El Instituto Ludwig-Boltzmann de Topografía Cerebral Funcional fue un instituto de investigación para la investigación de la función de áreas cerebrales. Fue fundada en 1993 en Viena, Austria por Lüder Deecke . Con su jubilación en 2006 se cerró el instituto.
Establecido | 1993 |
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Campo de investigación | Neurología , Neurofisiología clínica , Neurociencia , Neuropsicología |
Director | Lüder Deecke (fundador) |
Localización | Viena , Austria |
Agencia operadora | Ludwig Boltzmann Gesellschaft , Ciudad de Viena, Ministerio de Ciencia e Investigación (BMWF) |
Contribución científica
El Instituto estaba compuesto por varios grupos de estudio que investigaban los siguientes temas: [1]
Función motora voluntaria
Después de que los potenciales relacionados con el movimiento habían sido investigados por electroencefalografía (EEG) y por magnetoencefalografía (MEG) (potencial de Bereitschaft BP o potencial de preparación), [2] el científico visitante Ross Cunnington estaba mejorando la resolución temporal de la fMRI ( resonancia magnética funcional ) hasta el punto en que se pudieron registrar las características potenciales de Bereitschaft en el flujo sanguíneo cerebral regional (rCBF) (fMRI relacionada con eventos). [3] En una publicación posterior se acuñó un término para ello: Bereitschafts-BOLD-Response. [4] [5] Por lo tanto, el potencial de Bereitschaft del EEG tiene su equivalente rCBF en el fMRI. Solo se retrasa unos segundos, pero también tiene sus dos componentes, la respuesta BP-BOLD temprana y tardía. Estas investigaciones fueron realizadas por el grupo de estudio Lang & Deecke.
Procesamiento de la música en el cerebro
Para investigar la actividad cerebral de los estudiantes de música mientras componen, el grupo de estudio Beisteiner seleccionó dos métodos: potenciales DC corticales del EEG y MEG. En el experimento, los estudiantes tuvieron que resolver tareas sobre diferentes elementos de composición, empleando la dodecafonía de Arnold Schönberg . (1) Tema, fila básica (2) Inversión (3) Retrógrada (4) Inversión retrógrada. Se demostró que dicha composición sintética tiene lugar principalmente en el hemisferio derecho (parieto-temporalmente derecho). Sin embargo, el procesamiento analítico condujo a una preponderancia hemisférica predominantemente izquierda (temporal izquierda). [6] También se estudió la investigación de secuencias de tonos tonales versus atonales : se entregaron los primeros tres acordes de una cadencia . Con esto se introduce un contexto armonioso, en cuya sucesión un llamado tono objetivo podría ser armonioso o disonante. Los resultados muestran un P300m específico (el análogo MEG del P300 del EEG) sobre los tonos objetivo no armoniosos. Se produce un P300 , cuando en una secuencia de tonos sorprendentemente se entremezclan otros estímulos, los llamados bichos raros , aquí acordes que no encajan en la cadencia. Este método permite probar directamente si un estudiante de música comprende la armonía o no, un "marcador" para probar la "sensación de armonía" en los conservatorios. [7] El grupo de estudio Beisteiner también proporcionó el análisis preoperatorio de los pacientes programados para cirugía (con fMRI, MEG y DC-EEG). [8] [9]
Imágenes funcionales con personas ciegas que leen Braille
Con 14 sujetos con ceguera temprana, el grupo de estudio Uhl pudo demostrar que se produjeron cambios específicos en áreas cerebrales occipital y basal temporo-occipital únicamente, por lo que la corteza visual primaria juega un papel importante. Los subcomponentes de la lectura en Braille se correlacionaron de diferentes maneras: a) Estimulación táctil pasiva , b) Reconocimiento de patrones táctiles activos yc) Imágenes mentales de Braille. Aunque la lectura en Braille es táctil, no activa la corteza somatosensorial , sino la corteza visual primaria (área estriada) o el área 17. Por lo tanto, la corteza visual sigue siendo una corteza para la orientación en el espacio, así como para la lectura en general, incluida la lectura en Braille con dedos al leer con los ojos falla. [10] [11] [12] [13] [14] [15]
Olor, emociones y memoria. Investigación sobre tartamudos
El grupo de estudio Walla demostró que la codificación profunda (es decir, semántica) de una palabra se asocia con más actividad cerebral que una codificación superficial (letra por letra). Específicamente por género, en las mujeres ambos hemisferios estaban igualmente involucrados, mientras que los hombres estaban lateralizados hacia la izquierda. El olfato y la memoria están estrechamente relacionados, lo que se estudió para las palabras y los rostros. [16] En pacientes con Alzheimer , en quienes la demencia acababa de comenzar ( deterioro cognitivo leve (DCL) ), la MEG demostró ser predictiva al mostrar si un determinado paciente con DCL se convertiría en un paciente de Alzheimer. Este diseño también se utilizó para estudios de seguimiento de la terapia. [17] En el complejo de temas “Olor, emoción, memoria, palabras, rostros” se encontró una influencia de la sustancia olorosa PEA (N-Palmitoyl-etanolamine) sobre la codificación y el reconocimiento de rostros, si estos se clasificaran en "atractivo" y "desagradable". [18] También se investigó el tartamudeo: 8 tartamudos y 8 controles se enfrentaron a determinadas tareas y se examinaron en el MEG. Si bien la tartamudez en la tarea 1 (lectura silenciosa) aún no se notaba, estaba muy presente en la tarea 2 (se muestra una palabra en voz alta inmediata): solo los controles normales mostraron una actividad neuronal clara antes de comenzar a hablar. Esta actividad cerebral es el campo de preparación (RF) o Bereitschaftsfield (BF) y, en particular, su componente BF2 lateralizado a la izquierda antes de la producción del habla fluida. Con la producción de habla no fluida de los tartamudos, el campo Bereitschaftsfield faltaba o se reducía considerablemente. [19]
Diagnóstico avanzado de epilepsia prequirúrgico
La investigación del grupo de estudio Baumgartner arrojó nuevos conocimientos sobre la epilepsia del lóbulo temporal . Al investigar a 30 pacientes de esta condición neurológica crónica, se reveló que no solo es importante la localización del dipolo epiléptico en la región temporal, sino también su orientación en el espacio. Esto llevó a la clasificación de dos subtipos de pacientes con epilepsia del lóbulo temporal medial, que tienen diferente distribución de las convulsiones (unilaterales o bilaterales) y también diferente pronóstico. [20] También se investigó la epilepsia de Rolandic con el MEG por primera vez. [21]
Métodos
Para la localización de áreas cerebrales motoras, sensoriales, relevantes para el habla y para la memoria , se emplearon y desarrollaron las siguientes técnicas de neuroimagen :
- Elektroencefalografía (EEG)
- EEG de alta resolución
- Densidad de fuente de corriente, CSD
- DC-EEG, EEG de corriente continua
- Magnetoencefalografía (MEG)
- Tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT)
- Imagen de resonancia magnética funcional (fMRI)
Publicaciones
- Erdler M, Beisteiner R, Mayer D, Kaindl T, Edward V, Windischberger C, Lindinger G, Deecke L: la activación del área motora suplementaria que precede al movimiento voluntario es detectable con un sistema de magnetoencefalografía del cuero cabelludo completo. NeuroImage 11: 697-707 (2000).
- Fuchs A, Mayville JM, Cheyne D, Weinberg H, Deecke L, Kelso JAS: análisis espacio-temporal de eventos neuromagnéticos subyacentes a la aparición de inestabilidades coordinativas. NeuroImage 12: 71-84 (2000).
- Gartus A, Erdler M, Mayer D, Edward V, Lanzenberger R, Windischberger C, Deecke L, Beisteiner R: Estabilidad de las soluciones dipolo MEG según el punto de tiempo y el filtrado. En: K Friston, RSJ Frackowiak, E Bullmore (Eds) Proc 7th Ann Meeting Organization Human Brain Mapping HBM2001. Brighton UK NeuroImage, 13 (6): S120 (2001).
- Staresina B, Bauer H, Deecke L, Walla P (2005) Correlaciones neurocognitivas de la codificación de la memoria verbal incidental: un estudio magnetoencefalográfico (MEG). NeuroImage 25 (2): 430-443 (2005).
- Staresina B, Bauer H, Deecke L, Walla P (2005) Correlaciones magnetoencefalográficas de diferentes niveles en la memoria de reconocimiento subjetivo. NeuroImage 27 (1): 83-94 (2005).
Ver también
- Topografía funcional del cerebro
- Psicoacústica
- Bereitschaftspotential
Referencias
- ^ Deecke L: Planificación, preparación, ejecución e imágenes de la acción volitiva, (Introducción / Editorial) en: Deecke L, Lang W, Berthoz A (Eds): Representaciones mentales de actos motores. (Problema especial). Cogn Brain Res 3 (2): 59 - 64 (1996).
- ^ RQ Cui, D. Huter, W. Lang, L. Deecke: Neuroimagen del movimiento voluntario: Topografía del potencial de Bereitschafts, un estudio de densidad de fuente de corriente CC de 64 canales. En: NeuroImage. 9, 1999, S. 124-134.
- ^ R. Cunnington, C. Windischberger, L. Deecke, E. Moser: La preparación y disposición para el movimiento voluntario: un estudio de resonancia magnética funcional relacionado con eventos de alto campo de la respuesta Bereitschafts- BOLD . En: NeuroImage. 20, 2003, S. 404–412.
- ^ R. Cunnington, C. Windischberger, L. Deecke, E. Moser: La preparación y disposición para el movimiento voluntario: un estudio de resonancia magnética funcional relacionado con eventos de alto campo de la respuesta Bereitschafts-BOLD. En: NeuroImage. 20, 2003, S. 404–412.
- ^ Beisteiner R, Windischberger C, Lanzenberger R, Edward V, Cunnington R, Erdler M, Gartus A, Streibl B, Moser E, Deecke L: Somatotopía del dedo en la corteza motora humana. NeuroImage 13: 1016-1026 (2001).
- ^ Beisteiner R, Altenmüller E, Lang W, Lindinger G, Deecke L: Observando el cerebro de los músicos. Eur J Cogn Psychol 6: 311-327 (1994)
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- ^ Walla P, Hufnagl B, Lehrner J, Mayer D, Lindinger G, Imhof H, Deecke L, Lang W: Olfacción y profundidad del procesamiento de textos: un estudio magnetoencefalográfico. NeuroImage 18: 104-116 (2003).
- ^ P. Walla, D. Mayer, L. Deecke, S. Thurner: La falta de anticipación enfocada de información verbal en tartamudos: un estudio magnetoencefalográfico. En: NeuroImage. 22 (3), 2004, S. 1321-1327.
- ^ E. Pataraia, G. Lindinger, L. Deecke, D. Mayer, C. Baumgartner: Análisis combinado de MEG / EEG del complejo de picos interictales en la epilepsia del lóbulo temporal mesial. En: NeuroImage. 24 (3), 2005, S. 607–614.
- ^ C. Baumgartner, A. Doppelbauer, A. Lischka, M. Graf, G. Lindinger, A. Olbrich, K. Novak, S. Aull, W. Serles, S. Lurger, L. Deecke: epilepsia focal benigna de la infancia - Un estudio combinado neuro¬eléctrico y neuromagnético. En: C. Baumgartner, L. Deecke, G. Stroink, SJ Williamson (Hrsg.): Biomagnetismo: investigación fundamental y aplicaciones clínicas. (= Estudios de electromagnética y mecánica aplicada. Vol. 7). Elsevier / IOS Press, Amsterdam 1995, ISBN 90-5199-233-5 , S. 39-42.
enlaces externos
- Archivos de la Sociedad Ludwig Boltzmann: Informes anuales y lista de publicaciones del Instituto de Topografía Funcional del Cerebro 1996-2004