korai nyelvfejlődési zavarra jellemző legmarkánsabb tünetek a következők: 1.az igei inflexiós morfémák, a jelen E/3 -s és a múlt -ed elhagyása, 2.segédigék elhagyása, 3.nem kötelező bővítmények gyakori elhagyása, 4.nehézségek a passzív mondatszerkezetek produkciójában és megértésében, 5.névelők elhagyása, 6.hibás esetjelölés. Az igei inflexiós morfémák és a segédigék gyakori elhagyása azt eredményezi, hogy a gyerekek finit azaz időre, módra nézve jelölt és egyeztetett igealakokat elváró kontextusokban nemfinit alakokat, ragozatlan igetöveket használnak. Például E/3 igerag elhagyása a *Daddy take it, az is segédige elhagyása a *Peter here mondatban (pl. Rice és mtsai, 1995). Számos vizsgálat mutatta ki, hogy a múlt idő jelölésében igen sokat hibáznak a szabályos alakoknál (pl. want-wanted, play-played) míg a rendhagyó (pl. sing-sang, make-made) ragozású igealakok használata általános alaktani szintjükhöz képest jó. Esetjelölés az angolban csak névmásokon van. Nyelvi zavarban a tipikus esetjelölési hiba a tárgyesetű névmás használata alany pozícióban, pl. *Me put that up (pl. Loeb és Leonard 1991). Megjegyzendő, hogy efféle nemfinit és tárgyesetű alannyal járó formák természetesek a beágyazott tagmondatokban, pl. She saw [me put that up]. PaulFletcher kimeli azt, 1 A nyelvi eltérések jó összefoglalója Fletcher és Ingham (1995), valamint Leonard (1998), és a Linguistics 2003-as tematikus száma. 192

203 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai hogy ritkán előfordulnak argumentumszerkezeti hibák (kötelező igei bővítmények elhagyása), és a nyelvi zavaros gyerekek egy részére jellemző a bonyolultabb szerkezetek elkerülése a kevesebb bővítményt tartalmazó szerkezetek választásával (the truck moved szemben azzal, hogy he moved the truck; Fletcher,1992; Fletcher és Ingham, 1995) Magyar A magyar specifikus nyelvi zavarról eddig Vinkler és Pléh (1995) esettanulmánya szolgáltatta a legrészletesebb adatokat. Az általuk leírt nyolcéves gyerek legjellemzőbb nyelvi tünetei a morfofonológiai alternációkban, a mondattani szerepek jelölésében és a lokatív jelölők (ragok és névutók) használatában mutatkoztak. A szakirodalomban általánosan leírt lexikai elmaradás mellett a megfigyelt gyerek nehezen kapcsolta össze az alaktani jegyeket a megfelelő mondattani szerepekkel, pl. Mivel vágjuk a papírt? *Olló. Sokszor általánosította túl a gyakoribb ragokat általában a tárgyragot más, ritkább esetragok rovására, pl. *Összevesztek a macit az Összevesztek a macin helyett, vagy *A fiú vágta a fűrészt a A fiú levágta az ágat a fűrésszel helyett, de előfordult az esetrag elhagyása is, pl. *Kukucskálnak az ablak a Kukucskálnak az ablakból helyett. Vonzattévesztések is megfigyelhetők voltak a beszédében: *A rendőr elment a bíróságra, miután megmondták hozzá a vádat. Jellegzetes volt még, különösen a gyermek második vizsgálatakor, 11 éves korában a kompenzáló helyettesítés: *A bácsi köszön ahelyett, hogy A bácsi integet a sapkával. Tipikus spontánbeszédbeli hiba volt a birtokos személyrag elhagyása is, pl. *Az őzike őzikének van egy kis őzike ahelyett, hogy Az őzikének van egy kis őzikéje. A nyelvi zavar jellegzetes magyar tünete még a különböző szóalakokkal kapcsolatos morfofonológiai bizonytalanság, így az igéknél a jelen idejű, E/3 alak ikessége, pl. *zuhanyoz a zuhanyozik helyett, illetve a rendhagyó főnévi tőváltozatok alulalkalmazása, pl. *eszi a kenyért, *itatja a lókat (Pléh, Palotás és Lőrik, 2002). Az általunk jelenleg is folytatott vizsgálatok a fentieken túlmenően a magyarra jellemző, relatíve gazdag esetrendszer, az egyeztetési struktúra, ezen belül az ige-tárgy egyeztetés, speciális szórendi jelenségek, pl. az igekötő-mozgatás és a magyar nyelv agglutinatív jellegét adó toldalékszekvenciák elsajátításának tipikus és zavart folyamataira irányulnak. A cél többek közt adalékokat szolgáltatni a nyelvközi összehasonlításban az egyeztetési, illetve az esetjelölési deficitről szóló vitához, továbbá olyan nyelvi teszteket kidolgozni, melyekkel a hazai szakmában egzaktabbá tehető a nyelvfejlődési zavarok felismerése és terápiája A nyelvközi vizsgálatok tanulságai A nyelvi zavaros gyerekeknél mindig kimutathatók nyelvtani korlátozottságok, amelyek minőségileg azonban széles skálán mozognak. Fontos ennek értelmezésekor szem előtt tartanunk, hogy a vizsgálatok általában nem az adott nyelv elemzése alapján keresik a sérülékeny struktúrákat, hanem a többnyire angolalapú elméletek érvényességét ellenőrzik. Ennek köszönhetően a talált eltérések vagy azok hiánya nem jelenti azt, hogy más, nem vizsgált mozzanatokban ne lenne valamilyen nyelvhasználati jellegzetessége az SLI populációnak. Több leíró vizsgálatra lesz még szükség a valódi általánosításokhoz. A nyelvfejlődési zavarra jellemző nyelvi profilt nagyban meghatározza az elsajátítandó nyelv szerkezete. Általában igaz az, hogy ha van alaktan, akkor az igen sérülékeny, de nyelvfüggő, hogy közelebbről mely része. Leonard (2000) az eddigi eredményeket összegezve a következő tipológiai megállapításokat teszi. Az olasz és az angol adatok összevetéséből kiderül, hogy a kötelezően inflektáló nyelvet beszélők jobban alkalmazzák a ragozást a szegényesebb morfológiájú nyelvet beszélőknél. Amikor a gyerekek hibáznak, szintén az anyanyelvük típusa határozza meg a hibák minőségét. A ragozatlan tövet gyakran alkalmazó angolban a jellemző hiba a rag elhagyása másképpen mondva, a ragozatlan alakkal való helyettesítés, pl. plays játszik helyett play játszani. A mindig ragozó olaszban elhagyás nem, sokkal inkább paradigmatikus helyettesítés fordul elő, pl. dormono alszanak helyett dorme alszik, míg a svédben gyakori az infinitívuszal való helyettesítés, amely azonban nem azonos a ragozatlan tővel, pl. klipper vág helyett klippa vágni. A gazdag igei alaktan a franciában is speciális egyszerűsítéseket eredményez. A németre jellemző bonyolult, az igealakok ragozásával is összefüggő szórend sajátos, az angolban és az olaszban nem tapasztalt nehézségeket okoz a nyelvi zavaros gyerekek számára. A héber és olasz összevetéséből pedig az derül ki, hogy a nem végső, azaz nem szóalakzáró morfémák (klitikumok, infixumok) sérülékenyebbek, nehezebben feldolgozhatók a végsőknél. A tünetek tehát jórészt nyelvspecifikusak, ami azt is jelenti, hogy nehéz egyetemes, nyelvfüggetlen korlátozottságot kimutatni a nyelvfejlődési zavarok hátterében. Ugyanakkor tény, hogy a tünetek variabilitása mögött a vizsgált nyelvek mindegyikében kivéve a kínait tettenérhető volt a grammatikai morfológia korlátozottsága. Ez azonban sohasem kategorikus, inkább fokozatbeli eltérés: a nyelvi zavaros gyerekek is használnak grammatikai morfémákat, csak arányaiban kevesebbszer helyesen, mint tipikus fejlődésű társaik. A 193

204 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai nem túl magas arányban, de mégiscsak megfigyelhető túláltalánosítások is a grammatikai morfológia produktív, bár alacsonyabb színvonalú alkalmazásáról tanúskodnak. A nyelvek eltérése nem triviális módon kapcsolódik az elméleti magyarázatokhoz is. Könnyen elképzelhető, hogy a specifikus nyelvfejlődési zavar ugyanazon vagy hasonló a nyelvben érintett kognitív erőforrásoknak az adott nyelv strukturális jellemzőire sajátos megzavart felhasználásait tükrözi. A morfológiai zavarok jellege például lehet azért változékony, mert mindegyik esetben a nyelvi szintek közötti integráció, az interface megalkotásában érintett munkaemlékezeti folyamatokkal kapcsolatos. Lehet, hogy ezen a téren is hasonló tipológiára lesz majd mód és szükség, mint a nyelvfeldolgozás tekintetében, ahol a nyelvtípusra sajátos feldolgozási módokat lehet feltételezni (Gergely, 1991; Pléh, 1998) Elméletek az SLI magyarázatára A nyelvpatológia kiindulópontként tiszta és nyelvspecifikus disszociációkat sugall az SLI esetében: nyelvfejlődési elmaradást feltételez érintetlen kognitív fejlődés mellett és drasztikus negatív környezeti hatások hiányában. A valóban tiszta fenotípusában valamilyen alaktani, illetve illesztési zavarról van szó, ahol például a fonológia és az alaktan, vagy az alaktan és mondattan egymásra vetítése szenved zavart. A 9.2. táblázat a nyelvfejlődési zavar elméleteit abból a szempontból csoportosítja, hogy nyelvspecifikus, világosan disszociálódó (bal oldal), nyelvfeldolgozási (középső oszlop) vagy általánosabb feldolgozási, illetve kognitív magyarázatot (a táblázat jobb oldala) kínálnak-e táblázat táblázat. Az SLI magyarázó elméletei Nyelvtani elméletek Feldolgozási nyelvi elméletek Általánosabb kognitív elméletek Egyeztetés hiány (Gopnik, Clahsen) Sekély morfológia és morfológiai feldolgozási problémák (Leonard) Akusztikus szekvenciális feldolgozás zavara (Tallal) Szabályformális zavar (Gopnik, Pinker) Szintaxis-alaktan (Fletcher) illesztés Munkaemlékezeti zavar (Gathercole) Fennmaradó opcionális infinitivuszi korszak (Wexler) Szótanulási nehézséghez vezető Procedurális emlékezeti rendszer feldolgozási deficit (Marchman és abnormális fejlôdése (Ullman) Bates) Reprezentációs zavar (van der Lely) Többtényezős (Bishop) Az SLI elméleti alapú magyarázatainak három alapvető típusa van (hasonló osztályozásra lásd Levy és Kavé, 1999). Az első magyarázattípus a meghatározásnak azt az elemét hangsúlyozza, hogy itt sajátosan a nyelvtanra érvényes zavarról van szó, és általában moduláris elmefelfogásból kiindulva feltételez specifikus sérülést a nyelvtani reprezentációkban. A második elmélettípus nyelvi, de feldolgozási zavart tételez fel. Vagyis a deficit nem reprezentációs, hanem a reprezentációk kezelésének nehézségein alapszik. A harmadik felfogás viszont, miközben az átfogó kognitív zavarokat szintén elveti magyarázatként, például normál övezetbe tartozó intelligenciát feltételez, felteszi, hogy olyan specifikus nemnyelvi kognitív képességek zavarai adják a nyelvi zavarok alapját, amelyek kulcsfontosságúak a nyelvelsajátításban, és amelyeknek a nyelven kívül is megnyilvánulhat a hatása. Ezek a magyarázatok sajátos neurobiológiai értelmezést is kaphatnak. A nyelvtani moduláris modellekben ez a Broca-terület valamilyen fejlődési zavarát jelenti. A neurális háttérre vonatkozóan a legkidolgozottabb elképzelés Ullmané, aki szerint a specifikus nyelvi zavarban jelentkező szabálykiemelési és -alkalmazási gyengeség egy általánosabb procedurális tanulási és emlékezeti deficit következménye, és a procedurális emlékezeti rendszer neurális struktúrái sérülésének a következménye. Ullman (2001) elmélete szerint a kialakult nyelvi képesség két különböző általánosabb emlékezeti rendszerbe illeszkedik. A hang-jelentés megfeleléseket tároló mentális lexikon a deklaratív memória halántéklebenyi és a ventrális vizuális rendszerhez kötődő struktúráira épül, az absztrakt szabályokon alapuló produktív kombinatorikus műveleteket végző nyelvtan a procedurális emlékezeti rendszer képleteihez, főképp a frontális kéreg alsóbb részeihez, a Broca-területhez, a bazális ganglionokhoz, a kisagyhoz és a dorzális látópályához köthető. A specifikus nyelvfejlődési zavar, a 194

205 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai Broca-afázia és a Parkinson-kór mind a szabályrendszernek megfelelő struktúrák sérüléséhez, a procedurális emlékezet zavarához kapcsolódnak, míg a Wernicke-afázia, a Williams-szindróma és Alzheimer-kór esetén inkább a deklaratív emlékezeti rendszer sérülése vezet nyelvi zavarokhoz, a kettős disszociációs elvnek megfelelően (Ullman, 2001).Areprezentációsan kevésbé elkötelezett felfogások csökkent vagy éppen fordított aszimmetriát mutatnak ki az elülső területeken (De Fossé és mtsai, 2004) vagy a parietális lebenyben (Ors és mtsai, 2005) Nyelvtani elméletek A nyelvtani zavar alapja valamilyen eltérés a formális mondattani szerve-ződés valamilyen alapvető mutatójában. Rice és Wexler (1995) a normál fej-lődésből kiindulva vezetik le SLI-elméletüket. Szerintük az SLI-os gyerekek nyelvi viselkedése megrekedt a fejlődésnek azon a szintjén, amit a szerzők opcionális infinitívuszi szakasznak neveznek. Ebben a szakaszban a gyerekek választhatónak tartják nemfinit alakok használatát olyan kontextusokban, amelyek egyébként finit igéket kívánnak meg, amint azt az angolban az E/3 - s és a múlt idő -ed ragjának gyakori elhagyása mutatja. Ezzel tehát a szerzők a specifikusan az egyeztetésre vonatkozó nyelvtani tudás elhúzódó éretlenségét hangsúlyozzák. Ez részben egybevág más elméletek, pl. Gopnik és Crago (1991) egyeztetési zavar feltételezésével, s mindenképpen felébreszti a gyanút, hogy itt sajátosan az angolra jellemző problémákról van szó. A generatív grammatika jegykontrolláló mechanizmusainak károsodását sejti az SLI hátterében van der Lely (pl. van der Lely és Stollwerck, 1998). A függőségi viszonyok reprezentációs deficitje szerintük az SLI lényege. A nyelvi zavaros gyerekek egy alcsoportja, a tisztán grammatikai zavart mutató (gsli) gyerekek képtelenek a távoli függőségek jegyellenőrzési műveleteire a szintaktikai faszerkezet felépítése során. Ennek következtében nehézségeik vannak a mondattani függőségi viszonyok kiépítésében, nem sikerül mindig ellenőrizni a főnév vagy az ige nyelvtani jegyeit a szintaktikai szerkezeten belül. Így deficitet mutatnak a nyelvtani egyeztetés terén, de az anaforák és névmások referenshez kötésében is. A legelterjedtebb nyelvészeti felfogások szerint az alaktan a grammatika legérzékenyebb része, ez az az összetevő, ahol a legjellemzőbb SLI zavarok lépnek fel. A híres, familiáris beszédgyengeséget mutató K. E. családdal folytatott vizsgálatai alapján Gopnik és Crago (1991) azt feltételezték, hogy elképzelhető specifikus sérülés a nyelvtan egy aspektusában, egyes nyelvtani jegyek használatában, ami olyan kijelentésekben nyilvánult meg, mint a He go, They goes ahelyett, hogy azt mondanák, hogy He goes és They go. Hipotézisüket jegyvaksági feltevésnek nevezték el, miután szelektív deficitet találtak az időt és egyeztetést jelölő ragok használatában mind a produkció (spontán beszéd és álszótesztek), mind a feldolgozás (megértés és grammatikalitási ítéletek) terén. A fentinél specifikusabb hipotézist fogalmaz meg a specifikus egyeztetési deficitről író Clahsen (1991). Bár elmélete korábban van der Lelyéhez hasonlóan tágabban értelmezett függőségi jegyértelmezésbeli károsodást feltételezett, újabb változatában már kimondottan egyes egyeztetésre vonatkozó nyelvtani jegyek károsodását tartja a nyelvi zavar okának. Német nyelvi vizsgálatai alapján úgy véli, SLI-ban a szemantikai interpretáció nélküli egyeztetési jegyek elsajátítása okoz nehézséget. Fletcher (1992) rámutatott arra, hogy az angolban az ilyen gyermekeknél talán nem is annyira az egyeztetés, mint a morfológiai és szintaktikai szerepek egymáshoz viszonyításával kapcsolatban vannak problémák. A gyermek, mint erre magyar adatok is vannak (Vinkler és Pléh, 1995) nemigen képes összekapcsolni az alaktani jegyeket a megfelelő mondattani szerepekkel. Olyan párbeszédek mutatják ezt, mint például Mivel vágjuk a papírt? Olló. Vagyis a zavar nem pusztán alaktani lenne, hanem az alaktan-mondattan illesztés (interface) zavartsága lenne az alapja. A SLI gyermek jellegzetes hibázása a magyar esettanulmány szerint a gyakori ragok túláltalánosítása (a tárgyrag abundanciája), a vonzattévesztések bonyolultabb szerkezeteknél, illetve, különösen későbbi életkorban, a helyettesítés: a bonyolultabb, több, illetve ritkább vonzatú ige felcserélése egyszerűbb igékkel. Pinker (1991, 1999) és Clahsen (1999) az egyeztetés problémája helyett a disszociatív fejlődési logikát alkalmazva egy átfogóbb neurokognitív értelmezést is kapó alaktani zavarra utalnak. Ennek strukturális és neurobiológiai lényege, hogy a nyelv az elülső (Broca) agyi területekhez kapcsolódó szabályrendszer, és a hátsóbb agyi részekhez (Wernicke) kötődő elemrendszer, a nyelvtan és a lexikon kettősségéből épülne. A disszociációs logika szerint a nyelvspecifikus fejlődési zavarok szabálykiemelési gyengeség következményei. Ez manifesztálódna abban, hogy a rendhagyó és a szabályos alakokat ugyanúgy kezelik: a szabályos alakokat is elemenként jegyzik meg, náluk ugyanis az elemtároló rendszer működne, s ez lenne a kompenzáció alapja is Nyelvi feldolgozási elméletek 195

206 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai Leonard felszín-hipotézise szerint (pl. Leonard, 1998) a hallási percepciós sérülés következtében nehéz a perceptuálisan kevéssé kiemelkedő grammatikai morfémák mint az -ed és a -s észlelése. Ha pedig bizonyos fonetikai kontextusokban, pl. szóvégi mássalhangzó-klaszterekben nem észlelik az egyeztetési morfémák allomorfjait, az következetlen nyelvi tapasztalatszerzéshez vezet, és problémákat okoz a morfológiai paradigmák kiépítésében. Az SLI-osok nehézsége tehát nem az adott nyelvtani reprezentációk eleve adott sérülésében van, hanem korlátozott kognitív képességekből fakad, ami a reprezentáció kiépítését okozza. Bates és kollégái (Marchman és Bates, 1994) szerint a nyelvtan megjelenése a fejlődés során egy kritikus szókincsméret eléréséhez kötött. Tagadják a grammatikai és a lexikai fejlődés disszociációját, szerintük a korai életszakaszban utóbbi megelőzi és előfeltételezi a másikat. A nyelvfejlődési zavar alapja Batesék szerint az általános feldolgozásbeli elmaradás okozta szótanulási nehézség. Ezeknél a gyerekeknél több előfordulásra van szükség egy szó elsajátításához, ami lassú szókincsfejlődést okoz. Tekintve, hogy a nyelvtan elsajátítása egy bizonyos életkoron túl (szenzitív periódus) már kevéssé hatékonyan megy, a szótanulás elmaradása maga után vonhatja a grammatikai fejlődés zavarát is Kognitív elméletek A nyelvi zavar munkamemória-hipotézisét Baddeley, Gathercole és Papagno (1998) fogalmazták meg, bár már korábban is ismertek voltak a különféle nyelvi zavarokkal küszködő, pl. diszlexiás gyerekek emlékezeti nehézségei. Baddeley-ék csökkent álszó- és számsorismétlési terjedelmet mutattak ki nyelvi zavaros gyerekeknél. Ez a tünet annyira jellemző, hogy a klinikumban az álszóismétlési tesztek bevett nyelvizavarprediktív eljárásoknak számítanak, bár érdekes, hogy az SLI és a diszlexia elkülönítésére nem alkalmasak. Paula Tallal (Tallal és Piercy, 1973) régóta hirdeti, hogy az SLI nyelvi jelenségtanához elemi akusztikai feldolgozási zavarok vezetnek. Az SLI jelölt gyermekek már igen korai életkorban zavarokat mutatnak a gyorsan változó akusztikai ingerek feldolgozásában. Ez azt jelenti, hogy változó magasságú szinuszos hangoknál a két hangot közelítve náluk sokkal kisebb távolságoknál vezet ez összeolvadáshoz, mint az átlagos gyermekeknél. A nyelvi tünet keletkezésének logikája egyszerű. Ha valaki nem hallja vagy nem jól különíti el a gyorsan változó hangokat, akkor pl. nem hallja jól az eat és eats, vagy a magyarban a mókus és mókust eltérését, ami elégtelen nyelvtani distinkciókhoz vezet. Vagyis az elemi akusztikus feldolgozási zavar a kritikus fonéma megkülönböztetések elégtelen voltához vezetne, ez pedig grammatikai megkülönböztetések hiányosságához. Maga a használt akusztikai próba igen egyszerű: különböző magasságú szinuszos hangokat prezentálnak, s az összeolvadási küszöböket mérik a hangokat egymáshoz közelítve. Benasich és Tallal (2002) részletes technikai beszámolója szerint 100 és 300 millisecundumos hangokat adva egymásután a két hang közti intervallumot csökkentik. Az összeolvadási küszöb beszédzavaros családi etiológiájú csecsemőknél 146 ms, míg negatív családi anamnézisnél 70 ms. Ezek az elemi akusztikus magyarázatok fontos kompenzációsrehabilitációs kutatásoknak is teret adtak. Tallal és munkatársai (1996; Merzenich és mtsai, 1996) kimutatták, hogy lassított akusztikus átmenetekkel való gyakorlás radikálisan csökkenti az SLI gyerekeknél a grammatikai szimptómákat. Ullman és Pierpont (2004) szerint a nyelvi zavaros gyerekek tünetei mögött a produktív nyelvtani rendszert kezelő procedurális rendszer deficitje áll, a lexikális funkciókért felelő deklaratív rendszerek megtartottsága mellett. Feltevésüket más fejlődési zavarok, így pl. a Williams-szindróma területéről származó vizsgálatokkal is próbálják igazolni. A Williams-szindrómások nyelvi teljesítményében éppen az SLI-osokéval ellentétes tendencia, a nyelvtani szabályalkalmazás épsége mellett a lexikon gyengesége figyelhető meg egyes kutatók szerint. Ullman és Pierpont (2004) szerint ez bizonyíték a szabálykomponens és a lexikon, az idegrendszerre vetítve a procedurális és deklaratív rendszerek kettős disszociációjára Az SLI genetikája: A moduláris doktrínától a leíró genetikáig A humán nyelvi képességet egy elszigetelt mentális modul működésének tulajdonító felfogásból következik, hogy kell lennie olyan zavarnak, amely csupán a nyelvet érinti, vagyis nem jár együtt kognitív zavarokkal (ilyen az SLI kategóriája), és ugyanakkor öröklött. Eric Lenneberg (1974) első írásai óta él az a gondolat, hogy ez a disszociáció adhat igen erős érvet a generatív nyelvtan feltételezte moduláris disszociáció mellett. Emellett régi megfigyelés a gyógypedagógiában, hogy a beszédzavar és a nyelvi zavar bizonyos családokban halmozottan fordul elő, azaz legalábbis a hajlam örökletes lehet. Hasonlóképpen, a hagyományos genetikai megfontolások kiindulópontja a gyakran megfigyelt együttjárás a gondozói és a gyermeki beszédszerveződés problémái között. Mint a 9.3. táblázatban összegzett adatok mutatják, a nyelvi zavar tüneteivel kezelt gyermekeknél a zavarkonkordancia biológiai szülők esetében jóval nagyobb, mint a nevelőszülőknél, a leg-erősebb pedig a gyermekkel együtt élő biológiai szülő és a gyermek 196

207 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai nyelvi zavarai közötti összefüggés. Ez arra utal, hogy a genetikai meghatározottság mellett van némi környezeti alapú együttjárás is táblázat táblázat. A gyermek nyelvfejlődési problémái (%-os előfordulás) a nevelô közeg beszédfejlődési problémáinak függvényében (Felsenfeld és Plomin, 1997 nyomán) Nevelőszülő nyelvi zavarral 11% Biológiai szülő nyelvi zavarral 25% Gyerekkel élő biológiai szülő nyelvi zavarral 33% A szülő-gyermek együttjárások vizsgálata a klasszikus genetikában természetesen kiegészül az ikerkutatásokkal. Kovac és munkatársai (2002) olyan adatokra hivatkoznak, amelyek szerint egypetéjű ikreknél 0.70, kétpetéjűeknél pedig 0.46 a specifikus nyelvi zavar konkordanciája, vagyis annak esélye, hogy ha az egyik gyermeket SLI-osként azonosították, akkor a másiknak is van nyelvi zavara. Stromswold (2000) számos vizsgálatot áttekintő összefoglalója szerint az SLI-os esetek 46%-ában a rokonoknál is volt valamilyen nyelvfejlődési eltérés. A 9.4. táblázat mutatja ugyanebből a tanulmányból három különböző, kiterjedt ikerkutatásból származó konkordanciaadatokat táblázat táblázat. Ikerkutatási konkordanciák a nyelvi zavar előfordulásában SLI-os ikertestvéreknél (Stromswold, 2000 nyomán) Egypetéjű ikrek Kétpetéjű ikrek 0,86 0,48 0,70 0,46 0,96 0,69 Bishop (2001) széleskörű és igen körültekintő kategóriákat alkalmazó vizsgálata kiterjedt az ikertestvérek idővel megszűnt zavaraira is. Ezeket is számításba véve, egypetéjű ikreknél a nyelvi zavarok 95 %-ban, míg kétpetéjűeknél csak 45 %-ban járnak együtt. Mindez erősen a genetikai meghatározottság mellett szól. Bishop és munkatársai a heritabilitási adatok igen pontos feldolgozásán túl a nyelvi fejlettségre vonatkozó felméréseket is végeztek az ikerpároknál (Kovac és mtsai, 2005). Az SLI egyes altípusaiból kiindulva arra voltak kíváncsiak, hogy a különböző kognitív magyarázó tényezők így az akusztikus ingerek feldolgozása, a fonológiai rövid távú emlékezet zavara és az öröklöttség között van-e valamilyen összefüggés, vajon vannak-e inkább öröklött és inkább szerzett altípusai az SLI-nak. A 9.2. ábra az akusztikai feldolgozás, illetve a munkaemlékezet zavarának előfordulási gyakoriságát mutatja SLIban. 197

208 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai 9.2. ábra. Az átlagosnál jóval gyengébb teljesítmény előfordulása akusztikai feldolgozási és munkaemlékezeti feladatokban SLI gyermekeknél (Bishop, 2001 nyomán) Ezek szerint a verbális munkamemória és az akusztikai feldolgozás zavarának együttes előfordulása esetén különösen nagy az SLI kockázata, egyenként tekintve őket pedig úgy tűnik, az előbbinek van nagyobb jelentősége. Az egy-, illetve kétpetéjű ikerpárok közti kontraszt is arra utal, hogy a munkaemlékezet zavarának örökölhetősége jóval nagyobb, mint az akusztikai feldolgozási képességé (9.5. táblázat) táblázat táblázat. Iker konkordanciák a nagyon gyenge emlékezeti és akusztikai teljesítményben (Stromswold, 2000 nyomán) Egypetéjű Kétpetéjű Akusztikus feldolgozási zavar 0,60 0,49 Munkaemlékezet-zavar 0,64 0,28 A 9.3. ábrán látható e két kognitív tényező hatása az egyes vizsgált nyelvi mutatókra, így a nyelvtani szerkezetek feldolgozására (TROG, l. fent), a szociális helyzetek konvencióinak megértésére és kifejezésére (WISC Általános megértés próba), az álszóismétlésre és a megnevezésre. 198

209 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai 9.3. ábra. Az átlagos (+) és az igen gyenge (-) munkaemlékezeti és akusztikai feldolgozási teljesítmény összefüggése a nyelvi feladatokkal SLI-os csoportokban Bishop (2001) általános konklúziója szerint az SLI genetikailag prediszponált típusáért a munkaemlékezet örökletes eltérései a felelősek, míg a másik fő altípus feltehetően korai szerzett hatásoknak tudható be. Ezt a meglepő disszociációt többváltozós útelemzések támasztják alá. Newbury és munkatársai (2005) egy újabb összefoglaló dolgozatukban a 9.4. ábrán látható több kockázati tényezős modellt vázolják, mely szerint az SLI két független genetikai és egy környezeti kockázati tényező együttes előfordulásakor alakul ki nagy valószínűséggel. Ehhez hasonló van der Lely (2005) többkomponensű modellje, amely a grammatikai képesség specifikus sérüléséhez vezető mozzanatokat keresi, de az SLI heterogenitását szintén elismeri ábra. Két genetikai és egy környezeti kockázati tényező kumulatív szerepe az SLI keletkezésében Bishop csoportja szerint (Newbury, Bishop és Monaco, 2005 nyomán) Az elsőként Gopnik (1990a; Gopnik és Crago, 1991) által tanulmányozott K. E. család érintett tagjainál a nyelvi képességen belül is csak a már említett alaktani zavarok voltak megfigyelhetők, a 9.5. ábrán látható öröklésmenetnek megfelelően. 199

210 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai 9.5. ábra. Gopnik klasszikus családfája az SLI öröklődéséről. A piros színnel jelzett családtagok mutatják a zavart (Gopnik, 1990a nyomán) A család később részletes leíró genetikai kutatások tárgya lett, és a 7. kromoszómán azonosított egyértelmű genetikai károsodást írtak le náluk, az azóta sokat hivatkozott 7q31 régióban (Lai és mtsai, 2001). Egyetlen család részletes leírásának elméleti szempontból két érdekes mozzanata van. Felmerült, hogy maga a zavar jelenségtani alapja talán tágabb oro-faciális apraxia lehet náluk (Vargha-Kadem és mtsai, 1998), s talán az érintett gén is egy átfogóbb szekvenciális mozgásszerveződésért felelős locuson lenne. Összehasonlító vizsgálatok arra utalnak, hogy ennek a génnek többek között a beszédet is lehetővé tevő arc- és állkapocsmozgásokban van szerepe. Másrészt az ezt követő viták felvetették azt is, hogy ez a család talán az SLI egyik típusát képviseli, és nem a teljes spektrumot (Bishop, 2002). Az első leírások óta a 7. kromoszómán található FOXP2 gén nagy karriert futott be. Nevezték nyelvi génnek, majd amikor feltárták, hogy már a rágcsálók genomában is megvan, hol specifikusnak, hol jelentéktelennek tartották. Marcus és Fisher (2003) mértéktartó beszámolója, miközben összefoglalja ezt a nyomozást, rámutat arra, hogy a relevanciához nem kell feltételeznünk egy teljesen specifikus nyelvi gént. Fisher (2005)összefoglalója pedig ezen a vonalon elindulva azt mutatja be, hogy a FOXP2 locus sajátosan érintett a nyelvi szerveződésben. Működése során az agyban fejti ki hatását, és feltehetően kérgi-kéregalatti kapcsolatokat szabályoz. Az emberré válás során a beszédmozgás könnyebb szerveződését tette lehetővé egy mutánsa, gyors elterjedését feltehetően ez okozta. A megváltozott FOXP2 génnel bíró egyedeknek szelektív előnyük lehetett a hangzóközlésben a beszédmozgató központokat irányító jobb motoros készségek révén. Ez az előny az új FOXP2 forma gyors terjedéséhez vezethetett a népességben, feltéve, hogy a hangzóközlés már fontos volt az emberi viselkedésben ( o). Vagyis sem az SLI altípusai, sem a feltételezett evolúciós menet tekintetében nem a nyelvi génről van itt szó, hanem egy olyan mozgáskoordinációt szabályozó génről, mely a nyelv bizonyos vonatkozásaiban kulcsfontosságú Nyelvi zavar és értelmi fogyatékosság Számos fejlődési zavarnak vannak speciális nyelvi következményei. Ezeket itt nem tekintjük át, az autizmus fejezet jó példát mutat rájuk. Sajátosabb, bár itt szintén nem tárgyalt kérdés az SLI és a diszlexia viszonya. Egyes vélekedések szerint e két zavar nem különül el egymástól élesen, inkább egyes tünetek súlyosságának mentén felállított kontinuumon helyezhetők el. A megfigyelhető viselkedés szintjén, így a beszélt nyelvi, illetve az olvasási képességben jelentős átfedés figyelhető meg a két csoport között, és hasonló a neurobiológiai, etiológiai háttér és az egyéb kognitív tényezők mintázata is, ahogy azt Bishop és Snowling (2004) összefoglaló tanulmánya bemutatja. Ebben a részben azonban csupán két olyan genetikai fejlődési zavarral foglalkozunk, amelyek értelmi fogyatékossággal járnak, és amelyekre vonatkozóan magyar adataink is vannak A Williams-szindróma kognitív és nyelvi profilja: nemzetközi adatok 200

211 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai A Williams-szindróma (WSZ) egy ritka ( élveszületésből 1) genetikai alapú fejlődési zavar, amelyet egy pontosan lokalizálható sérülés, a 7 kromoszóma hosszú karján lévő gének mikrodeléciója okoz (Frangiskakis és mtsai, 1996). A fizikai tünetek (tipikus arcvonások, ízületi bántalmak, emésztési, szív- és érrendszeri problémák, gyerekkori hiperkalcémia és a szívből vezető főér szűkülete, Williams és mtsai, 1961; Beuren, 1972) mellett a szindróma enyhe-középsúlyos értelmi fogyatékossággal jár (az IQ átlag 56), amihez azonban a viselkedés és a megismerőképességek egyenetlen és jellegzetes profilja társul. Az értelmi képességek elmaradása az általános problémamegoldási deficitek mellett legsúlyosabban a téri-vizuális megismerésben jelentkezik (Wang és Bellugi, 1994; Jarrold és mtsai, 1999; magyar Williams-szindrómás adatokról l. Racsmány, 2004; Racsmány és mtsai, 2002), ezekhez azonban meglepően jó nyelvi képességek társulnak, ami más értelmi fogyatékossággal élő csoportokra általában nem jellemző. Míg a korai kutatások a nyelv (pl. Bellugi és mtsai, 1988), vagy konkrétabban a nyelvtan (Clahsen és Almazán, 1998; Clahsen és Temple, 2003) szelektív érintetlenségét hangsúlyozták a Williams-szindrómában, a vizsgálatok nagy része ma már azt mutatja, hogy a kétségtelenül figyelemreméltó nyelvi teljesítmény azért gyakran elmaradást mutat a nyelvtani szerkezetekben is, és a nyelvelsajátítás menete is atipikus lehet (Volterra és mtsai, 1996; Karmiloff-Smith és mtsai, 1997, 1998; Thomas és Karmiloff-Smith, 2002). Ezt kiegészíti az a tény, hogy a WSZ felnőttek mentális koruk alapján az öt-hét éveseknek megfelelő szinten működnek, erre az időszakra a nyelvfejlődés jelentős része lezajlik, legalábbis ami a strukturális aspektusokat és a komplex szintaxis kialakulását érinti, ezért a WSZ mintázat önmagában nem igazi érv a nyelv és megismerés függetlensége mellett. A WSZ nyelvi képességek megfigyeléséből és vizsgálatából származó általános kép azt mutatja, hogy a nyelvfejlődés viszonylag késői és nehézkes indulása után a WSZ gyerekek beszéde iskoláskorra figyelemreméltóan folyékony, nyelvtanilag helyes lesz, kiugróan nagy és gyakran választékos szókinccsel és folyamatos fecsegési kényszerrel kísérve (Udwin és Yule, 1990). Mint már említettük, a nyelvi képességek éles ellentétben állnak a megismerő képességeik általános szintjével, de a Williams-szindrómában a nyelvi képességek profilja is egyenetlen. A remek kifejező készség mellett gyakran sokkal korlátozottabb megértési képességet találunk, a beszédük gyakran irreleváns, és szavaik vagy frázisaik gyakran nélkülözik a jelentést. A Williams-szindrómában megfigyelt lexikális furcsaságokat és a meglepően bonyolult nyelvtani szerkezetek használatát néhányan a nyelvtani szabályok és a lexikális folyamatok disszociációjaként értelmezik, szembeállítva a WSZ-mintázatot a fent tárgyalt SLI-profillal. A disszociáció alátámasztására idézik azokat az eredményeket, amelyek szerint a Williams-szindrómások nehezen férnek hozzá a kivételesen ragozott alakokhoz, míg a szabályosan ragozott alakokat helyesen produkálják (Bellugi és mtsai, 1988; Bromberg és mtsai, 1994; Clahsen és Almazán, 1998; Zukowski, 2001). E nézet szerint a Williams-szindrómás gyerekeknél a nyelvtan viszonylag normálisan fejlődik, de ehhez sokkal gyengébb lexikális rendszer társul, aminek következményeként teljesítményüket a kivételes alakok szabályosítása jellemzi (kenyért a kenyeret helyett). Ez az elképzelés a normális nyelvfeldolgozás és produkció kétutas modellein alapul (Pinker, 1991; Pinker és Prince, 1994; Clahsen, 1999), amely szerint a nyelvi fakultáson belül két külön rendszer van, a nyelvtan komputációs szimbólummanipuláló szabályrendszere és a mentális lexikont alkotó asszociatív háló. A nyelven belül e két különálló rendszer fejlődésmenete is eltérő lehet, amint azt a Williams-szindrómás személyek is példázzák, akikről azt állítják, hogy a szabályrendszerük érintetlen, míg a mentális lexikonuk atipikusan működik. A nyelvtan és a lexikon ilyen disszociációja jelentkezik több vizsgálat eredményei szerint a morfológiában, mégpedig úgy, hogy a szabályos ragozású alakok produkciója könnyű és helyes, (pl. talk talked, amelyeket a szabályrendszer generálna), de a kivételes alakok előhívása (pl. go went vagy sing sang, ezeket egészlegesen tároljuk a mentális lexikonban) sérült, és ez gyakran a kivételes alakok szabályosításában nyilvánul meg (Clahsen és Almazán, 1998; Zukowski, 2001). Van, aki vitatkozik a fenti értelmezéssel. Thomas és munkatársai (2001) azzal érvelnek, hogy mivel a tipikus fejlődésű gyerekek is gyengébben teljesítenek a kivételes, mint a szabályos alakok ragozásán, a kivételes alakokon mutatott gyengébb teljesítmény önmagában még nem elég a szelektív deficit feltételezéséhez: Inkább azt kell megmutatni, hogy náluk a múltidőképzés szintje gyengébb, mint amit a nyelvi fejlettségük szintjét figyelembe véve várnánk (147. o). Az ő adataik azt mutatják, hogy az életkori kontrollcsoporthoz képest a WSZ csoport teljesítménye általában véve gyengébb, és a különbség nagyobb volt a kivételes, mint a szabályos alakok esetében. Az egészében vett teljesítmény hasonlóképpen gyengébb volt a WSZ csoportban akkor is, amikor a verbális mentális kort kontrollálták, de a különbség ebben az esetben nem volt nagyobb a kivételesek, mint a szabályosak esetében. Thomas és munkatársai szerint ezek az eredmények azt mutatják, hogy nincsen szelektív kivételes, vagyis lexikális deficit a WSZ csoportban, de mivel a WSZ nyelvi rendszer szerintük deviáns és túlságosan részletes, s robusztus általánosításokat akadályozó fonológiai reprezentációkkal operál, a Williamsszindrómások kisebb mértékben általánosítják a ragozási mintázatokat új szavakra. Mindezek amellett szólnak, hogy a nyelvi fejlődés Williams-szindrómában nemcsak megkésett, de atipikus mintázatot is mutat. 201

212 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai A fenti áttekintésben láttunk érveket amellett, hogy egyrészt a nem-nyelvi megismerőképességek és a nyelv, másrészt a nyelven belüli alkomponensek kettős disszociációt mutatnak Williams-szindrómában és SLI-ban. Ezeket a kettős disszociációkat a nyelv modularitása és a mentális lexikon és mentális nyelvtan egyértelmű szétválaszthatósága melletti érvként hozták fel. Kevés közvetlen összehasonlítás történt, Stojanovik és munkatársainak (2004) a vizsgálata ilyen. A WSZ és SLI csoportokat verbális és nemverbális mutatókon is összevetették. Eredményeik szerint világos disszociációt mutat a két csoport a nemverbális mutatókon, a standard nyelvi tesztek és egy narratív alapján számított verbális mutatókon azonban az elvárásokkal ellentétben jelentős mértékű volt a hasonlóság, még a morfoszintaxis tekintetében is. Mindkét csoport teljesítménye 1 2,5 szórással gyengébb volt az életkori normáknál, és a teljesítményprofil gyakran átfedésben volt, sőt előfordult, hogy az SLI csoport teljesített jobban. Saját vizsgálataink (Lukács és mtsai, 2005) is azt mutatják, hogy a Williams-szindrómás és SLI csoportok nyelvi teljesítménymutatóinak szembeállítását nem lehet a mentális nyelvtan és a lexikon éles elkülönülése melletti érvként felhozni. Valójában a teljesítménymintázatok nemcsak a két nyelvi elmaradást mutató csoportban (WSZ és SLI), de a tipikus fejlődésű gyerekeknél is hasonlóak. Ezek az eredmények annak a lehetőségét is felvetik, hogy a verbális-nemverbális disszociáció nem tipikus Williamsszindrómás profil. Annak ellenére, hogy nincs világos nyelvi disszociáció a WSZ és az SLI között, vannak olyan kisebb különbségek, amelyek az alapjában véve hasonló profillal együtt magyarázatra szorulnak Magyar adatok a Williams-szindrómáról Az elmúlt néhány évben számos vizsgálatot végeztünk magyar Williams-szindrómásokkal a nyelvi profil részletes feltárására és az irodalomban felmerülő kérdések tisztázására. Az alábbiakban ezeknek az eredményeit foglaljuk össze röviden (részletesebb leírást l. Lukács, 2005; Lukács és mtsai, 2005). A gyakoriság mint lexikonszervező elv tesztelésére irányuló két vizsgálat közül egyik sem mutatott atipikus gyakorisági hatásokat Williams-szindrómában. A nyolckategóriás fluenciavizsgálat és a képmegnevezési teszt eredményei is szembenállnak azzal a magyarázattal, amely a WSZ nyelvhasználat furcsaságait csökkent gyakorisági hatásokkal magyarázza. A WSZ nyelvtani képességeket vizsgáló feladatokban nem találtunk bizonyítékot a nyelvtan szelektív érintetlensége mellett. A TROG magyar változatának eredményei azt mutatják, hogy több szerkezet megértése is szignifikánsan nehezebb a WSZ, mint a kontrollcsoport számára, bár a különböző szerkezetek egymáshoz viszonyított nehézsége nagyon hasonló volt a két csoportban. Ezt a következtetést erősítették meg a morfológia-feladat eredményei is. Bár a szabályos és kivételes ragozás más WSZ vizsgálataihoz hasonlóan a WSZ csoport jobb teljesítményt mutatott a szabályos, mint a kivételes formákon, ugyanezt a mintázatot mutatta a kontrollcsoport is. A kontrollcsoport teljesítménye felülmúlta a WSZ csoportét, de ez éppúgy igaz volt a szabályos, mint a kivételes alakokra. Ez a WSZ-lexikon szelektív sérülése és a WSZ-nyelvtan szelektív érintetlensége ellen szól, és azt mutatja, hogy a magyar Williams-szindrómásoknak a nyelvtan területén is lehetnek nehézségeik. Két további vizsgálatban a szótanulást meghatározó mechanizmusokat próbáltuk felderíteni, és azt vizsgáltuk, hogy a Williams-szindrómások, az autista személyektől eltérően képesek-e egyszerű pragmatikai jelzésekre támaszkodni egy új szó jelöletének kiválasztásában. A WSZ résztvevők a kontrollszemélyekhez hasonlóan képesek voltak a beszélő tekintetének irányát és bonyolultabb társas jelzőmozzanatokat is figyelembe venni egy új szó jelöletének kiválasztásában, és a két csoport teljesítménye hasonlóan romlott, amikor ezek a jelzések nem voltak elég egyértelműek. A téri nyelv vizsgálata Williams-szindrómásoknál sokak szerint a nyelv-megismerés interakció tanulmányozásának kitüntetett terepe. Az általunk végzett vizsgálatok azt mutatják, hogy nem igazán tanulhatunk újat erről a viszonyról ennek a klinikai csoportnak a vizsgálatából. Teszteltük a téri névutók és ragok produkcióját és megértését, és bár az eredmények szerint a Williams-szindrómások teljesítménye gyengébb volt a kontrollokénál, a téri viszonyok és ösvények tekintetében ugyanazt a mintázatot mutatták, mint a kontrollcsoport. Két eredmény alapján is a téri kifejezések nyelven belüli szelektív sérülése ellen érvelünk. Először is a WSZ csoport a kontrollcsoporthoz hasonlóan jobban teljesített a téri kifejezések megértésében, mint produkciójában: eszerint könnyebben konstruálnak meg egy téri elrendezést a nyelvből kiindulva, és a nagyobb nehézséget egy téri elrendezés megfelelő nyelvi leképezése jelenti. Másodszor, a mondatkiegészítéses vizsgálat egy tisztán nyelvi feladatban, ahol a résztvevőknek nem egy valódi téri elrendezés leírására kell támaszkodniuk, nem mutatott különbséget a WSZ és a kontrollcsoport között. A legtöbb vizsgálat tehát nyelvi elmaradást mutatott a Williams-szindrómásoknál, még a verbális kontrollcsoporthoz viszonyítva is, a lexikont és a nyelvtant megmozgató feladatokban is. Nem találtunk erős 202

213 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai érveket olyan atipikus teljesítménymintázatok mellett, amelyek ne feleltek volna meg a tipikus nyelvfejlődés valamely szakaszának. A 9.6. táblázat összefoglalja nyelvi vizsgálataink eredményeit táblázat táblázat. A Williams-szindrómás csoport teljesítményének szintje és mintázata a verbális kontrollcsoportéhoz képest. A második oszlopban a + azt jelöli, ha a két teljesítményszint megegyezett, a < olyan eseteket jelöl, ahol a WSZ-teljesítmény elmarad a verbális kontrollokétól. A harmadik oszlop azt mutatja, hogy a teljesítménymintázat ugyanolyan volt-e a két csoportban: itt a + hasonló mintázatot, a pedig eltérő mintázatot jelöl Vizsgálat WSZ-teljesítményszint WSZ-teljesítménymintázat 1. Szókincs teszt < + 2. Szemantikus fluencia TROG < + 4. Szótanulás pragmatikája Szabályos és kivételes morfológia < + 6. Nyelvtani helyesség megítélése < 7. Anaforaértelmezés Téri kifejezések produkciója és megértése 9. Mondatkiegészítés téri esetragokkal < A Down-szindrómások nyelvi képességei A specifikus nyelvi zavarral és a Williams-szindrómával összevetve érdekes képet mutat egy harmadik fejlődési zavar, a Down-szindróma (DSZ) képességvizsgálata is. A szintén pontosan azonosítható genetikai rendellenesség DSZ-ben is értelmi fogyatékosságot eredményez, körülbelül a Williams-szindrómára jellemző intelligenciatartományban, ebben a csoportban azonban a nyelvi képességek is súlyos deficitet mutatnak. Felületes megközelítésben a DSZ-WSZ és a DSZ-SLI összehasonlítások is a nyelv megismerési képességektől való függetlensége mellett szólhatnak. A Down-szindrómával élők nyelvi képességeinek a vizsgálata általában azt mutatja, hogy a nyelvi teljesítmény késést mutat, deviáns struktúrák vagy atipikus fejlődési mintázatok nélkül. A teljesítményt inkább az értelmi fogyatékosság súlyossága és nem az életkor jósolja be, de gyakran még a mentális korhoz képest is gyengébbek a nyelvi képességek. Néhányan azonban amellett érvelnek, hogy a DSZ nyelvi képességek szintjét pusztán a mentális retardáció mértéke nem határozza meg. Fowler és mtsai (1994) a DSZ nyelvi képességek vizsgálatait összegezve arra mutatnak rá, hogy a DSZ nyelvi képességek általában nemcsak az életkorhoz, de a mentális korhoz képest is gyengék, és hogy a nyelvi fejlettség a normális nyelvfejlődésben annak a szakasznak felel meg, amit a MLU szintjük jelez, és általában nem haladja meg egy tipikus fejlődésű kétéves gyerek szintjét. A nyelvi képességek ilyen mértékű gyengesége nem a mentális retardáció általános következménye, ahogy azt a DSZ felnőttek és más mentális retardációval élő csoportok összehasonlítása mutatja. Kernan és Sabsay (1996) azt találták, hogy a DSZ felnőttek más IQ pontszámban illesztett mentális retardációval (MR) élő felnőttekhez képest minden nyelvi mutatón elmaradtak, kivéve a legegyszerűbb lexikális képességeket érintő feladatokat. Különösen nagy elmaradást mutattak a morfológiai és szintaktikai feladatokon. Magyar adataink szerint (Radványi és Pléh, 2002; Radványi, 2005) ez a fogyatékosság szintje szerint illesztett IQ-jú más eredetű értelmi 203

214 9. fejezet - A nyelvi fejlődés zavarai fogyatékosokkal összevetve is igaz. Mint a 9.6. ábra mutatja, a Down-szindrómások minden főnévi ragnál gyengébben teljesítenek, mint a hasonló IQ-jú egyéb fogyatékosok ábra. Magyar Down-szindrómások alaktani nehézségei más fogyatékosokkal összevetve (Radványi és Pléh, 2002) A magyar Down-szindróma kutatás során azt is kimutattuk, hogy a Down-szindrómások sokat emlegetett téri megismerési zavarai megjelennek a téri nyelvhasználatban is. A tipikusan fejlődő négy-hat éves gyermekeknél (Pléh, Palotás és Lőrik, 2002) jellemző a tárgyrésznevek használata egy pohár mint támaszreferencia használatakor (a pohár tetején, a pohár tetejére), és ugyanez érvényes hasonló mentális korú fogyatékosoknál. Ugyanakkor a Down-szindrómások a holisztikus vizuális preferenciáiknak megfelelően nem használnak tárgyrész-neveket, miként a 9.7. ábrán látható ábra. Helyragok és tárgyrésznevek értelmi fogyatékosoknál (Radványi és Pléh, 2002) Kernan és Sabsay (1996) eredményei szerint más MR személyek a hallási szekvenciális emlékezetet mérő feladatokban is felülmúlták a DSZ személyeket. A DSZ csoport gyengébb volt a szekvenciális, mint a szimultán feldolgozásban, de csak az akusztikus modalitásban. A szerzők következtetése szerint a DSZ csoportban megfigyelhető egy, az etiológiával vagy specifikus nem-nyelvi képességek deficitjével magyarázható speciális nyelvi sérülés. 204