ประสาทกายวิภาคศาสตร์และประสาทภาพวินิจฉัย

ประสาทกายวิภาคศาสตร์และประสาทภาพวินิจฉัยร่วมกันอธิบายโครงสร้างของระบบประสาทส่วนกลางและวิธีการที่ใช้ในการแสดงภาพโครงสร้างดังกล่าวในบุคคลที่มีชีวิตอยู่ ประสาทกายวิภาคศาสตร์ทำแผนที่เปลือกสมอง, นิวเคลียสใต้เปลือกสมอง, ทางเดินของเนื้อเยื่อขาว และการจัดหาหลอดเลือดของสมอง; ประสาทภาพวินิจฉัยให้ภาพโครงสร้างและการทำงานที่ใช้ในการสังเกต, วัด และเชื่อมโยงกายวิภาคศาสตร์นั้นกับการทำงานในสิ่งมีชีวิต

Definition

ประสาทกายวิภาคศาสตร์คือการศึกษาการจัดระเบียบโครงสร้างของระบบประสาท; ประสาทภาพวินิจฉัยคือชุดของเทคนิค (เช่น การสร้างภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า, การตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์, การสร้างภาพการแพร่กระจาย และ fMRI) ที่ใช้ในการแสดงภาพโครงสร้างและการทำงานของโครงสร้างนั้นโดยไม่รุกราน

Scope

สาขาวิชานี้จะช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจถึงการจัดระเบียบมหภาคของสมองและวิธีการสร้างภาพที่ใช้ในการเปิดเผยโครงสร้างเหล่านั้น โดยเชื่อมโยงห้าหัวข้อหลัก: กลีบสมองและบริเวณเปลือกสมอง, โครงสร้างและนิวเคลียสใต้เปลือกสมอง, ทางเดินของเนื้อเยื่อขาวที่เชื่อมโยงกัน, วิธีการสร้างภาพโครงสร้างและการทำงานที่ใช้ในการศึกษา และกายวิภาคศาสตร์ของหลอดเลือดที่หล่อเลี้ยงโครงสร้างเหล่านั้น นี่คือภาพรวมอ้างอิง ไม่ใช่แนวทางปฏิบัติทางคลินิก

Sub-topics

• สมองกลีบและพื้นที่เปลือกสมอง
• การสร้างภาพทางระบบประสาทเชิงโครงสร้างและการทำงาน
• โครงสร้างและนิวเคลียสใต้เปลือกสมอง
• กายวิภาคของหลอดเลือดและการลำเลียงเลือด
• ใยประสาทในเนื้อขาวและการเชื่อมต่อ

Core questions

• สมองของมนุษย์มีการจัดระเบียบเป็นบริเวณเปลือกสมอง, นิวเคลียสใต้เปลือกสมอง, ทางเดินเชื่อมต่อ และบริเวณหลอดเลือดอย่างไร?
• วิธีการสร้างภาพแบบใดที่เปิดเผยโครงสร้างเทียบกับการทำงาน และแต่ละวิธีวัดอะไร?
• การจัดระเบียบทางกายวิภาคศาสตร์และแผนที่ที่ได้จากการสร้างภาพมีความสัมพันธ์กับการทำงานของสมองอย่างไร?

Key concepts

• ประสาทกายวิภาคศาสตร์ระดับมหภาคและระดับภูมิภาค
• การจัดระเบียบของเปลือกสมองและใต้เปลือกสมอง
• การเชื่อมต่อเชิงโครงสร้าง (ทางเดินของเนื้อเยื่อขาว)
• ประสาทภาพวินิจฉัยเชิงโครงสร้างเทียบกับการทำงาน
• บริเวณหลอดเลือดของสมอง
• เครือข่ายสมองขนาดใหญ่

Mechanisms

สมองมีการจัดระเบียบตามลำดับชั้น: เปลือกสมองที่พับซ้อนอยู่เหนือกลุ่มนิวเคลียสใต้เปลือกสมองที่อยู่ลึกเข้าไป ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยทางเดินของเนื้อเยื่อขาว และหล่อเลี้ยงด้วยระบบหลอดเลือดแดงด้านหน้าและด้านหลังที่เชื่อมต่อกันที่วงกลมวิลลิส การสร้างภาพทำให้การจัดระเบียบนี้สามารถสังเกตได้: การสร้างภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถแยกแยะโครงสร้างของเนื้อเยื่อสีเทาและเนื้อเยื่อขาวได้, การสร้างภาพการแพร่กระจายติดตามทิศทางการเคลื่อนที่ของน้ำตามแนวเส้นใยประสาท, และ fMRI อนุมานกิจกรรมจากการเปลี่ยนแปลงสัญญาณที่ขึ้นอยู่กับระดับออกซิเจนในเลือดซึ่งเป็นผลมาจากกิจกรรมของเซลล์ประสาท (Ogawa et al., 1990) จากนั้นเครื่องมืออัตโนมัติจะทำการแบ่งส่วนและระบุโครงสร้างเหล่านี้จากภาพ (Fischl, 2012) ทำให้สามารถวัดปริมาณกายวิภาคศาสตร์ได้แทนที่จะเพียงแค่บรรยาย และเชื่อมโยงโครงสร้างเฉพาะส่วนเข้ากับเครือข่ายประสาทรับรู้ที่กระจายตัว (Mesulam, 1990)

Clinical relevance

ประสาทกายวิภาคศาสตร์และประสาทภาพวินิจฉัยเป็นพื้นฐานในการระบุตำแหน่ง, บรรยาย และศึกษาการทำงานของระบบประสาทในสาขาประสาทวิทยาคลินิกทั้งหมด และคำศัพท์ทางกายวิภาคศาสตร์และการสร้างภาพที่เป็นที่ยอมรับร่วมกันช่วยให้สามารถสื่อสารผลการศึกษาได้ สาขาวิชานี้อธิบายกรอบโครงสร้างและระเบียบวิธีวิจัย; เป็นพื้นฐานความรู้ทางการศึกษาและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

History

ประสาทกายวิภาคศาสตร์แบบดั้งเดิมสร้างขึ้นจากการผ่าศพและการศึกษาเนื้อเยื่อในช่วงศตวรรษที่สิบแปดและสิบเก้า โดยมีการรวบรวมไว้ในแผนที่กายวิภาคศาสตร์เช่น Gray's Anatomy (Standring, 2020) ศตวรรษที่ยี่สิบได้เพิ่มการสร้างภาพในสิ่งมีชีวิต: การตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์และการสร้างภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้สามารถมองเห็นโครงสร้างสมองในบุคคลที่มีชีวิตอยู่ได้ และการค้นพบความแตกต่างของสัญญาณที่ขึ้นอยู่กับระดับออกซิเจนในเลือด (Ogawa et al., 1990) ได้เปิดทางให้กับการสร้างภาพการทำงาน การแบ่งส่วนด้วยคอมพิวเตอร์ในภายหลังได้เปลี่ยนภาพให้เป็นการวัดทางกายวิภาคศาสตร์เชิงปริมาณ (Fischl, 2012)

Key figures

• Marsel Mesulam
• Bruce Fischl
• Seiji Ogawa

Seminal works

• ogawa-1990
• mesulam-1990
• fischl-2012

Frequently asked questions

ประสาทกายวิภาคศาสตร์และประสาทภาพวินิจฉัยแตกต่างกันอย่างไร?

ประสาทกายวิภาคศาสตร์คือการบรรยายโครงสร้างของสมองเอง; ประสาทภาพวินิจฉัยคือชุดของวิธีการที่ใช้ในการแสดงภาพโครงสร้างนั้น และกิจกรรมของมันในบุคคลที่มีชีวิตอยู่ ซึ่งมีการพัฒนาเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ

การสร้างภาพเชิงโครงสร้างแสดงกิจกรรมของสมองหรือไม่?

ไม่ การสร้างภาพเชิงโครงสร้างแสดงกายวิภาคศาสตร์ ในขณะที่การสร้างภาพเชิงการทำงาน เช่น fMRI อนุมานกิจกรรมทางอ้อมจากการเปลี่ยนแปลงสัญญาณที่เกี่ยวข้องกับออกซิเจนในเลือดซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับกิจกรรมของเซลล์ประสาท