neurolog i ataksja: używanie ruchów gałek ocznych do poznawania móżdżku

prawidłowe funkcje móżdżku i jego chorób są podstawą mojej kariery akademickiej od ponad 45 lat – zarówno w opiece klinicznej nad pacjentami, jak i w badaniach klinicznych i eksperymentalnych. Więcej niż 85 moich publikacji ma słowo móżdżek w tytule, lub móżdżek jest centralnym elementem problemów omawianych w publikacji (patrz dodatkowe pliki 1 i 2). Większość z tych publikacji podkreśla pewien aspekt związku móżdżku z kontrolą ruchów gałek ocznych, w tym wszystkie jego podtypy, przedsionkowy, saccade, pursuit i vergence. Wizualne objawy z zaburzenia kontroli motoryki oka u pacjentów móżdżku są często bardzo wyłączenie i życie zmienia, na przykład, podwójne widzenie z powodu niewspółosiowości oka i oscylacji z powodu oczopląsu lub innych niechcianych oscylacji ocznych. To był jeden z powodów, dla których przez wiele lat skupiałem się na tej stosunkowo małej, ale istotnej części mózgu. Moje zainteresowania móżdżkiem następowały po serii objawień, opartych na ludziach-pacjentach, lekarzach i naukowcach – z którymi się zetknąłem; na czasach; NA przypadku i szczęściu. Na każdym kroku osiągnąłem „punkt krytyczny”, który popchnął mnie w nowym kierunku lub do konkretnej osoby, która stała się wpływowym mentorem, kolegą lub stażystą. Tutaj podsumuję niektóre z tej historii i na podstawie mojego doświadczenia zasugeruję kilka „wskazówek” na sukces (Tabela 1), które mam nadzieję pomogą tym, którzy na wczesnym etapie kariery podejmą decyzje o tym, jak rozwinie się ich życie akademickie.

Tabela 1 Dziesięć wskazówek dotyczących sukcesu akademickiego

dlaczego wybrałem neuronaukę

„miej oko na coś nowego i ekscytującego do nauki”. W 1965 roku zacząłem pracę w szkole medycznej na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa z neuroanatomii i od razu zafascynowałem się mózgiem, podziwiając jego znakomitą łączność. Później w tym samym roku mogłem obserwować, jak Profesor Vernon Mountcastle, Katedra fizjologii i wybitny neurofizjolog, szczególnie za odkrycie Kolumnowej architektury somatosensorycznej kory mózgowej, przeprowadza eksperymenty w swoim laboratorium. Rejestrował aktywność poszczególnych włókien nerwowych zwierząt doświadczalnych w odpowiedzi na różne bodźce zmysłowe. Umiejętność „zobaczenia”, jak aktywność nerwowa w mózgu koduje doświadczenia ze świata zewnętrznego, była dla mnie objawieniem i dodatkowo wzbudziła moje zainteresowanie karierą w neuronauce. W 1966 roku, po pierwszym roku studiów medycznych, zdecydowałem się na wakacyjny wybór z katedrą anatomii, profesorem Davidem Bodianem, znanym ze swoich przełomowych badań nad patogenezą zapalenia poliomyelitis, które umożliwiły opracowanie szczepionki przeciw polio. Opracował również srebrną plamę” Bodian ” do identyfikacji włókien nerwowych i zakończeń nerwowych w sekcjach neuroanatomicznych. Tego lata spędziliśmy razem wiele godzin pod mikroskopem, badając górny rdzeń szyjny, próbując rozszyfrować ścieżki propriospinalne. W dzisiejszych czasach, jak często Katedra ma nawet niewielką ilość czasu, nie mówiąc już o prawie codziennych sesjach, aby spędzić ze studentem pierwszego roku medycyny na fakturze w laboratorium? Moja fascynacja anatomiczną i fizjologiczną organizacją mózgu trwała przez całą szkołę medyczną, tak że w naszym wolnym czasie kolega z klasy, Tom Woolsey, który był w podobnym stanie anatomicznej „ekstazy” i ja rozciąłem grubą próbkę mózgu. Próbowaliśmy wyobrazić sobie w trzech wymiarach skomplikowane relacje pomiędzy płynnymi przestrzeniami i szczelinami mózgu. Tom ostatecznie zyskał znaczną sławę dzięki odkryciu, jeszcze jako student medycyny,” beczkowej ” organizacji projekcji wąsów (vibrissa) w korze mózgowej szczura.

dlaczego wybrałem neurologię

Kiedy przyszedł czas na wybór specjalności klinicznej, Neurologia była naturalnym wyborem. Ponownie, doświadczenie (kolejny letni planowany, tym razem w Klinice Mayo w neurologii w 1968 roku) i ekspozycja na niektórych gigantów neurologii klinicznej tam (Dr Frank Howard z miasthenia gravis sława i dr Thomas Kearns i Robert Hollenhorst z neuroophthalmolgy sława) wykonane neurologii nieuniknioną decyzję. Moje zainteresowania w móżdżku były również poruszane w Klinice Mayo, gdy jeden z pacjentów przypisanych do mnie był badany pod kątem przewlekłej ataksji móżdżku. Maurice Victor i współpracownicy kazali mi poszukać klasycznej pracy na temat zwyrodnienia móżdżku u alkoholików zatytułowanej „ograniczona forma zwyrodnienia kory móżdżku występującego u pacjentów alkoholików”, która liczyła 109 stron. Przyznaję, że nie czytałem tego artykułu Od początku do końca, ale umiejętność korelowania funkcji i anatomii za pomocą badania klinicznego i późniejszej patologii była „punktem zwrotnym”, który popchnął mnie w kierunku neurologii, a ostatecznie móżdżku. To doświadczenie podkreślało mi również znaczenie czytania i poznawania literatury medycznej. „Wiedzieć, ale niekoniecznie zaakceptować, co zostało powiedziane, napisane i dokonane w przeszłości.”

dlaczego wybrałem neurooftalmologię

wszyscy studenci medycyny odwiedzający Mayo Clinic na letni program planowy byli zobowiązani do odbycia tygodnia neurooftalmologii. W tym czasie natknąłem się na klasyczny podręcznik, „Neurologia mięśni ocznych” Davida Cogana, wybitnego neurooftalmologa i katedry Okulistyki w Harvard Medical School. Około 6 lat później, w latach 1974-75, kiedy służyłem w publicznej służbie zdrowia w National Institutes of Health w Bethesda, przez przypadek mój mały Boks znajdował się obok gabinetu Dr Cogana. Przeniósł się do National Eye Institute w Bethesda po przejściu na emeryturę z Harvardu. Dr Cogan wziął mnie pod swoje skrzydła i wysłał na moją pierwszą międzynarodową konferencję (w Sztokholmie w 1975 roku) po prostu jako obserwatora, ponieważ myślał, że będzie to „dobre dla mnie”. Inną ważną osobą, która wzbudziła moje zainteresowanie neurooftalmologią był dr Frank Walsh z Johns Hopkins. Jako rezydent neurologii w Hopkins (1970-1973), uczestniczyłem w sobotnich konferencjach neurooftalmologicznych Dr Walsha i on, podobnie jak Dr Cogan, zainteresował się moją karierą. Wysłał mnie na międzynarodowe kolokwium na temat ucznia w Detroit, żebym mógł uzyskać większą ekspozycję w terenie. Dr Walsh powiedział mi, że ktoś (nawet skromny mieszkaniec neurologii)powinien reprezentować Wilmer Eye Institute. Nigdy nie zapomniałem hojności i zainteresowania moją wczesną karierą tych dwóch gigantów. Jedno ważne zastrzeżenie. Traktuj sugestie swojego mentora poważnie. Dr. Cogan i ja ocenialiśmy pacjenta z powolnymi sakkadami i zasugerował, że elektromiografia oka może pomóc. Zapytał, czy będę obiektem kontroli. Myślałem, że żartuje, ale jakieś 45 minut później leżałem na stole z ogromną igłą w prostopadłościanie bocznym (w tamtych czasach igły elektromiograficzne oczne były duże i złowrogie). Funkcjonalny rezonans magnetyczny pokazałby cały mój mózg, w jakimś rodzaju napadu limbicznego, zapalający się, gdy patrzyłem, jak Dr Cogan zbliża się do mojego oka z igłą w dłoni. Mogę przynajmniej powiedzieć, że doświadczenie było bardziej przerażające niż bolesne.

dlaczego wybrałem ruchy gałek ocznych

prawie każdy neurolog w pewnym czasie podczas swojego treningu zakochuje się w neurooftalmolgii. Badanie oczu jest prawdopodobnie najbardziej fascynującą częścią oceny neurologicznej, dzięki czemu wydajność mózgu jest łatwo dostępna dla prostej kontroli wzrokowej za pomocą tylko światła, oftalmoskopu i celu dla pacjenta, aby naprawić lub śledzić. Wyniki badań neurooftalmologicznych są powszechnie kluczem do lokalizacji zmian w wielu częściach mózgu, a zwłaszcza w pniu mózgu i móżdżku. Jako rezydent drugiego roku uczestniczyłem w wykładzie wprowadzającym dla rezydentów neurologii na temat ruchów gałek ocznych wygłoszonym przez Davida A. Robinsona, bioinżyniera i fizjologa ruchu gałek ocznych, pracującego w Wilmer Eye Institute. Jego tematem była patofizjologia interjądrowej oftalmoplegii (INO), wspólnej choroby motorycznej pnia mózgu, w której przerwany jest przyśrodkowy Podłużny fasciculus (MLF), który przekazuje informacje do jąder okulomotorycznych. Zastosował proste podejście systemów sterowania do przetwarzania sygnału potrzebnego do generowania normalnych ruchów oczu, a następnie obliczył, co się dzieje, gdy występuje przerwa w przepływie informacji w MLF. Ta niezwykła ekspozycja doprowadziła do natychmiastowego objawienia. Zastosowanie prostej matematyki do zrozumienia złożonego wzorca patologicznych ruchów gałki ocznej i możliwość określenia lokalizacji defektu w przetwarzaniu informacji przez mózg, skłoniło mnie na zawsze do normalnej i patologicznej kontroli ruchu gałki ocznej.

po wykładzie zapytałem Dave ’ a Robinsona, czy mogę z nim pracować podczas mojego wyboru w ostatnim roku mojej rezydencji. Natychmiast się zgodził, mówiąc: „od lat czekam na neurologa, który przyjdzie ze mną pracować”. Poproszenie Dave ’ a Robinsona o bycie moim naukowym mentorem było kluczowym punktem w mojej karierze, ponieważ wcześnie zdał sobie sprawę, jak wiele możemy dowiedzieć się o funkcjonowaniu normalnego mózgu, badając pacjentów, którzy cierpieli nieszczęśliwe wypadki i choroby natury. „Wybierz mentora, który na każdym poziomie kariery patrzy w przyszłość i stara się być w czołówce”. Po dołączeniu do jego laboratorium, zaczęliśmy cotygodniowe obrady szpitalne, w których Dave i jego studenci i doktoranci, a także nasza grupa kliniczna, w tym rezydenci i studenci medycyny, chodzili do łóżka pacjenta, który miał trudny problem z silnikiem ocznym. Wspólnie zbadaliśmy pacjenta, a następnie omówiliśmy mechanizm, jakie nowe pytania zadać i jakie eksperymenty mogą na nie odpowiedzieć. Publikacje często wyrosły z tych rozmów przy łóżku, zwykle z nami, rzucając Dave ’ owi wyzwanie stworzenia modelu . To doświadczenie podkreśliło dla mnie znaczenie interakcji z ludźmi, którzy pochodzą z różnych dziedzin, z różnymi środowiskami naukowymi i klinicznymi oraz wiedzą specjalistyczną. „Współdziałaj i współpracuj z kolegami i stażystami, którzy mają umiejętności, których nie widzisz lub robisz rzeczy inaczej niż ty”.

kiedy dołączyłem do laboratorium w 1972 roku, pierwszą pracą Dave ’ a było nauczenie mnie systemów sterowania za pomocą ruchów gałek ocznych jako modelu. Spotykaliśmy się kilka razy w tygodniu, przez około godzinę, jeden na jednego. Te sesje często wiązały się z zadaniami domowymi. Dave i ja usiedliśmy razem przy komputerze analogowym, aby przetestować nasze pomysły (rys. 1). Ten poradnik dydaktyczny rozpoczął się od analizy przetwarzania sygnału w odruchu przedsionkowo-ocznym (VOR). Kiedy głowa porusza się mózg musi zaprogramować ruch oka, który jest dokładnie kompensacyjny dla nas, aby wyraźnie widzieć, kiedy chodzimy lub odwracamy głowę. W innym objawieniu zdałem sobie sprawę, że zrozumienie układu przedsionkowego – będącego fundamentalnym ewolucyjnym rusztowaniem, na którym rozwinęły się wszystkie podtypy ruchów gałek ocznych – było dla mnie kluczem do zostania klinicystą-naukowcem ds. ruchu gałek ocznych.

najważniejsze projekty w laboratorium Dave ’ a w tamtym czasie dotyczyły funkcji móżdżku w kontroli VOR. Badał, w jaki sposób mózg utrzymuje prawidłowy czas (fazę) VOR, zarówno adaptacyjnie w dłuższej perspektywie, jak i w jego bezpośredniej kontroli online. Eksperymenty te doprowadziły do powstania „warsztatu naprawczego” móżdżku silnika ocznego, kompensującego awarię układu sterowania silnikiem ocznym . Inna kluczowa koncepcja z tych eksperymentów wyłoniła się, która stała się podstawowym budulcem w fizjologii motorycznej oka – idea integratora motorycznego oka, nie tylko po to, aby zapewnić, że faza VOR była prawidłowa, ale także aby utrzymać oczy jeszcze po tym, jak oczy skończyły się poruszać . Oczopląs wywołany wzrokiem, wspólny znak dysfunkcji móżdżku, może być interpretowany jako zaburzenie w sieci neuronowej, która matematycznie integruje polecenie prędkości (ruchu) w polecenie pozycji (trzymania). Ostatnio ta koncepcja matematycznych integratorów neuronowych została zastosowana do kontroli głowy i innych części ciała przez moich kolegów Aasef Shaikh i Reza Shadmehr i ich współpracowników . „Poszukaj analogii, aby zobaczyć, jak Rozwiązano problemy w innych dziedzinach”.

ys. 1
rys. 1

komputer analogowy, w którym w 1973 roku wykonano pierwsze symulacje oczopląsu. Różnicatory, integratory i generatory impulsów były symulowane za pomocą kondensatorów, rezystorów, wzmacniaczy i multiwibratorów one-shot

te ekscytujące badania w laboratorium Dave ’ a Robinsona rozbudziły moje zainteresowanie zarówno układem przedsionkowym, jak i móżdżkiem. Krótko po tym, jak zacząłem pracować w laboratorium, szef mojego Wydziału, Dr. Guy Mckhann skierował do mnie kilku pacjentów z uporczywym samoistnym oczopląsem w ramach klinicznego zespołu móżdżku. Guy McKhann był nowym i młodym przewodniczącym nowo utworzonego wydziału neurologii na Johns Hopkins. Zawsze opiekował się pacjentami z problemami klinicznymi, które jego młodzi stażyści mogliby z korzyścią zbadać. Guy I ja rozpoczęliśmy również badanie leków terapeutycznych w grupie pacjentów z ataksją, które było prawdopodobnie jednym z najwcześniejszych takich badań u pacjentów z móżdżkiem. Niestety, leki nie były pomocne. Z badań tych pacjentów wynikły dwie kluczowe ścieżki: 1) wykorzystanie modeli systemów kontrolnych do interpretacji nieprawidłowych ruchów gałek ocznych oraz 2) opracowanie modelu zwierzęcego u małp wpływu zmian doświadczalnych różnych części móżdżku na ruchy gałek ocznych. Po pierwsze, z Dave Robinson, za pomocą komputera analogowego (rys. 1) wykonaliśmy model systemów sterowania oczopląsu. Było to jedno z pierwszych zaburzeń neurologicznych zbadanych i zinterpretowanych w ten sposób . To doprowadziło do mojej pierwszej prezentacji naukowej, na spotkaniu Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO) w 1973 roku. Co więcej, Kiedy zaczęliśmy modelować zaburzenie, zdaliśmy sobie sprawę, że musimy wiedzieć więcej o funkcji pionowego VOR. Zdałem sobie sprawę, że możemy zaangażować i zmierzyć pionowy VOR po prostu obracając obiekt w przedsionkowym fotelu wokół pionowej osi Ziemi z głową przechyloną o 90 stopni w jedną stronę, aby stymulować pionowe półokrągłe kanały. Z pewnością nie było to wielkie odkrycie naukowe, ale prawdopodobnie nigdy wcześniej nie było wykonywane na pacjencie. Przesłanie tutaj jest oczywiście takie, że modele matematyczne pozwalają rygorystycznie testować hipotezy i sugerować nowe eksperymenty ilościowe, aby podważyć hipotezy. „Spraw, aby twoje badania były ilościowe i oparte na hipotezach, a gdy rzeczy wyglądają na pasujące, spróbuj udowodnić, że Twoje hipotezy są błędne!”To samo podejście doprowadziło do przełomowych modeli kontroli sakkad i patogenezy różnych form oscylacji i oczopląsu, które omówimy później.

dlaczego wybrałem móżdżek

nasze badania z opadłym oczopląsem wskazały na dużą lukę w wiedzy o tym, jak działa móżdżek i jak objawia się choroba móżdżku. Zawiłe połączenia móżdżku z pniem mózgu (a teraz wzgórza, a nawet kory mózgowej) zawsze wisiały nad pytaniem, co to jest znak oka móżdżku. „Miej oko na coś nowego, ekscytującego i ważnego do nauki”. Potrzebowaliśmy modelu zwierzęcego do badania wpływu zmian w móżdżku na ruchy gałek ocznych. Wraz z pojawieniem się techniki „search coil” Robinsona, umożliwiającej dokładne rejestrowanie ruchów gałek ocznych, oraz z wykorzystaniem małp, które mogłem trenować, aby namierzać i podążać za celami, miałem nadzieję poczynić postępy w kierunku wytyczania móżdżkowego zespołu motorycznego oka. Przez następne ćwierć wieku zarejestrowaliśmy i przeanalizowaliśmy ruchy oczu u małp przed i po ogniskowych zmianach móżdżku, w tym flokulus i paraflocculus (migdałki), vermis grzbietowy i guzek . Moi długoletni koledzy z Johns Hopkins, Mark Walker, Richard Lewis i Rafael Tamargo odegrali kluczową rolę w tych eksperymentach. Badania te wzmocniły naszą wiedzę diagnostyczną i zdolność do wnioskowania, jakie mogą być Funkcje różnych części móżdżku. W tym samym czasie dokładnie ocenialiśmy ruchy gałek ocznych u pacjentów z naturalnie występującą dysfunkcją móżdżku i porównywaliśmy ich wyniki z naszymi Wynikami eksperymentalnymi (np. ). Do pomiaru ruchów gałek ocznych wykorzystaliśmy technikę search-coil dla ludzi (rys. 2), a techniki systemów sterowania do analizy danych. W prawdziwym modelu badań translacyjnych, powtarzalnie przechodziliśmy między badaniami na pacjentach i zwierzętach doświadczalnych, aby dowiedzieć się, co robi móżdżek i jak możemy lepiej zlokalizować i zdiagnozować zmiany w móżdżku u naszych pacjentów. Stale pamiętaliśmy o podejściu Robinsonowskim; dokładnym pomiarze, analizie ilościowej, testowaniu hipotez i modelowaniu analitycznym, ale zawsze z pacjentem z tyłu umysłu, zarówno po to, aby poprawić ich los, jak i odkryć, czego mogą nas nauczyć o tym, jak działa mózg.

ys. 2
rys. 2

technika poszukiwania cewki pola magnetycznego stosowana u ludzi. David a Robinson (z prawej) wkłada mały pierścień twardówki, który został opracowany przez Han Collewijn z Holandii w celu precyzyjnego pomiaru ruchów oczu, z Davidem Zee (w środku). Około 1980 roku

przykładem tego podejścia było opracowanie modelu układów premotorowych generujących polecenia saccade. Oparliśmy nasze pomysły na jednym pacjencie, który robił powolne sakkady w ramach zwyrodnienia spinocerebellar . Jej sakkady były powolne ze względu na degenerację w neuronach przedmotorowych „pękających” w obrębie pontine paramedian reticular formation. Jej powolne ruchy gałek ocznych dały nam możliwość sprawdzenia, czy sakkady są zaprogramowane i balistyczne, podobnie jak konwencjonalna mądrość w latach 70. Przekonałem się, że przeskakując do celu, podczas gdy wolna sakkada była w locie, możemy przetestować pomysł zaprogramowania, sprawdzając, czy nasza pacjentka może zmienić kurs lub kierunek swoich sakkad w trakcie lotu. Rzeczywiście, kiedy cel wskoczył z powrotem do pozycji wyjściowej po rozpoczęciu saccade, jej oczy odwróciły się bez zatrzymywania i powróciły do pozycji wyjściowej. Jeśli cel podskoczył w połowie lotu, gdy jej oczy zaczęły zwalniać, jej oczy ponownie nabrały prędkości w odpowiedzi na nową lokalizację celu i ostatecznie dotarły do celu jednym ruchem. Wyniki te sugerowały, że jej sakkady były pod rodzajem wewnętrznej kontroli sprzężenia zwrotnego. Ten „lokalny model sprzężenia zwrotnego” z niewielkimi modyfikacjami przetrwał próbę czasu na to, w jaki sposób mózg generuje normalne sakkady. Co więcej, model ten był impulsem do wielu aktualnych pomysłów na to, w jaki sposób móżdżek i inne struktury optymalizują kontrolę ruchów, zarówno pod kątem natychmiastowych korekt sprawności motorycznej online, jak i długoterminowego adaptacyjnego uczenia się motorycznego. Ponadto model ten może symulować pewne oscylacje sakkadowe, takie jak trzepotanie oczu – natrętne, niestosowne i często dramatyczne sakkady .

Innym przykładem podejścia systemów kontroli do zaburzeń motorycznych oka było badanie przez Johna Leigh, Dave ’ a Robinsona i mnie pacjenta z uszkodzeniem móżdżku powodującym okresowe naprzemienne oczopląs (PAN), zaburzenie, w którym spontaniczny oczopląs zmienia kierunek co 2 minuty . Wczesnym sobotnim rankiem w piwnicy Wilmer Eye Institute, Dave, John i ja nagrywaliśmy ruchy oczu tego pacjenta. Pomysł polegał na przetestowaniu ówczesnego modelu przetwarzania informacji w VOR, aby zobaczyć, jak może powstać PAN. Kluczowym testem modelu było to, jak można zatrzymać oczopląs, a John i Dave wymyślili pewne prognozy. W związku z tym zmierzyliśmy oczopląs pacjenta tego ranka, a następnie Dave-pracując wściekle z papierem i ołówkiem— wymyślił amplitudę i czas trwania obrotowego bodźca przedsionkowego, który, jeśli zostanie dostarczony w prawej części cyklu oczopląsu pacjenta, zatrzymałby oczopląs-zgodnie z przewidywaniami modelu. Próbowaliśmy-zadziałało-a pacjent był zachwycony. Jej wizualne rozmycie z oczopląsu zostało złagodzone, choć tylko na około 10 minut, po raz pierwszy od wielu lat! Eksperymenty na zwierzętach kilka lat później wykazały, że utrata funkcji komórek Purkinjego w guzku móżdżku była przyczyną PAN z powodu odhamowania i wynikającej z tego niestabilności centralnego mechanizmu „magazynowania prędkości” w jądrach przedsionkowych .

na szczęście, krótko po tym, jak zobaczyliśmy naszą pacjentkę i nieco przypadkowo po przypadkowej dyskusji z kolegami z Wielkiej Brytanii na spotkaniu ARVO, zgłosiliśmy, że baklofen, lek podobny do GABA, może trwale zatrzymać oczopląs . Baklofen był substytutem brakującego hamowania mediowanego przez GABA z guzka jądra przedsionkowego. Był to pierwszy przykład leku, który mógłby całkowicie zatrzymać uporczywy patologiczny oczopląs! Ten udany wynik wynikający z przypadkowej interakcji na spotkaniu naukowym podkreśla znaczenie „poszerzania horyzontów” poprzez interakcję z kolegami z daleka. Ten przypadek ilustruje również siłę podejścia systemów kontroli do problemów klinicznych i, w dzisiejszych czasach zaawansowanych technologii, znaczenie pomysłowego myślenia za pomocą tylko papieru i ołówka, zwłaszcza gdy są one w rękach kogoś takiego jak David Robinson.

istnieje wiele innych przykładów tego, jak badanie móżdżku i pacjentów móżdżku ujawniło wiele o tym, jak działa mózg i jak możemy lepiej diagnozować i leczyć pacjentów z chorobami móżdżku. Pierwsze opisy niestabilnego integratora neuronowego pochodzą z badań zwierząt z doświadczalnymi zmianami w flokulusie oraz u pacjenta z paraneoplastycznym zwyrodnieniem móżdżku . Ostatnie badania u pacjentów z ostrymi udarami, którzy mieli zmiany wyizolowane do flokulusa lub paraflokulusa (migdałków) pozwoliły nam określić rolę tych konkretnych struktur w kontroli drobnych ziaren ruchów gałek ocznych i VOR . Badania te doprowadziły moich bliskich kolegów, David Newman-Toker, Jorge Katah i Ji-Soo Kim i ich współpracowników, do opracowania lepszych i krytycznie potrzebnych algorytmów do diagnozowania pacjentów z udarami w pniu mózgu i móżdżku . Kwantyfikacja VOR może być ważnym biomarkerem postępu niektórych form choroby móżdżku i potencjalnie markerem odpowiedzi na leczenie . Korelacje zachowania motorycznego oka z wynikami obrazowania Funkcjonalnego i strukturalnego móżdżku były dobrodziejstwem dla naszej wiedzy o zachowaniach, w które zaangażowany jest móżdżek . Badania pacjentów z ciekawym zaburzeniem neurologicznym (zespół drżenia Gałkowo-podniebiennego) związanym z przerostem i degeneracją dolnej oliwki, dały wgląd w to, co się dzieje, gdy móżdżek próbuje zrekompensować dysfunkcję ruchową za pomocą niedokładnego sprzężenia zwrotnego na temat sprawności motorycznej. Ponieważ móżdżek odgrywa centralną rolę w adaptacyjnych reakcjach mózgu na choroby i urazy, wiedza o tym, jak móżdżek Promuje kompensację zmian w innych częściach mózgu, staje się kluczowym filarem dla opracowania lepszych programów fizykoterapii dla rehabilitacji pacjentów z uszkodzeniem mózgu .

przy prawie codziennym wzroście wiedzy o genetyce choroby móżdżku, funkcje motoryczne oka są często podstawą klasyfikacji fenotypowej i diagnostyki różnicowej (np. ). Szczególnie satysfakcjonująca była identyfikacja wady genetycznej w dwóch grupach pacjentów, które badaliśmy w latach 70. XX wieku. po pierwsze, duży rodowód pacjentów z późnym początkiem, izolowanym zwyrodnieniem móżdżku ostatecznie okazał się mieć ataksję spinocerebellar typ 6 (SCA6) z nieprawidłowością w kanale wapniowym na chromosomie 21 . Mam następujące cztery pokolenia w jednej rodzinie z tym zespołem. Po drugie, pacjenci z powolnymi sakkadami, którzy byli podstawą naszego lokalnego modelu sprzężenia zwrotnego kontroli sakkad, okazali się mieć ataksję spinocerebellar typ 2 (SCA2) z nieprawidłowością na chromosomie 12 (Gen ATXN2). W ostatniej dekadzie moje zainteresowania móżdżkiem doprowadziły mnie do bycia współzałożycielem multidyscyplinarnej kliniki ataksji Johnsa Hopkinsa hojnie wspieranej przez Macklin Foundation. Pacjenci przychodzą na pełną ocenę i leczenie ich ataksji; neurolog, genetyk, fizjoterapeuta i terapeuta zajęciowy, pracownik socjalny itp., wszyscy widzą pacjenta w klinice tego samego dnia, aby zapewnić fachową, kompleksową i skuteczną opiekę kliniczną.

współpracuj!

„współdziałaj i współpracuj ze współpracownikami i stażystami”. Mój bliski kolega, John Leigh, z którym zacząłem pracować w latach 70-tych, kiedy przybył do Hopkinsa jako doktor habilitowany, powiedział na początku lat 80-tych, że nadszedł czas, aby napisać nową książkę o ruchach oczu. Dr David Cogan „The Neurology of the Ocular Muscles” miał swoje ostatnie wydanie opublikowane w 1966 roku i od tego czasu pojawiło się wiele nowych informacji i wiele nowatorskich podejść. Tak więc, po małym szturchnięciu, zgodziłem się i pierwsze wydanie Leigh i Zee, „Neurologia ruchów gałek ocznych” ukazało się w 1983 roku, a ostatnie, piąte wydanie w 2015 roku (Fig. 3 i 4). „Pisz artykuły, a nawet książkę, aby edukować swoich kolegów.”Pole wzrosło, podobnie jak nasza książka z 281 stron w pierwszym wydaniu do 1109 w ostatnim i ponad 10 000 „wybranych” cytatów w najnowszym wydaniu! Filmy i platformy cyfrowe dla urządzeń mobilnych zwiększyły wykorzystanie tej książki, ale to niezwykłe, że podstawowe pojęcia, w dużej mierze pochodzące z naszej wczesnej współpracy z Dave Robinsonem, przetrwały stosunkowo niezmienione.

ys. 3

figure3

John Leigh (po prawej) i Dave Zee pracują nad 5.edycją Neurologii ruchów gałek ocznych w Cleveland w 2014 roku

rys. 4
figure4

pięć wydań Leigh i Zee, Neurologii ruchów gałek ocznych, pierwsze w 1983 roku (po lewej), Ostatnie w 2015 roku (po prawej)

wielu moich podoktorskich kolegów i kolegów delikatnie, ale mocno wskazywało lub raczej popychało mnie na wiele różnych sposobów. Przykładami są okuliści do zeza, otolaryngolodzy do chorób ucha wewnętrznego, specjaliści rehabilitacji fizycznej do uczenia się motorycznego, adaptacji i kompensacji, neurolodzy zaburzeń ruchu do dystonii i drżenia, bioinżynierowie do modeli oczopląsu i innych oscylacji oraz błyskotliwi studenci, którzy właśnie przynieśli swoją rodzimą inteligencję i ciekawość do laboratorium i kliniki oraz podnieśli ważne i często niewygodne pytania. Współpraca, swobodna wymiana informacji i wychodzenie z silosu, aby zobaczyć, co jeszcze jest wokół, jest podstawą postępu naukowego (np. ). Trzy indywidualne lata urlopowe w National Eye Institute w Bethesda, we współpracy z Lance Optican, Ed Fitzgibbon, Christian Quaia i innymi współpracownikami w laboratory of sensorimotor research (LSR), doprowadziły do owocnych publikacji i zmian w moich priorytetach badawczych . Kilka różnych wakacji, w których spędziłem miesiąc na Uniwersytecie w Zurychu w laboratorium Dominika Straumanna, aby ożywić moje myślenie, było dla mnie niezbędne do otrzymywania ciągłego indywidualnego grantu badawczego RO1 przez 36 lat. „Weź sabbaticals” i „wytrwaj, ale bądź gotów zmienić kurs, kiedy powinieneś zmienić kurs”.

moje obecne badania koncentrują się na tym, jak pola magnetyczne stymulują labirynt i wytwarzają oczopląs, i co to mówi nam o tym, jak mózg dostosowuje się do zaburzeń przedsionkowych . Ten nowy obszar badań dla mnie wyrósł z przypadkowej rozmowy z włoskim neuro-otologiem, Vincenzo Marcelli, podczas jednej z wielu wizyt na Uniwersytecie w Sienie, gdzie miałem wieloletnią współpracę z profesorem Daniele Nuti (rys. 5). „Poszerz swoje horyzonty. Poznaj kolegów i studentów z innych krajów i kultur”. Jednym z najbardziej satysfakcjonujących aspektów mojej kariery była współpraca, nauczanie i wizyty z bliskimi współpracownikami w krajach na całym świecie. Miałem również szczęście współpracować od lat ze wspaniałymi naukowcami i klinicystami na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa: w inżynierii biomedycznej, okulistyce, otolaryngologii, neurologii i Neurologii. Kolegialność jest podstawową zasadą doświadczenia Hopkinsa.

ys. 5
figure5

David Zee i Daniele Nuti (z prawej), profesor Otolaryngologii na Uniwersytecie w Sienie we Włoszech spotykają się w Sienie co roku od ponad 25 lat. Dave dołączył do Tartuca, kontradmirała Daniele. W Sienie znajduje się 17 hrabstw (gmin). Latem dwa razy do roku rywalizują w słynnym wyścigu konnym (Palio) trzy razy wokół Rynku Miejskiego. Tutaj David Zee właśnie został „ochrzczony”w Kontrada z około 25 innymi, którzy byli w większości poniżej 2 lat

dlaczego uczyć?

„Naucz się efektywnie uczyć i pisać zwięźle. Uzyskaj informacje zwrotne od mentorów i uczniów”. Praca ze studentami i stażystami jest również filarem postępu naukowego i osobistej satysfakcji. Jak podkreślił Sir William Osler, przekazywanie nowej wiedzy i stymulowanie ludzi do poznawania lub wchodzenia w swoją dziedzinę jest być może najbardziej podstawowym i satysfakcjonującym wkładem, jaki większość z nas może wnieść w nasze życie akademickie. Studenci zmusili mnie do nauczenia się czegoś nowego lub do zrobienia czegoś innego, lub otworzyli nowy sposób myślenia o problemie. Wiesz, że odniosłeś sukces jako nauczyciel, gdy uczysz się więcej od swoich uczniów niż oni od Ciebie. Nauczanie skłania nas do zbadania naszego często powierzchownego rozumienia kluczowych kwestii i pojęć. Kiedy sprawy są mętne, nauczanie popycha nas z powrotem do deski kreślarskiej. Za każdym razem, gdy uczymy, uczymy się nie jest oklepaną frazą, ale prawdziwym uznaniem ostoi życia akademickiego. Nauczanie pozwala nam rozpowszechniać wiedzę wielu naukowcom lub lekarzom jednocześnie, a w przypadku odbiorców klinicznych natychmiast wpływać na opiekę medyczną setek, a nawet tysięcy pacjentów. Być może jednym z najważniejszych ostatnich zastosowań naszych badań wpływu zmian móżdżku na ruchy gałek ocznych było opracowanie algorytmów odróżniających udar mózgu lub pnia mózgu od łagodnych dolegliwości obwodowego labiryntu u pacjentów o ostrej przewrotności . Nauczanie i stymulowanie uczniów pozwala nam wnosić nową krew w swoje pole, przyciągając najmądrzejszych i najbardziej pomysłowych do naśladowania naszego przykładu. Nauczanie pozwala nam spotkać studentów i kolegów z całego świata, z różnych kultur, z różnym podejściem do medycyny, nauki i życia.

uczenie się również zwięzłego pisania jest podstawową umiejętnością skutecznego nauczyciela. „Uzyskaj opinię!”Osławione czerwone pióro Dave’ a Robinsona, którym zarżnął moje pierwsze szkice artykułu, i kłujące krytyki (Zwykle) przemyślanych recenzentów („jeśli recenzent nie zrozumiał tego, co napisałeś, to był twój problem, a nie recenzenci”) były bolesnymi, ale niezbędnymi doświadczeniami w nauce skutecznego rozpowszechniania wiedzy naukowej.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.