1

Temat III
Metody badawcze neuropsychologii

poznawczej

Mózg, umysł i zachowanie

Studium przypadku vs. Badanie

grupowe

Wnioski wyciągane na gruncie neuropsychologii

poznawczej oparte są na badaniach pojedynczych

przypadków

Takie podejście powinno być kwestionowane równie mocno co

podejście w XIX wieku

W rzeczywistości badania pojedynczych przypadków zostały

udoskonalone pod wieloma względami:

„

Wykorzystanie obiektywnych testów (znormalizowane na

grupie dorosłych bez lezji)

„

Wykorzystanie grup kontrolnych ludzi zdrowych (zazwyczaj

bardzo małych), dopasowanych wiekiem, płcią,

wykształceniem do pacjenta

2

Studium przypadku vs. Badania

grupowe

„

Wykorzystanie zbieżnych wyników z różnych testów (wyniki

tylko z jednego testu nie wystarczają do wyciągania

pewnych wniosków na temat natury deficytów)

„

Systematyczna ocena deficytów (np. w przypadku deficytów

rozpoznawania oceniane są deficyty percepcji a dopiero

potem problemy z pamięcią

„

Badania pacjentów przeprowadzane są w oparciu o

istniejące w neuropsychologii czy psychologii poznawczej

modele postępowania

Studium przypadku vs. Badania

grupowe

To nie oznacza, że badania grupowe zostały

usunięte z badań neuropsychologicznych

„

Wyniki różnych pacjentów są interpretowane przy użyciu

pudełkowo – strzałkowych modeli (np. dwutorowy model

czytania) –> teoria powstaje na podstawie badań jednego

lub więcej pacjentów

„

W badaniach neuropsychologicznych wykorzystujących

najnowsze techniki obrazowania mózgu wyniki uzyskane od

grupy osób oznaczają regułę (np. średni poziom aktywacji

podczas wykonywania zadania jest obliczany na podstawie

pobudzenia u poszczególnych pacjentów)

3

“Pojedynczy przypadek” metoda:

dysocjacji i asocjacji

Neuropsychologia poznawcza Æ oparta na

dysocjacjach symptomów (najwidoczniej łatwa

metoda…)

„

Pojedyncza dysocjacja

zadanie x

funkcja X

Pacjent A

2 oddzielne moduły

zadanie y

funkcja Y

“Pojedynczy przypadek” metoda:

dysocjacji i asocjacji

„

Problemy z pojedynczymi dysocjacjami

Š

Trudności z interpretacją (= zadanie x jest łatwiejsze niż
zadanie y)

Różnica wykonania nie występuje w grupach kontrolnych,

zdrowe osoby wykonują oba zadania poprawnie (zadanie

jest za łatwe,

ceiling effect

)

Š

Trudno znaleźć czysty przypadek (np. wykonanie zadania X i Y

może mieścić się w granicach normy, jednakże zadanie X jest

wykonywanie gorzej niż zadanie Y

4

“Pojedynczy przypadek” metoda:

dysocjacji i asocjacji

„

Podwójna dysocjacja

zadanie x

Funkcja X

Pacjent A

Zadanie y

Funkcja Y

zadanie x

Funkcja X

Pacjent B

Zadanie y

Funkcja Y

“Pojedyncze przypadki”

metoda:dysocjacji i asocjacji

„

Korzyści podwójnej dysocjacji

Š

Podwójna dysocjacja nie może wyjaśniania przez różnice w

trudności – funkcja X i Y mogą być uważane za 2 oddzielne

moduły

„

Jednakże należy zauważyć, że:

Š

w celu wyciągania stanowczych wniosków na temat

niezależności funkcji Xi i Y, kilka przypadków powinno być

rozważonych = powtarzalność podwójnej dysocjacji (tak jak w

przypadku badań eksperymentalnych – status naukowej

prawdy uzyskują gdy otrzymane wyniki są powtarzalne)

5

“Pojedyncze przypadki” metoda:

dysocjacji i asocjacji

Š

Podobnie jak pojedyncze dysocjacje, podwójne dysocjacje
rzadko występują w czystej postaci (powszechna sytuacja:

wykonanie zarówno zadania x jak i y mieszczą się w granicach

normy ale pacjent A lepiej wykonuje zadanie x niż y zaś pacjent

B lepiej radzi sobie z zadaniem y niż x

„

Asocjacje

Zadanie x

Funkcja X

Pacjent A

Zadanie y

Funkcja Y

Nowe metody w neuropsychologii /

poznawcza neuronauka

Ostatnio badania pojedynczych przypadków zostały

uzupełnione o techniki obrazowania i stymulowania

mózgu

„

Techniki obrazowania mózgu (e.g. PET-scan, fMRI)

Š

Pozwalają badaczowi obserwować aktywność mózgu podczas

gdy pacjent wykonuje określone zadanie (np. rozpoznawanie

słów, dyskryminacja wzrokowa)

Š

Są korelacyjne (nie wiemy czy aktywacja określonego obszaru

mózgu

wywołuje

określoną funkcję, jest niezbędna dla

pojawienia się takiej funkcji)

6

Nowe metody w neuropsychologii /

poznawcza neuronauka

„

Techniki stymulacji mózgu (e.g. Elektryczna stymulacja,

Transcranial Magnetic Stimulation, TMS)

Š

Pozwalają na badanie jak bezpośrednia stymulacja określonych
(zwykle korowych) obszarów mózgu wpływa na zachowanie

Š

Możemy powiedzieć, że określony obszar wywołuje daną

funkcję, jest niezbędny dla tej funkcji – przyczyna

Nowe metody w neuropsychologii /

poznawcza neuronauka

Ważne pojęcia w poznawczej neuronauce

„

Rozdzielczość przestrzenna: zdolność techniki do dostarczenia

wyników na pewnym poziomie

przestrzennej

precyzji (np. fMRI

posiada rozdzielczość przestrzenną około 4 mm Æ nie daje

informacji o strukturach mniejszych niż 4 mm)

Większa rozdzielczość = wyższa precyzja

„

Czasowa rozdzielczość: zdolność techniki do dostarczenia wyników

na pewnym poziomie

czasowej

precyzji (np. TMS ma czasową

rozdzielczość = 1 ms Æ brak informacji o procesach krótszych niż 1

ms)

Większa rozdzielczość = wyższa precyzja

7

Nowe metody w neuropsychologii /

poznawcza neuronauka

„

Coś za coś przestrzenna / czasowa rozdzielczość: metody z

wyższą przestrzenną rozdzielczość (np. fMRI) mają mniejszą

czasową rozdzielczość i odwrotnie (np. ERP)

Techniki obrazowania mózgu: PET-

scan

PET-scan (emisyjna tomografia pozytronowa)

„

Wstrzyknięcie radioaktywnego emitującego pozytrony znacznika

(znakowanej radioaktywnie wody 15O) do żyły

„

Koncentracja znacznika w określonym obszarze mózgu jest większa

gdy wzrasta utlenowanie mózgu (= większa aktywność w tym

obszarze)

„

Znacznik ma krótki czas półtrwania. W momencie rozpadu znacznik

emituje pozytrony, które zostają unicestwione poprzez interakcję z

elektronami. W tym procesie dwa

γ (gamma) - promienie są

emitowane w przeciwnych kierunkach. Promienie te są następnie

wychwytywane przez czujniki promieniowania

8

Techniki obrazowania mózgu: PET-

scan

Techniki obrazowania mózgu: PET-

scan

„

Procedura

Š

Strukturalne MRI (w celu uzyskania strukturalnego obrazu
mózgu pacjenta)

Š

Wstrzyknięcie znacznika i rejestrowanie (60 sek. Sesja)

aktywności mózgu podczas wykonywania zadania

9

Techniki obrazowania mózgu: PET-

scan

Š

Konstruowanie 3D (trójwymiarowych) modeli aktywnych

obszarów mózgu na podstawie detekcji promieni

γ

Š

Analizowanie aktywności dotyczących 2D modeli mózgu

(plasterki) lub 3D modeli mózgu

Techniki obrazowania mózgu: PET-

scan

10

Techniki obrazowania mózgu: fMRI

fMRI (czynnościowy rezonans magnetyczny)

„

Podobny do PET-scan, ale w tym przypadku obrazowanie oparte

jest na procesach elektromagnetycznych

„

Mózg umieszczany jest w bardzo silnym polu magnetycznym, które

ma różnorodną intensywność

„

Kiedy pole magnetyczne jest np. zmniejszane atomy w mózgu

uwalniają fale radiowe o określonej częstotliwości, które

rejestrowane są przez detektory (różne częstotliwości dla różnych

części mózgu)

„

Podobnie jak w PET- scan badani poddani zostają strukturalnemu

MRI, który pozwala na tworzenie 3D modeli aktywnych obszarów

mózgu

Techniki obrazowania mózgu:

EEG/ERP

EEG/ERP (Elektroencefalografia / Potencjały

wyzwolone bodźcem swoistym)

„

EEG pozwala na rejestrowanie elektrycznej

aktywności mózgu

Elektrody umieszczone są na skórze głowy.
Aktywność elektryczna leżących pod skórą obszarów
korowych jest nagrywana, zmiany w aktywności mózgu podczas
wykonywania zadania (ERP) są obserwowane i analizowane

11

Techniki obrazowania mózgu:

EEG/ERP

Inne techniki obrazowania mózgu

Inne techniki obrazowania mózgu

„

MEG (magnetoencefalografia): rejestrowanie magnetycznej
aktywności mózgu (podobne do EEG)

„

Optic Imagery: nadal rozwijająca się technika pozwalająca na

obrazowanie mózgu przy pomocy metod optycznych

12

Techniki stymulacji mózgu:

TMS/rTMS

TMS/rTMS (Trancranial Magnetic Stimulation /

powtarzana Transcranial Magnetic

Stimulation)

„

Mózg stymulowany jest przy pomocy bardzo krótkich (1ms),

ale silnych impulsów magnetycznych

„

Stymulacja wytwarzana jest poprzez umieszczenie na skórze

głowy (nad interesującym nas obszarem) cewki

„

Cewka umieszczana jest w oparciu o wcześniej uzyskany

obraz MRI

Techniki stymulacji mózgu:

TMS/rTMS

13

Techniki stymulacji mózgu

TMS/rTMS

Efekty stymulacji

„

Ograniczone są do kory

„

Jeden impuls (technika pojedynczego impulsu)aktywizuje mózg i

czasami powoduje widoczną reakcję (np. reakcję ruchową)

„

Powtarzalna stymulacja (powtarzające się TMS) może 1) pobudzać

lub 2) hamować obszary kory, w zależności odparametrów

stymulacji (np. intensywności, częstotliwości impulsu)

„

W ostatnim przypadku (hamowania) rTMS pozwala tworzenie

odwracalnego zakłócenia pracy funkcjonowania mózgu, co

pozawala na symulowanie warunków jakie występują u pacjentów

z uszkodzeniem mózgu

Inne techniki oparte na stymulacji

mózgu

Inne techniki oparte na stymulacji mózgu

„

Inwazyjna technika, w której mózg jest bezpośrednio stymulowany

przy pomocy elektrod (obecnie ta metoda nie jest często

stosowana)