Пациент играет на саксофоне, в то время как хирурги удаляют опухоль головного мозга

Случай Фаббио – предмет исследования, опубликованного в журнале Current Biology, который проливает новый свет на то, как музыка обработана в мозгу.Весной 2015 года Fabbio служил учителем музыки замены в школе в Нью-Хартфорде, Нью-Йорк. Он был в небольшом офисе в школе, работающей над проектом карнизного камня для его Степени магистра в области музыкального образования, когда он начал внезапно, «видят и слышат вещи, которые я знал, не были реальны».

Он стал головокружительным и тошнотворным, и эпизод вызвал посещение больницы в соседней Утике позже в тот день. После перенесения компьютерной томографии врачи усадили Fabbio и сказали ему, что они нашли массу в его мозгу.«Я был 25 в то время, и я не думаю, что есть любой возраст, когда нормально слышать это», вспомнил Фаббио. «У меня никогда не было проблем со здоровьем прежде и первая вещь, в которую пошел мой ум, был рак».Хорошие новости были то, что опухоль, казалось, была доброкачественной – на самом деле, это, вероятно, медленно росло начиная с детства – и было в области мозга, который был относительно легок для хирургов к доступу.

Плохие новости были то, что это было расположено в регионе, который, как известно, важен для музыкальной функции.Fabbio был передан в Институт Del Monte Медицины УРА Нейробиологии и сети нейрохирурга Пилчер, Доктор медицины, доктор философии.«Когда я встретил Дэна впервые, он выразил, насколько заинтересованный он был о потере его музыкальной способности, потому что это откровенно было самой важной вещью ему в его жизни, не только его средствах к существованию, но и его профессии и его интересе к жизни», сказал Пилчер.Точная карта функции мозга

Пилчер, который является Эрнестом и Тельмой Del Monte Выдающийся профессор Нейромедицины и Председатель Отдела Нейрохирургии, начал сотрудничество с Брэдом Мэхоном, доктором философии, адъюнкт-профессором в Отделе Университета Рочестера Мозговой и Когнитивистики. Эти два разработали Переводную Мозговую программу Отображения для пациентов, которые должны были перенести операцию, чтобы удалить конфискации контроля и опухоли.«У удаления опухоли от мозга могут быть значительные последствия в зависимости от его местоположения», сказал Пилчер. «Сама и опухоль и операция, чтобы удалить его могут повредить ткань и разрушить связь между различными частями мозга. Поэтому, очень важно понять столько, сколько Вы можете о каждом отдельном пациенте, прежде чем Вы принесете им в операционную, таким образом, мы можем выполнить процедуру, не нанося ущерб частям мозга, которые важны для жизни и функции того человека».

Мозговая программа отображения, которую разработал Пилчер и Махон, скроена к обстоятельствам человека. Пациенты с опухолями головного мозга теперь обычно упоминаются Махон прежде, чем перенести их операцию.

Махон и его команда подвергают каждого человека батарее тестов, включая сканирования головного мозга, которые определяют важные функции – такие как регуляция моторики и языковая обработка – который может быть расположен в близости к опухоли и потенциально повлияться хирургией.«Общий мозг организован более или менее тем же самым способом», заявил Махон. «Но конкретное местоположение на мелкозернистом уровне данной функции может иногда изменять до пары сантиметров от одного человека другому.

И таким образом, действительно важно выполнить этот вид подробного расследования для каждого отдельного пациента».В то время как тестирование языка и моторных навыков было относительно прямым, оценив музыкальную способность, особенно в обученном музыканте, было различное обязательство в целом. Возможно, нигде в мире не был случай Фаббио лучшая подгонка. Мало того, что Пилчер провел сотни этих операций и сотрудничал с Махоном, чтобы разработать сложную мозговую программу отображения, которая была бы ключевой для успеха процедуры – но знаменитая Истменовская школа музыки, часть Университета Рочестера, мог быть призван, чтобы помочь запланировать хирургию Фаббио.

Махон обратился к Элизабет Марвин, доктору философии, преподавателю Музыкальной Теории в Истменовской школе музыки Университета Рочестера. Марвин также занимает позицию в Отделе Мозговой и Когнитивистики и музыкальное познание исследований – способность наших мозгов помнить и обработать музыку.Эти два развивали ряд познавательных музыкальных тестов, которые мог выполнить Fabbio, в то время как исследователи просматривали его мозг. Во время функциональной МРТ (fMRI) просмотр, Fabbio слушал бы и затем напел бы назад серию коротких мелодий.

Он также выполнил языковые задачи, которые потребовали, чтобы он определил объекты и повторные предложения. fMRI обнаруживает изменения в кислородных уровнях, таким образом, части мозга, которые были активированы во время тестов, помогли точно определить области, важные для языковой обработки и музыки.Используя эту информацию исследовательская группа создала очень подробную трехмерную карту мозга Фаббио – и с местоположением опухоли и с музыкальной функцией – который будет использоваться, чтобы помочь вести хирургов в ИЛИ.Саксофон исполняет серенаду хирургам

Способность обработать и повторить мелодию была важной мерой, но команда также хотела знать, были ли они успешны в сохранении способности Фаббио выполнить музыку. Таким образом, они решили принести его саксофон в ИЛИ и, если это возможно, сделать, чтобы он играл его во время процедуры.Проблема состояла в том, что Фаббио будет лежать на своей стороне, таким образом, было бы трудно играть на инструменте. Кроме того, давление, вызванное глубоким, дышит требуемый играть, длинные примечания по саксофону могли вызвать мозг, который будет выставлен во время процедуры, чтобы по существу высовываться от его черепа.

Фаббио и Марвин в конечном счете выбрали часть – версию корейской народной песни – который мог быть изменен, чтобы играться с короче и более мелкие дыхания.«Целый эпизод, которым показались мне, вполне колеблясь, который музыкальный теоретик мог выдержать в операционной и так или иначе быть консультантом нейрохирургов», сказал Марвин. «На самом деле это оказалось одним из самых удивительных дней моей жизни, потому что, если чувствуется себя подобно все мое обучение внезапно изменяло чью-то жизнь и позволяло этому молодому человеку сохранять свои музыкальные способности».Во время процедуры Пилчер и операционная бригада использовали карту мозга Фаббио, который был развит Махоном, чтобы запланировать хирургию.

Они также прошли процесс кропотливого подтверждения, что сканирования головного мозга показали им. Это было достигнуто, поставив умеренный электрический стимул, который временно разрушает небольшую площадь мозга. В то время как это происходило, Fabbio бодрствовал и повторение жужжания и языковых задач, которые он выполнил перед операцией.

Марвин присутствовал в ИЛИ и выиграл свое выступление, чтобы сообщить хирургам, были ли нацелены они на область, которая разрушила музыкальную обработку и, поэтому, должна избежаться во время процедуры.Как только опухоль была удалена, хирурги дали разрешение, чтобы принести по саксофону и позволить игре Fabbio. «Это заставило Вас хотеть кричать», сказал Марвин. «Он играл его безупречно и когда он закончил, вся операционная разразилась аплодисментами».Fabbio с тех пор полностью пришел в себя и возвратился к обучающей музыке в течение нескольких месяцев после его хирургии.

Использование науки, чтобы улучшить хирургию головного мозгаВ то время как основная цель программы мозгового отображения состоит в том, чтобы помочь улучшить хирургические результаты, информация, которую исследователи собирают прежде, во время, и после того, как хирургия также помогает предварительному пониманию сложностей структур и функции мозга.«Мы изучаем приблизительно 40 или 50 пациентов в год и что это позволяет нам делать, спрашивают, что является факторами, которые мы можем выявить в этих пациентах перед их операцией или вначале после их операции, которые различают, какие пациенты продолжают иметь хороший результат, против которого у пациентов могут быть непрекращающиеся когнитивные нарушения», заявил Махон.

Данные из случая Фаббио, который является основанием исследования в журнале Current Biology, помогли более точно определить отношение между различными частями мозга, которые ответственны за языковую обработку и музыку.«Поскольку я вспоминаю о случае Дэна и о невероятном результате и чего мы смогли достигнуть, это напоминает мне о том, как далеко мы приехали», сказал Пилчер. «Десять лет назад мы нанесли на карту мозговые использующие очень простые инструменты – электрическая стимуляция и руководство изображения. Но теперь, у нас есть все инструменты когнитивистики.

Мы привели лабораторию когнитивистики в операционную и теперь почти как само собой разумеющееся с каждым пациентом».


Блог Александрии