Spatiala funktioner. och parietalloben Psykologiska Institutionen

Transkript

1 Spatiala funktioner Psykologiska Institutionen Sahlgrenska akademin, Göteborgs universitet Institutionen för neurovetenskap o fysiologi The Epilepsy Research Group Stroke Research Group Centrumbildning: Stroke Centrum Väst Centre for Brain Repair and Rehabilitation (CBR) Sahlgrenska Universitetssjukhuset Medicinsk rehabilitering, Neuro Spatiala funktioner och parietalloben 1

2 Multimodal interaktion och transformation Lobus parietalis superior Sulcus intraparietalis Spatiala symtom vid skada: Visuospatial desorientering Optisk ataxi/miss reaching Nedsatt visuospatial föreställningsförmåga Konstruktionsapraxi Egocentrisk desorientering Heading desorientering (mediala parietalloben) Gyrus supramarginalis Gyrus angularis Lobus parietalis inferior 2

3 Visuomotoriska transformationer Områden runt Sulcus intraparietalis The parietal eye fields (PEF) Visuell guidning av ögats saccad rörelser. Uppdatering av spatial information vid saccader Visuell guidning hur handen skall formas för att anpassas till ett 3- dimentionellt föremål Visuell guidning när man pekar eller sträcker sig mot något i rummet Culham and Valyear (2006). Human parietal cortex in action. Current Opinion in Neurobiology, 16: Höger hjärnhalva dominant TPJ gränsområde mellan temporal o parietallob - Reorientering av visuospatial uppmärksamhet. Ventrala uppmärksamhetssystemet (Corbetta, et al., 2000) - Sustained attention/alertness (Husain and Rorden, 2003) (- First- person perspective and selflocation : En känsla av att vara en enhet lokaliserad i en viss position i rummet och uppfatta världen från denna position och perspektiv. (ffa. Höger parietallob) (Ionta, Heydrich.. Et al., 2011)) 3

4 - Mental Rotation? Höger hjärnhalva? AT. Sack Selektiv spatial uppmärksamhet (Dorsala uppmärksamhetssystemet) Rikta fokus för uppmärksamheten i rummet (Corbetta, et al., 2000) - Visuospatialt arbetsminne Hålla information : Hålla kvar spatial lokalisation o relation (Höger hemisf. dominant) (Luckmann, Jacobs b, Sack. Action, Saliency, and a Priority Map of the Environment The Neuroscientist (2012) 18(5) The visuomotor functions of posterior parietal areas Jeannerod, Marc; Farnè, Alessandro, 2003 Visuospatial perception Perception av spatiala relationer, som position och avstånd (Höger hjärnhalva dominant?) Jeannerod, 2003 Vänster hjärnhalva dominant Kunskap om rörelsekombinationer som är kopplade till olika redskap Culham and Valyear (2006) Språkliga begrepp som beskriver spatiala relationer, riktningar eller struktur Semantic aphasia/disturbances of logico- grammatical operations (Luria 1973) Kosslyn (1987) categorical processing Grad av medverkan från vänster hjärnhalva vid visuospatiala uppgifter beror på i hur hög grad materialet går att beskriva med hjälp av språkliga begrepp Laeng, (2006) Neuropsychologia, 44,

5 Allocentric Insidan av Parietalloben & Parahippocampal place area Hos råtta/hamster (head direction cells) (grid cells) (place cells) Kontakter med insidan av occipitallob och temporallob Kravitz et al., (2011). A new neural framework for visuospatial processing. Nature reviews neuroscience, vol 12 april Mediala parietalloben (Precuneus och Posterior Gyrus cinguli) Episodic memory retrieval Visuo-spatial internal imagery Self-processing (Central nod i The Default network ) Translation between egocentric and allocentric representations Retrosplenial cortex (RSC) Skapa en sammanhållen visuell scen av det yttre rummet med dess olika visuella objekt/landmärken. Att känna till omgivande topografi. Koordinera mellan egocentrisk orientering och allocentrisk orientering ( Head direction cells??) Allocentrisk referensram från mediala temporalloben Parahippocampal place area Cavanna and TrimbleBrain (2006), 129, ; Kravitz et al., (2011). Nature reviews neuroscience, vol 12 april 5

6 Konstruktionsapraxi Konstruktionsapraxi Tveksamt begrepp - inget enhetligt fenomen, bygger på många olika funktioner (Farah 2003) Skadelokalisation osäker (Trojano & Conson, 2008) : ofta stor infarkt inom arteria cerebri media som bl.a. involverar delar av parietalloben Relativt vanligt fenomen efter hjärnskada Förekommer både efter högersidig och vänstersidig hjärnskada Eventuellt olika symtombilder vid högersidig och vänstersidig hjärnskada 6

7 KONSTRUKTIONSAPRAXI Några resultat Performing a clock drawing task, resulted in right parietal and temporo- frontal correlates impairments in spatial number placement impairments in time setting left parieto- frontal correlates. 133 patients with a single focal lesion in one hemisphere tested > 3 months post lesion (Tranel, Rudrauf, Vianna, & Damasio, 2008) fmri studies have demonstrated bilateral frontoparietal activation when performing drawing tasks (Ino et al., 2003; Makuuchi et al., 2003). KONSTRUKTIONSAPRAXI Några resultat The Rey Osterrieth Complex Figure copy test Lesions in the: right superior parietal lobe angular gyrus middle occipital gyrus were associated with poor performance on the ROCF (Biesbroek et al. (2014) Neuropsychologia, 62, Lesion- symptom maping in 111 first- ever ischemic stroke, ROCF copy test 7

8 Both parietal lobes are involved in drawing: a functional MRI study Makuuchi, M. et al., Cognitive Brain Research 16 (2003) Malcolm; Hecaen; De Ajuriaguerra (1960). Constructional apraxia associated with unilateral cerebral lesions: Left and right sided cases compared. Brain, Vol 83,

9 100 left and 100 right brain- damaged patients Two tasks: Patterns of Drawing Disability in Right and Left Hemispheric Patients Gainotti and Tiacci Neuropsychologia 1970Vol. 8, pp. 379l o 384 (1) Copying drawings copy the designs as exactly as possible on a sheet of paper of the same size as the model. (2) Copying crosses. copy, 10 small crosses (5 on the left, and 5 on the right half of the sheet) - the accuracy of the drawing was not as important as its exact location. Mer hos vänstersidig skada (p<.05) Reduced size of the figures Simplification Increased number of right angles Difficulty in representing angles Patterns of Drawing Disability in Right and Left Hemispheric Patients Gainotti and Tiacci Ingen skillnad (p>.05) Increased number of acute angles Scrawling Alteration in size of the figures Closing- in Increased size of the figures Perseveration Mer hos högersidigt skada (p<.05) Unilateral Spatial Neglect Piecemeal- approach Orientation of drawings Alterations in spatial relations Increased number of lines 9

10 Kosslyn (1987): coordinate relations (höger hjärnhalva dominant) categorical relations (vänster hjärnhalva dominant) Lokal eller global bearbetning Overall, the results provide evidence for relative hemispheric specialization for global and local processing in accordance with previous neuropsychological studies. In addition, the findings demonstrate that early visual processing mechanisms in the prestriate cortex are influenced by an attentional system in temporal parietal areas. sustained attention to either level activates a predominantly right hemispheric network involving temporal parietal and dorsolateral prefrontal regions 10

11 These findings provide the first evidence for a deficit in remapping visual information across saccades underlying right hemisphere constructional apraxia Att hitta Topografisk orientering Topografisk desorientering 11

12 Egocentrisk disorientation Stora problem med rumslig orientering i förhållande till den egna kroppen, ingen riktningskänsla i förhållande till den egna kroppen Även stora problem med visuell desorientering Vanligen högersidig skada eller bilateral? Skadelokalisation inom parietalloben osäker, ofta utbredda skador inom flera områden (posterior parietal) Aguirre and D Esposito (1999) Mental Space Travel: Damage to Posterior Parietal Cortex Prevents Egocentric Navigation and Reexperiencing of Remote Spatial Memories Elisa Ciaramelli et al. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition 2010, Vol. 36, No. 3,

13 Mediala parietalloben (Precuneus och Posterior gyrus cinguli) Heading disorientation Block 2: Polymodal Aguirre and cortex D Esposito i parietalloben (1999) Parietallobens insida Vid skada: Svårt att hitta i sin omgivning pga. sk. Heading disorientation Network Dysfunction in Alzheimer s Disease - En svårighet att uppfatta riktningar med hjälp av landmärken trots att man känner igen landmärket Brain Connectivity Vol 4, Nu 5, 2014 Retrosplenial cortex (RSC) Övriga former av topographical disorientation Landmark agnosia (Lingual gyrus) Anterograd disorientation (Parahippocampus) Finns det fler former? t.ex.?executive disorientation??hippocampal disorientation? Utvecklingsrelaterad variant: Developmental topographical disorientation (Iaria and Barton (2010)?Ineffective functional connectivity between the hippocampus and other brain areas that play a role in spatial navigation? Iaria et al., (2014) 13

14 The Virtual Tubingen test battery (Van der Ham et al. 2010) Två böcker Why People Get Lost: The Psychology and Neuroscience of Spatial Cognition by Paul Dudchenko 2010 Neuropsychology of Space: Spatial Functions of the Human Brain by Albert Postma and Ineke J. M. van der Ham