Εφαρμογές αιχμής νευροαπεικονιστικών και ηλεκτροφυσιολογικών μεθόδων ανάλυσης της δομής και λειτουργίας του εγκεφάλου
Περιεχόμενο προγράμματος
1. Ανατομία του εγκεφάλου η θέση του και συνέπειές για την λειτουργία του (3 ώρες):
Εξωτερική εμφάνιση, ο φλοιός και ταξινόμηση σε σχέση με κύριους έλικες και αύλακες: εξειδικευμένες διεργασίες και σχέση με διαφορετικές αισθήσεις και λειτουργίες.
Εσωτερική διαμόρφωση και βασικές λειτουργίες: στεφανιαίο σύστημα και σχέση με συναίσθημα και μνήμη, ο θάλαμος σαν πύλη και συντονιστής του φλοιού. To στέλεχος σαν η βάση του εγκεφάλου και ο ρυθμιστής της γενικής του δραστηριότητας. Η παρεγκεφαλίδα και ο ρόλος της στην οργάνωση της κίνησης και σε γνωστικές διαδικασίες.
Φαιή και λευκή ουσία: η σύνδεση περιοχών και πυρήνων μέσα στον εγκέφαλο.
Ο εντοιχισμός του εγκεφάλου μέσα στο κρανίο και η συνέπειές του.
Τροφοδοσία του με θρεπτικές ουσίες
Η πρώτη ενότητα θα είναι μια εισαγωγή στην ανατομία του εγκεφάλου, με αναφορά στα μέρη και στην οργάνωση του εγκεφάλου και πως αυτά συνεργάζονται στην ομαλή λειτουργία. Η ενότητα θα αναπτύξει τις σύγχρονες θεωρίες που αναγνωρίζουν ότι η θέση του εγκέφαλου μέσα στο κρανίο τον θέλει να είναι τυφλός παρατηρητής του έξω κόσμου. Έτσι, η ανατομία του εγκεφάλου και οι εσωτερικές του συνδέσεις και αυτές με τα αισθητήρια όργανα έχουν σκοπό να αναδημιουργήσουν τον εξωτερικό κόσμο, πάντα όμως όπως η μνήμη (και συχνά οι επιθυμίες και οι προκαταλήψεις) το επιτρέπουν. Έτσι ο τυφλός παρατηρητής πλοηγεί το άτομο στο εξωτερικό φυσικό και κοινωνικό περιβάλλον και διατηρεί την ταυτότητά του ακόμη και μέσα στον ύπνο.
2. Μη-επεμβατική μέτρησή της δομής και λειτουργίας του εγκεφάλου (3 ώρες):
Φυσικά συστατικά του εγκεφάλου και πως αυτά επιτρέπουν την μη επεμβατική απεικόνιση της δομής του, έμφαση στην μαγνητική αξονική τομογραφία (MRI).
Ιχνογράφηση των συνδέσεων μέσα στον εγκέφαλο με MRI (Diffusion Tensor imaging (DTi) και ιχνογράφηση λευκών ινών (white matter tracing)).
Νευροχημικές διαδικασίες και τα κατάλοιπα που δημιουργούν. Έμμεσες μέθοδοι μελέτης της λειτουργίας του εγκεφάλου με έμφαση στην λειτουργική μαγνητική αξονική τομογραφία (fMRI).
Νευροηλεκτρικές διαδικασίες και άμεση καταγραφή εγκεφαλικής λειτουργίας. Μαγνητοεγκεφαλογράφημα (ΜΕΓ) και ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (ΗΕΓ).
Οι ενότητες 1 και 2 θα αλληλοσυμπληρώνονται έτσι ώστε να επιτρέψουν την ανάπτυξη μιας σωστής βάσης για την περιγραφή των αποτελεσμάτων της σύγχρονης νευροαπεικονιστικής και ηλεκτροφυσιολογίας σε συσχετισμό με την φυσική ‘γεωγραφία’ και λειτουργική οργάνωση του εγκεφάλου από μια σύγχρονη σκοπιά για το τι κάνει και πως ο φυσιολογικός εγκέφαλος.
3. Σύγκριση μη-επεμβατικών μετρήσεων δομής και λειτουργίας του εγκεφάλου και ανασκόπηση πρόσφατων εξελίξεων (6 ώρες):
Γενική θεωρητική σύγκριση μεθόδων πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Καθιερωμένες ιατρικές εφαρμογές
Νέες εφαρμογές: ιατρικές εφαρμογές σε κορυφαία κέντρα και νευρο-οικονομικά
Καινοτόμες ιδέες
Η ενότητα αυτή θα αρχίσει με στοιχειοθέτηση των δυνατοτήτων των διαφορετικών μεθόδων που αναφέρθηκαν στις προηγούμενες ενότητες. Παρόλο που μερικές διαφωνίες υπάρχουν (και θα σημειωθούν) εν τούτοις μια γενικά παραδεχτή εικόνα για τις δυνατότητες μπορεί να σκιαγραφηθεί με τα μηχανήματα και τις τεχνικές που χρησιμοποιούνται σήμερα.
Οι καθιερωμένες ιατρικές εφαρμογές ακολουθούν πολύ πιο πίσω τις σημερινές δυνατότητες αφού η διάχυση της πληροφορίας παίρνει χρόνο, η τεκμηρίωση και αξιολόγηση νέων μεθόδων ακόμη περισσότερο και η διαθεσιμότητα συσκευών είναι συχνά περιορισμένη. Σε κορυφαία ερευνητικά κέντρα νέες εφαρμογές υλοποιούνται που συμβαδίζουν με την γενική θεωρητική κατάρτιση και συχνά είναι κομμάτια ερευνητικής δράσης. Ευκαιρίες για χρήση από εξωτερικούς ασθενείς υπάρχουν και αυτές μπορεί είτε να αγοραστούν ή να είναι μέρος μιας διεθνούς συνεργασίας. Τα αποτελέσματα από τις τελευταίες ερευνητικές μελέτες και κλινικές εφαρμογές με τα πιο εξειδικευμένα και ακριβά μηχανήματα ενθαρρύνουν καινοτόμες ιδέες, κάποτε με πολύ απλούστερα και εύκολα διαθέσιμα όργανα. Μια σύντομη περιγραφή των κορυφαίων (από κάποια σκοπιά) και καινοτόμων έργων θα δοθεί μαζί με αναφορές όπου οι ενδιαφερόμενοι θα μπορούν να ανατρέξουν. Το υπόλοιπο της τρίτης ενότητας θα αφιερωθεί στην περιγραφή 2 ή 3 τελευταίων εξελίξεων σε τομείς ενδιαφέροντος που αντανακλούν τις προτιμήσεις και/ή τα επαγγελματικά ενδιαφέροντα της ομάδας. Παραδείγματα περιλαμβάνουν:
Μεθοδολογικές καινοτομίες σε επίπεδο τεχνικής.
Νέες κλινικές εφαρμογές σε μια ειδικότητα (π.χ. νευρολογία, ψυχιατρική).
Νέες αντιλήψεις για προστασία ομαλής λειτουργίας του εγκεφάλου σε διάφορες ηλικίες (βρέφη, παιδιά ενήλικες και τρίτη ηλικία).
Νέες μη ιατρικές εφαρμογές (π.χ. νεύρο-οικονομικά, διαφημίσεις, εκπαίδευση).
Για κάθε τομέα μία ή περισσότερες εργασίες από την πρόσφατη βιβλιογραφία θα αναλύονται σε μορφή ‘journal club’, όπως γίνεται σε τακτικά διαστήματα σε μεγάλα ερευνητικά κέντρα.
4. Σε βάθος ανάλυση μίας εργασίας ή ομάδας εργασιών (8 ώρες):
Η τάξη θα χωριστεί σε ομάδες. Η κάθε ομάδα θα αναλύσει σε βάθος μία πρόσφατη εργασία, ή ομάδα εργασιών σε συναφή θέμα. Η ανάλυση θα έχει σκοπό την κατανόηση της γενικής σημασίας της εργασίας και την αξιολόγηση εφαρμογών στην Κύπρο, ή με συνεργασίες με άλλες χώρες. Η εργασία κάθε ομάδας θα είναι ανεξάρτητη με παρότρυνση επιλογής εργασίας από την ίδια την ομάδα (πιθανές εκλογές για την εργασία θα δοθούν όμως από τους εκπαιδευτές). Στο τέλος του προγράμματος η κάθε ομάδα θα παρουσιάσει τα αποτελέσματά της.