來自輕度大腦創(chuàng)傷患者的MRI圖像，突出了胼胝體的神經(jīng)纖維，這個區(qū)域幫助大腦的兩個半球相互“交談”。這些纖維可能在腦震蕩后受損。

一項新的研究表明，頭部的一個大碰撞確實會使大腦在顱骨內(nèi)跳動，而所有的碰撞都可能損傷大腦，從而破壞信息從一個器官到另一個器官的流動。

這項研究的重點是一束被稱為胼胝體的神經(jīng)纖維，它通常是大腦左右半球相互交流的區(qū)域。但是，如果大腦突然扭曲或撞擊頭骨，導(dǎo)致輕微的創(chuàng)傷性腦損傷(也稱為腦震蕩)，這些交錯的電線就會受到嚴重的損傷。

 

最近的研究表明，與大腦中的其他結(jié)構(gòu)相比，腦震蕩對胼胝體的沖擊更為劇烈，但科學(xué)家們并不清楚由此造成的損傷會如何影響大腦功能。現(xiàn)在，新的研究已經(jīng)確定了腦震蕩引起的損傷是如何使大腦活動偏離正常軌道的。

 

“在健康的大腦中，胼胝體的微觀結(jié)構(gòu)……以及我們處理信息的速度。這一關(guān)系在腦震蕩后被改變了。韋格納補充說，今天(12月3日)在芝加哥舉行的北美放射學(xué)會年會上公布的這一發(fā)現(xiàn)可以幫助臨床醫(yī)生評估患者腦震蕩后的損傷程度，并指導(dǎo)他們的治療。

 

 

為了了解腦震蕩后大腦功能的變化，韋格納和她的同事們使用腦部掃描掃描了36名在不到四周之前遭受輕微創(chuàng)傷性腦損傷的患者，以及另外27名沒有遭受創(chuàng)傷性腦損傷的參與者的頭骨。使用一種叫做“擴散MRI”的技術(shù)，研究人員調(diào)查了水分子是如何在參與者頭部的神經(jīng)纖維內(nèi)和周圍移動的。

 

根據(jù)教科書《神經(jīng)科學(xué)研究技術(shù)指南》(學(xué)術(shù)出版社，2010年)，大腦中的水分子不像玻璃中自由漂浮的水分子那樣隨意地穿過容器，而是傾向于沿著神經(jīng)纖維束以類似方向快速移動。擴散核磁共振成像可以讓科學(xué)家們以最原始的細節(jié)來描繪這些大腦水道，并從這些數(shù)據(jù)中推斷出各個神經(jīng)纖維的位置、大小和密度，這些神經(jīng)纖維在大腦中編織和纏繞。

在韋格納和她的合著者拍下參與者大腦的快照后，他們對腦震蕩組和對照組進行了一項復(fù)雜的測試。受試者首先將注意力集中在一個中間有“X”的屏幕上;然后，一個由三個字母組成的單詞會出現(xiàn)在x的左邊或右邊。參與者會在進入下一輪之前盡可能快地大聲說出這個單詞。

看起來很簡單，但有個問題。

對大多數(shù)人來說，左腦是語言處理的主要中樞，這意味著在我們大聲朗讀之前，書面文字必須連接到左腦。當單詞出現(xiàn)在右眼前方時，這個過程很容易展開，而右眼將信息直接輸送到大腦的左側(cè)。但是，當單詞出現(xiàn)在左眼前面時，它首先傳到大腦的右半部分，必須經(jīng)過胼胝體才能被閱讀。從大腦的一邊轉(zhuǎn)到另一邊需要時間因此，人們要花更長的時間來閱讀出現(xiàn)在左邊的單詞，而不是右邊的單詞。

  紐約大學(xué)的研究人員開發(fā)了一項實驗任務(wù)，評估大腦兩個半球之間的溝通情況。這個例子顯示了在任務(wù)過程中出現(xiàn)的一個單詞(左)，以及視覺信息如何從眼睛傳輸?shù)揭曈X處理中心，最后傳輸?shù)秸Z言處理中心的圖表。 (圖片來源:M. Wegener等，北美放射學(xué)會)在韋格納的研究中，健康的和先前腦震蕩的患者在測試中表現(xiàn)相同;兩個人都能毫無困難地大聲讀出右邊的單詞，但在讀出左邊的單詞時卻有短暫的延遲。但是他們的核磁共振掃描卻告訴了我們一個有趣的故事。在對照組，參與者在測試中的表現(xiàn)與被稱為脾的胼胝體的厚部分的形狀和結(jié)構(gòu)有關(guān)。脾位于大腦后部附近，連接著右側(cè)視覺皮層和左側(cè)語言中樞，是單詞在大腦中傳遞的便捷通道。

然而，在經(jīng)歷過腦震蕩的病人中，脾臟和測試表現(xiàn)之間沒有明顯的聯(lián)系。相反，表現(xiàn)似乎與胼胝體另一端的結(jié)構(gòu)——膝——有關(guān)。作者總結(jié)道，腦震蕩可能改變了腦胼胝體的原始結(jié)構(gòu)，迫使單詞在大腦中尋找替代路徑。

 

“目前還不完全清楚受傷后大腦的反應(yīng)，”但總的來說，研究結(jié)果表明，健康的大腦結(jié)構(gòu)可能有助于掩蓋腦震蕩后受損的大腦結(jié)構(gòu)，韋格納說。

 

然而，據(jù)一位專家說，可能還有另一種解釋。休斯頓貝勒醫(yī)學(xué)院(Baylor College of medicine)神經(jīng)心理學(xué)家、物理醫(yī)學(xué)和康復(fù)學(xué)教授哈維·萊文(Harvey Levin)沒有參與這項研究，他說胼胝體的一部分不太可能取代另一部分。“胼胝體的前部不可能完成后部所能完成的工作，”他說。更確切地說，可能是脾只是部分受損，保留了部分功能。如果是這樣的話，脾可以繼續(xù)將信息從大腦的一邊傳遞到另一邊，他說。

 

然而，到目前為止，萊文說，還不能從這項新的研究中得出結(jié)論，這項研究是關(guān)于這些結(jié)構(gòu)損傷與真實世界的大腦功能之間的關(guān)系。“從(這些初步結(jié)果)推斷一個人在日常生活中是如何工作的，是一個非常漫長的飛躍，”他說。首先，“輕度創(chuàng)傷性腦損傷”的定義因研究的不同而有所不同，所以目前還不清楚新的結(jié)果是否適用于不同的腦震蕩患者樣本，他說。此外，紐約大學(xué)的研究抽樣了一小部分人?？偟膩碚f，我們在解釋結(jié)果時應(yīng)該“相當謹慎”，萊文說。

 

Wegener說，如果將來的研究證實了這一結(jié)果，臨床醫(yī)生就可以追蹤胼胝體和其他神經(jīng)纖維的結(jié)構(gòu)變化來診斷腦震蕩患者，并隨著時間的推移追蹤他們的康復(fù)情況。在不久的將來，她和她的合著者打算將腦成像與機器學(xué)習結(jié)合起來。一種人工智能軟件—更準確地檢測腦震蕩患者的腦損傷并指導(dǎo)他們的治療過程。