Выход
Вход/Login
 
E-mail
Пароль/Password
Забыли пароль?
Введите E-mail и жмите тут. Пароль будет выслан на указанный адрес
Войти (LogIn)

 

Если вы первый раз здесь, то зарегистрируйтесь

Регистрация/Sign Up
Полное имя (Ф И О)/Full name
E-mail
Телефон/Phone
Зарегистрироваться,
на ваш E-mail будет выслан временный пароль

Нажимая кнопку Зарегистрироваться, вы соглашаетесь с Правилами сайта и Политикой Конфиденциальности http://vidar.ru/rules.asp

 

Медицинская литература. Новинки


 

 

 

 

 

 
вce журналы << Медицинская визуализация << 2022 год << №1 <<
стр.48
отметить
статью

Прехирургическое картирование речевых зон коры головного мозга с помощью фМРТ: актуальное состояние и тенденции

Печенкова Е. В., Паникратова Я. Р., Мершина Е. А., Власова Р. М.
Вы можете загрузить полный текст статьи в формате pdf
Печенкова Екатерина Васильевна - канд. психол. наук, ведущий научный сотрудник Научно-учебной лаборатории когнитивных исследований НИУ “Высшая школа экономики”, НИУ “Высшая школа экономики”, evpech@gmail.com, 101000 Москва, Армянский пер., д. 4, стр. 2
Паникратова Яна Романовна - младший научный сотрудник лаборатории нейровизуализации и мультимодального анализа ФГБНУ “Научный центр психического здоровья”, ФГБНУ “Научный центр психического здоровья”, 115522 Москва, Каширское шоссе, 34, Российская Федерация
Мершина Елена Александровна - канд. мед. наук, доцент кафедры лучевой диагностики и лучевой терапии МГУ имени М.В. Ломоносова, заведующая отделением рентгенодиагностики с кабинетами МРТ и КТ МНОЦ МГУ имени М.В. Ломоносова, ФГБОУ ВО “Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова”, 119192 Москва, Ломоносовский проспект, 27, к.10, Российская Федерация
Власова Роза Михайловна - канд. психол. наук, постдокторант, Департамент психиатрии, Университет Северной Каролины в Чапел- Хилле, Университет Северной Каролины, Чапел-Хилл, США

Прехирургическое картирование областей мозга, критически важных для осуществления речевых функций, направлено на минимизацию повреждения этих областей во время нейрохирургического вмешательства у пациентов с опухолями головного мозга и фармакорезистентной эпилепсией и тем самым на сохранение качества их жизни. Две основных задачи картирования речи - это определение локализации и латерализации речевых зон, “золотыми стандартами” для решения которых являются интраоперационное картирование (ИОК) и проба Вада соответственно. Однако ряд ограничений этих методов обусловливает целесообразность неинвазивного предварительного картирования речи, для которого в последние годы наиболее широко используется функциональная МРТ (фМРТ). Проведенный обзор литературы сосредоточен на нововведениях и актуальных тенденциях, которые получили распространение в области фМРТ-картирования речи за последнее десятилетие. В статье кратко изложено текущее состояние представлений о мозговой организации речевых функций, лежащих в основе картирования речи с применением фМРТ. Рассматриваются современные исследования валидности результатов фМРТ, касающихся локализации и латерализации речевых областей. Отдельно обсуждаются такие тактики прехирургического картирования речи, как дополнение фМРТ-данных результатами трактографии, комбинированный анализ фМРТ-проб и использование фМРТ покоя. Перечисляются и описываются устоявшиеся фМРТ-пробы для картирования зон, связанных с порождением и восприятием речи, и новые экспериментальные разработки в этой области.

Ключевые слова:
функционально значимые зоны, нейрохирургия, функциональное картирование мозга, речь, фМРТ, eloquent cortex, neurosurgery, functional brain mapping, language, fMRI

Литература:
1.Fedorenko E., Kanwisher N. Neuroimaging of Language: Why Hasn''t a Clearer Picture Emerged? Language and Linguistics Compass. 2009; 3 (4): 839-865. https://doi.org/10.1111/j.1749-818X.2009.00143.x
2.Ojemann G. A. Individual variability in cortical localization of language. J. Neurosurg. 1979; 50 (2): 164-169. https://doi.org/10.3171/jns.1979.50.2.0164
3.Ding J. R., Zhu F., Hua B. et al. Presurgical localization and spatial shift of resting state networks in patients with brain metastases. Brain Imaging Behav. 2019; 13 (2): 408-420. https://doi.org/10.1007/s11682-018-9864-6
4.Szelenyi A., Bello L., Duffau H. et al.Intraoperative electrical stimulation in awake craniotomy: methodological aspects of current practice. Neurosurg. Focus. 2010; 28 (2): E7. https://doi.org/10.3171/2009.12.FOCUS09237
5.Dragoy O., Chrabaszcz A., Tolkacheva V., Buklina S.Russian Intraoperative Naming Test: a Standardized Tool to Map Noun and Verb Production during Awake Neuro-surgeries. The Russian Journal of Cognitive Science. 2016; 3 (4): 4-25
6.Ritaccio A. L., Brunner P., Schalk G. Electrical Stimulation Mapping of the Brain: Basic Principles and Emerging Alternatives. J. Clin. Neurophysiol. 2018; 35 (2): 86-97. https://doi.org/10.1097/WNR 0000000000000440
7.Szelenyi A., Senft C., Jardan M. et al.Intra-operative subcortical electrical stimulation: a comparison of two methods. Clin. Neurophysiol. 2011; 122 (7): 1470-1475. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2010.12.055
8.Tate M.C., Guo L., McEvoy J., Chang E.F. Safety and efficacy of motor mapping utilizing short pulse train direct cortical stimulation. Stereotact Funct. Neurosurg. 2013; 91 (6): 379-385. https://doi.org/10.1159/000350020
9.Riva M., Fava E., Gallucci M. et al. Monopolar high - frequency language mapping: can it help in the surgical management of gliomas? A comparative clinical study. J. Neurosurg. 2016; 124 (5): 1479-1489. https://doi.org/10.3171/2015.4JNS14333
10.Verst S.M., de Aguiar RH.R, Joaquim M.A.S. et al. Monopolar 250-500Hz language mapping: Results of 41 patients. Clin. Neurophysiol. Rract. 2019; 4: 1-8. https://doi.org/10.1016Zj.cnp.2018.11.002
11.Kim R.E., Singh M. Functional magnetic resonance imaging for brain mapping in neurosurgery. Neurosurg. Focus. 2003; 15 (1): E1. https://doi.org/10.3171/foc.2003.15.1J
12.Rapanicolaou A.C., Wheless J.W., Babajani-Feremi A. et al. Letter re: Practice guideline summary: Use of fMRI in the presurgical evaluation of patients with epilepsy: Report of the Guideline Development, Dissemination, and Implementation Subcommittee of the American Academy of Neurology. Neurology. 2017; 89 (6): 640. https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000004204
13.Бакулин И.С., Пойдашева А.Г., Медынцев А.А., Супонева Н.А., Пирадов М.А. Транскраниальная магнитная стимуляция в когнитивной нейронауке: методологические основы и безопасность. Российский журнал когнитивной науки. 2020; 7 (3): 25-44. https://doi.org/10.47010/20.3.2
14.Bowyer S.M., Zillgitt A., Greenwald M., Lajiness-O''Neill R. Language Mapping With Magnetoencephalography: An Update on the Current State of Clinical Research and Practice With Considerations for Clinical Practice Guidelines. J. Clin. Neurophysiol. 2020; 37 (6): 554-563. https://doi.org/10.1097/WNP. 0000000000000489
15.Grummich P., Nimsky C., Pauli E. et al.Combining fMRI and MEG increases the reliability of presurgical language localization: a clinical study on the difference between and congruence of both modalities. Neuroimage. 2006; 32 (4): 1793-803. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2006.05.034
16.Najib U., Bashir S., Edwards D., Rotenberg A., Pascual- Leone A. Transcranial brain stimulation: clinical applications and future directions. Neurosurg. Clin. N. Am. 2011; 22 (2): 233-251, ix. https://doi.org/10.1016/j.nec.2011.01.002
17.Papanicolaou A.C., Rezaie R., Narayana S. et al. Is it time to replace the Wada test and put awake craniotomy to sleep? Epilepsia. 2014; 55 (5): 629-632. https://doi.org/10.1111/epi.12569
18.Benjamin C.F.A., Li A.X., Blumenfeld H. et al. Presurgical language fMRI: Clinical practices and patient outcomes in epilepsy surgical planning. Hum. Brain Mapp. 2018; 39 (7): 2777-2785. https://doi.org/10.1002/hbm.24039
19.Кремнева Е.И., Коновалов Р.Н., Кротенкова М.В. Функциональная магнитно-резонансная томография. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2011; 5 (1): 30-34
20.Терновой С.К., Синицын В.Е., Морозов С.П. Применение функциональной магнитно-резонансной томографии в нейрохирургии опухолей головного мозга. Медицинская визуализация. 2002; (2): 5-10
21.Власова Р.М., Печенкова Е.В., Синицын В.Е., Степанян М.А. Сочетание функциональной магнитнорезонансной томографии и нейропсихологического обследования при предоперационной диагностике в нейрохирургии опухолей головного мозга. Кубанский научный медицинский вестник. 2010; (6): 38-43
22.Токарев А.С., Степанов В.Н., Шатохина Ю.И., Чувилин С.А., Шалумов А.З. Применение функциональной магнитно-резонансной томографии головного мозга в нейрохирургии. Нейрохирургия. 2017; 2: 3-10.
23.Дмитриев А. Ю., Дашьян В. Г. Флуоресцеин натрия и индоцианин зеленый в нейроонкологии и хирургии артериовенозных мальформаций головного мозга. Обзор литературы. Вестник неврологии, психиатрии и нейрохирургии. 2021; (8): 614-627. https://doi.org/10.33920/med-01-2108-04
24.Geschwind N. Language and the brain. Sci. Am. 1972; 226 (4): 76-83. https://doi.org/10.1038scientificamerican 0472-76
25.Anderson J.M., Gilmore R., Roper S. et al. Conduction aphasia and the arcuate fasciculus: A reexamination of the Wernicke-Geschwind model. Brain Lang. 1999; 70 (1): 1-12. https://doi.org/10.1006/brln.1999.2135
26.Catani M., Jones D.K., Ffytche D.H. Perisylvian language networks of the human brain. Ann Neurol. 2005; 57 (1): 8-16. https://doi.org/10.1002/ana.20319
27.Tremblay P., Dick A.S. Broca and Wernicke are dead, or moving past the classic model of language neurobiology. Brain Lang. 2016; 162: 60-71. https://doi.org/10.1016/j.bandl.2016.08.004
28.Mazoyer B., Zago L., Jobard G. et al. Gaussian mixture modeling of hemispheric lateralization for language in a large sample of healthy individuals balanced for handedness. PLoS One. 2014; 9 (6): e101165. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0101165
29.Kundu B., Rolston J.D., Grandhi R. Mapping language dominance through the lens of the Wada test. Neurosurg. Focus. 2019; 47 (3): E5. https://doi.org/10.3171/2019.6.FOCUS19346
30.Partovi S., Jacobi B., Rapps N. et al. Clinical standardized fMRI reveals altered language lateralization in patients with brain tumor. Am. J. Neuroradiol. 2012; 33 (11): 2151-2157. https://doi.org/10.3174/ajnr.A3137
31.Li Q., Dong J.W., Del Ferraro G. et al. Functional Translocation of Broca''s Area in a Low-Grade Left Frontal Glioma: Graph Theory Reveals the Novel, Adaptive Network Connectivity. Front Neurol. 2019; 10: 702. https://doi.org/10.3389/fneur.2019.00702
32.Kuchukhidze G., Siedentopf C., Unterberger I. et al. Language Dominance in Patients With Malformations of Cortical Development and Epilepsy. Front Neurol. 2019; 10: 1209. https://doi.org/10.3389/fneur.2019.01209
33.Hickok G., Poeppel D. The cortical organization of speech processing. Nat. Rev. Neurosci. 2007; 8 (5): 393-402. https://doi.org/10.1038/nrn2113
34.Yuan D., Luo D., Kwok V.P.Y. et al. Myeloarchitectonic Asymmetries of Language Regions in the Human Brain. Cereb. Cortex. 2021; 31 (9): 4169-4179. https://doi.org/10.1093/cercor/bhab076
35.Bradshaw A.R., Bishop D.V.M., Woodhead Z.V.J. Methodological considerations in assessment of language lateralisation with fMRI: a systematic review. Peer J. 2017; 5: e3557. https://doi.org/10.7717/peerj.3557
36.Tailby C., Abbott D.F., Jackson G.D. The diminishing dominance of the dominant hemisphere: Language fMRI in focal epilepsy. Neuroimage Clin. 2017; 14: 141-150. https://doi.org/10.1016Zj.nicl.2017.01.011
37.Polczynska M., Japardi K., Curtiss S. et al. Improving language mapping in clinical fMRI through assessment of grammar. Neuroimage Clin. 2017; 15: 415-427. https://doi.org/10.1016/j.nicl.2017.05.021
38.Walenski M., Europa E., Caplan D., Thompson C.K. Neural networks for sentence comprehension and production: An ALE-based meta-analysis of neuroimaging studies. Hum. Brain Mapp. 2019; 40 (8): 2275-2304. https://doi.org/10.1002/hbm.24523
39.Middlebrooks E.H., Yagmurlu K., Szaflarski J.P et al. A contemporary framework of language processing in the human brain in the context of preoperative and intraoperative language mapping. Neuroradiology. 2017; 59 (1): 69-87. https://doi.org/10.1007/s00234-016-1772-0
40.Benjamin C.F., Walshaw P.D., Hale K. et al. Presurgical language fMRI: Mapping of six critical regions. Hum. Brain Mapp. 2017; 38 (8): 4239-4255. https://doi.org/10.1002/hbm.23661
41.Lopez-Barroso D., Catani M., Ripolles P. et al. Word learning is mediated by the left arcuate fasciculus. Proc. Natl. Acad. Sci US A. 2013; 110 (32): 13168-13173. https://doi.org/10.1073/pnas.1301696110
42.Hickok G., Poeppel D. Neural Basis of Speech Perception. In: Neurobiology of Language / G. Hickok, S.L. Small (eds). Elsevier, 2016: 299-310.
43.Hickok G. The cortical organization of speech processing: feedback control and predictive coding the context of a dual-stream model. J.Commun. Disord. 2012; 45 (6): 393-402. https://doi.org/10.1016/jJcomdis.2012.06.004
44.Duffau H., Moritz-Gasser S., Mandonnet E. A re-exami- nation of neural basis of language processing: proposal of a dynamic hodotopical model from data provided by brain stimulation mapping during picture naming. Brain Lang. 2014; 131: 1-10. https://doi.org/10.1016/j.bandl.2013.05.011
45.Ахутина Т.В. Модель порождения речи Леонтьева- Рябовой: 1967-2005. В кн.: Психология, лингвистика и междисциплинарные связи / Под ред. Т.В. Ахутиной, Д.А. Леонтьева. М.: Смысл, 2008: 79-104.
46.Alemi R., Batouli S.A.H., Behzad E. et al. Not single brain areas but a network is involved in language: Applications in presurgical planning. Clin. Neurol. Neurosurg. 2018; 165: 116-128. https://doi.org/10.1016/j.clineuro.2018.01.009
47.Unadkat P., Fumagalli L., Rigolo L. et al. Functional MRI Task Comparison for Language Mapping in Neurosurgical Patients. J. Neuroimaging. 2019; 29 (3): 348-356. https://doi.org/10.1111/jon.12597
48.Barnett A., Marty-Dugas J., McAndrews M.P. Advantages of sentence-level fMRI language tasks in presurgical language mapping for temporal lobe epilepsy. Epilepsy Behav. 2014; 32: 114-120. https://doi.org/10.1016/j.yebeh.2014.01.010
49.Genetti M., Tyrand R., Grouiller F. et al.Comparison of high gamma electrocorticography and fMRI with electrocortical stimulation for localization of somatosensory and language cortex. Clin. Neurophysiol. 2015; 126 (1): 121-130. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2014.04.007
50.Babajani-Feremi A., Narayana S., Rezaie R. et al. Language mapping using high gamma electrocortico- graphy, fMRI, and TMS versus electrocortical stimulation. Clin. Neurophysiol. 2016; 127 (3): 1822-1836. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2015.11.017
51.Weng H.H., Noll K.R., Johnson J.M. et al. Accuracy of Presurgical Functional MR Imaging for Language Mapping of Brain Tumors: A Systematic Review and Meta-Analysis. Radiology. 2018; 286 (2): 512-523. https://doi.org/10.1148/radiol.2017162971
52.Kundu B., Penwarden A., Wood J.M. et al. Association of functional magnetic resonance imaging indices with postoperative language outcomes in patients with primary brain tumors. Neurosurg. Focus. 2013; 34 (4): E6. https://doi.org/10.3171/2013.2.FOCUS12413
53.Mellerio C., Charron S., Lion S. et al. Perioperative functional neuroimaging of gliomas in eloquent brain areas. Neurochirurgie. 2017; 63 (3): 129-134. https://doi.org/10.1016/j.neuchi.2016.10.012
54.Polczynska M.M. Organizing Variables Affecting fMRI Estimates of Language Dominance in Patients with Brain Tumors. Brain Sci. 2021; 11 (6). https://doi.org/10.3390/brainsci11060694
55.FitzGerald D.B., Cosgrove G.R., Ronner S. et al. Location of Language in the Cortex: A Comparison between Functional MR Imaging and Electrocortical Stimulation. Am. J. Neuroradiol. 1997; 18 (8): 1529-1539.
56.Roux F.E., Boulanouar K., Lotterie J.A. et al. Language functional magnetic resonance imaging in preoperative assessment of language areas: correlation with direct cortical stimulation. Neurosurgery. 2003; 52 (6): 13351345; discussion 1345-1347. https://doi.org/10.1227/01.neu.0000064803.05077.40
57.Austermuehle A., Cocjin J., Reynolds R. et al. Language functional MRI and direct cortical stimulation in epilepsy preoperative planning. Ann. Neurol. 2017; 81 (4): 526537. https://doi.org/10.1002/ana.24899
58.Bizzi A., Blasi V., Falini A. et al. Presurgical functional MR imaging of language and motor functions: validation with intraoperative electrocortical mapping. Radiology. 2008; 248 (2): 579-589. https://doi.org/10.1148/radiol.2482071214
59.Lu J.F., Zhang H., Wu J.S. et al. “Awake” intraoperative functional MRI (ai-fMRI) for mapping the eloquent cortex: Is it possible in awake craniotomy? Neuroimage Clin. 2012; 2: 132-142. https://doi.org/10.1016/j.nicl.2012.12.002
60.Nadkarni T.N., Andreoli M.J., Nair V.A. et al. Usage of fMRI for pre-surgical planning in brain tumor and vascular lesion patients: task and statistical threshold effects on language lateralization. Neuroimage Clin. 2015; 7: 415-423. https://doi.Org/10.1016/j.nicl.2014.12.014
61.Auer T., Schweizer R., Frahm J. An iterative two-threshold analysis for single-subject functional MRI of the human brain. Eur. Radiol. 2011; 21 (11): 2369-2387. https://doi.org/10.1007/s00330-011-2184-5
62.Mendez Orellana C., Visch-Brink E., Vernooij M. et al. Crossed cerebrocerebellar language lateralization: an additional diagnostic feature for assessing atypical language representation in presurgical functional MR imaging. Am. J. Neuroradiol. 2015; 36 (3): 518-524. https://doi.org/10.3174/ajnr.A4147
63.Loddenkemper T, Morris H.H., Moddel G.Complications during the Wada test. Epilepsy Behav. 2008; 13 (3): 551-553. https://doi.org/10.1016Zj.yebeh.2008.05.014
64.Dym R.J., Burns J., Freeman K., Lipton M.L. Is functional MR imaging assessment of hemispheric language dominance as good as the Wada test?: a meta-analysis. Radiology. 2011; 261 (2): 446-455. https://doi.org/10.1148/radiol.11101344
65.Wang A., Peters T.M., de Ribaupierre S., Mirsattari S.M. Functional magnetic resonance imaging for language mapping in temporal lobe epilepsy. Epilepsy Res. Treat. 2012; 2012: 198183. https://doi.org/10.1155/2012/198183
66.Bauer P.R., Reitsma J.B., Houweling B.M. et al. Can fMRI safely replace the Wada test for preoperative assessment of language lateralisation? A meta-analysis and systematic review. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 2014; 85 (5): 581-588. https://doi.org/10.1136/jnnp-2013-305659
67.Janecek J.K., Swanson S.J., Sabsevitz D.S. et al. Language lateralization by fMRI and Wada testing in 229 patients with epilepsy: rates and predictors of discordance. Epilepsia. 2013; 54 (2): 314-322. https://doi.org/10.1111/epi.12068
68.Szaflarski J.P, Gloss D., Binder J.R. et al. Practice guideline summary: Use of fMRI in the presurgical evaluation of patients with epilepsy: Report of the Guideline Development, Dissemination, and Implementation Subcommittee of the American Academy of Neurology. Neurology. 2017; 88 (4): 395-402. https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000003532
69.Sanjuan A., Forn C., Ventura-Campos N. et al. The sentence verification task: a reliable fMRI protocol for mapping receptive language in individual subjects. Eur. Radiol. 2010; 20 (10): 2432-2438. https://doi.org/10.1007/s00330-010-1814-7
70.Sanjuan A., Bustamante J.C., Forn C. et al.Comparison of two fMRI tasks for the evaluation of the expressive language function. Neuroradiology. 2010; 52 (5): 407415. https://doi.org/10.1007/s00234-010-0667-8
71.de Guibert C., Maumet C., Ferre J.C. et al. FMRI language mapping in children: a panel of language tasks using visual and auditory stimulation without reading or metalinguistic requirements. Neuroimage. 2010; 51 (2): 897-909. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2010.02.054
72.Mahdavi A., Houshmand S., Oghabian M.A. et al. Developing optimized fMRI protocol for clinical use: comparison of different language paradigms. J. Magn. Reson. Imaging. 2011; 34 (2): 413-419. https://doi.org/10.1002/jmri.22604
73.Zaca D., Nickerson J.P, Deib G., Pillai J.J. Effectiveness of four different clinical fMRI paradigms for preoperative regional determination of language lateralization in patients with brain tumors. Neuroradiology. 2012; 54 (9): 1015-1025. https://doi.org/10.1007/s00234-012-1056-2
74.Chang Y.A., Javadi S.S., Bahrami N. et al. Mapping lexical-semantic networks and determining hemispheric language dominance: Do task design, sex, age, and language performance make a difference? Brain Lang. 2018; 179: 42-50. https://doi.org/10.1016/j.bandl.2018.02.005
75.Mohtasib R.S., Alghamdi J.S., Baz S.M. et al. Developing fMRI protocol for clinical use.Comparison of 6 Arabic paradigms for brain language mapping in native Arabic speakers. Neurosciences (Riyadh). 2021; 26 (1): 45-55. https://doi.org/10.17712/nsj.2021.1.20200012
76.Black D.F., Vachha B., Mian A. et al. American Society of Functional Neuroradiology-Recommended fMRI Paradigm Algorithms for Presurgical Language Assessment. Am. J. Neuroradiol. 2017; 38 (10): E65-E73. https://doi.org/10.3174/ajnr.A5345
77.Omisade A., O''Grady C.B., Schmidt M.H., Fisk J.D. Visual and Auditory fMRI Paradigms for Presurgical Language Mapping: Convergent Validity and Relationship to Individual Variables. Neurol. Res.Int. 2019; 2019: 6728120. https://doi.org/10.1155/2019/6728120
78.Ramsey N.F., Sommer I.E., Rutten G.J., Kahn R.S.Combined analysis of language tasks in fMRI improves assessment of hemispheric dominance for language functions in individual subjects. Neuroimage. 2001; 13 (4): 719-733. https://doi.org/10.1006/nimg.2000.0722
79.Литвинова Л.Д., Печенкова Е.В., Власова Р.М., Березуцкая Ю.Н., Синицын В.Е. Локализация зон, связанных с восприятием речи: сопоставление трех проб для фМРТ на материале русского языка. Международный симпозиум по нейроимиджингу: фундаментальные исследования и клиническая практика. М.: МГППУ, 2012: 76-79.
80.Rumshiskaya A.D., Vlasova R., Litvinova L. et al.Combined analysis of two tasks improves localization of Wernicke''s area in patients with primary brain tumors. European Congress of Radiology (ECR). Vienna, Austria, 2014. https://doi.org/10.1594/ecr2014/C-1232
81.Bradshaw A.R., Thompson P.A., Wilson A.C. et al. Measuring language lateralisation with different language tasks: a systematic review. PeerJ. 2017; 5: e3929. https://doi.org/10.7717/peerj.3929
82.Partovi S., Konrad F., Karimi S. et al. Effects of covert and overt paradigms in clinical language fMRI. Acad. Radiol. 2012; 19 (5): 518-525. https://doi.org/10.1016/j.acra.2011.12.017
83.Croft L.J., Rankin P.M., Liegeois F. et al. To speak, or not to speak? The feasibility of imaging overt speech in children with epilepsy. Epilepsy Res. 2013; 107 (1-2): 195-199. https://doi.org/10.1016/j.eplepsyres.2013.08.008
84.Wilson S.M., Bautista A., Yen M. et al. Validity and reliability of four language mapping paradigms. Neuroimage Clin. 2017; 16: 399-408. https://doi.org/10.1016/j.nicl.2016.03.015
85.Berro D.H., Lemee J.M., Leiber L.M. et al. Overt speech feasibility using continuous functional magnetic resonance imaging: Isolation of areas involved in phonology and prosody. J. NeurosciRes. 2020; 98 (12): 2554-2565. https://doi.org/10.1002/jnr.24723
86.Игнатьев Г.А., Власова Р.М., Акинина Ю.С., Завьялова В.В., Ушаков В.Л., Иванова М.В., Драгой О.В. фМРТ-исследование чтения предложений: эффект контрольного условия. Когнитивная наука в Москве: новые исследования. Материалы конференции 16 июня 2015 / Под ред. Е.В. Печенковой, М.В. Фаликман. М.: Буки Веди, ИППиП, 2015: 158-164.
87.Price C.J., Devlin J.T., Moore C.J. et al. Meta-analyses of object naming: effect of baseline. Hum. Brain. Mapp. 2005; 25 (1): 7082. https://doi.org/10.1002/hbm.20132
88.Власова Р.М. Мозговые механизмы номинативной функции речи: нейропсихологический и нейровизуализационный подход: Дис.. канд. психол. наук. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. М., 2013.
89.Karakas S., Baran Z., Ceylan A.O. et al. A comprehensive neuropsychological mapping battery for functional magnetic resonance imaging.Int. J. Psychophysiol. 2013; 90 (2): 215-234. https://doi.org/10.10167j.ijpsycho.2013.07.007
90.Thakkar I., Arrano-Carrasco L., Cortes-Rivera B. et al. Alternative language paradigms for functional magnetic resonance imaging as presurgical tools for inducing crossed cerebro-cerebellar language activations in brain tumor patients. Eur. Radiol. 2021. https://doi.org/10.1007/s00330-021-08137-9
91.Mahdavi A., Azar R., Shoar M.H. et al. Functional MRI in clinical practice: Assessment of language and motor for pre-surgical planning. Neuroradiol J. 2015; 28 (5): 468473. https://doi.org/10.1177/1971400915609343
92.Gould L., Mickleborough M.J., Wu A. et al. Presurgical language mapping in epilepsy: Using fMRI of reading to identify functional reorganization in a patient with long-standing temporal lobe epilepsy. Epilepsy Behav. Case Rep. 2016; 5: 6-10. https://doi.org/10.1016Zj.ebcr.2015.10.003
93.Tie Y., Rigolo L., Ozdemir Ovalioglu A. et al. New Paradigm for Individual Subject Language Mapping: Movie- Watching fMRI. J. Neuroimaging. 2015; 25 (5): 710-720. https://doi.org/10.1111/jon.12251
94.Буклина С.Б., Подопригора А.Е., Пронин И.Н., Болдырева Г.Н., Бондаренко А.А., Пяшина Д.В., Фадеева Л.М., Корниенко В.Н. фМРТ-исследования доминантности полушария по речи у больных с опухолями головного мозга. Международный симпозиум по нейроимиджингу: фундаментальные исследования и клиническая практика. М.: МГППУ, 2012: 52-55.
95.Vlasova R.M., Sinitsyn V.E., Pechenkova E.V. The Effect of Word Frequency on the Brain Correlates of Object Naming in Russian. The Russian Journal of Cognitive Science. 2015; 2 (1): 24-40
96.Кремнева Е.И., Коновалов Р.Н., Кротенкова М.В., Кадыков А.С., Боголепова И.Н., Белопасова А.В. Картирование речевых структур головного мозга у здоровых людей с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии. Лучевая диагностика и терапия. 2012; 2 (3): 65-72
97.Коробкова Л.А., Власова Р.М., Синицын В.Е., Печенкова Е.В. Номинация или артикуляция: фМРТ- исследование. Когнитивная наука в Москве: новые исследования. Материалы конференции 16 июня 2015 г / Под ред. Е.В. Печенковой, М.В. Фаликман. М.: Буки Веди, ИППиП, 2015: 190-196.
98.Драгой О.В., Власова Р.М., Козинцева Е.Г, С.А., Акинина Ю.С., Петрушевский А.Г., Федина О.Н., Гутырчик Е.Ф., Иванова М. В. фМРТ-исследование называния действий при афазии. Когнитивная наука в Москве: новые исследования. Материалы конференции 16 июня 2015 г. / Под ред. Е.В. Печенковой, М.В. Фаликман. М.: Буки Веди, ИППиП, 2015: 119-124.
99.Власова Р.М., Печенкова Е.В., Ахутина Т.В., Синицын В.Е., Ситников А.Р Называние действий по картинкам: фМРТ-исследование. Международный симпозиум по нейроимиджингу: фундаментальные исследования и клиническая практика. М.: МГППУ, 2012: 58-60.
100.Печенкова Е.В., Власова Р.М., Новикова М.В., Фаликман М.В., Синицын В.Е. Чтение предложений как активирующее задание для функциональной МРТ головного мозга. Российский электронный журнал лучевой диагностики. 2012; 2 (2): 406-407
101.Белопасова А.В., Кадыков А.С., Коновалов Р.Н., Кремнева Е.И. Организация нейрональной речевой системы у здоровых лиц и ее реорганизация у пациентов с постинсультной афазией. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2013; 7 (1): 25-30
102.Власова Р.М., Печенкова Е.В., Ахутина Т.В., Синицын В.Е. Структурно-функциональная организация использования глаголов и существительных в зависимости от стратегии их актуализации. Вопросы психологии. 2012; 4: 128-138.
103.Больгина Т.А., Малютина С.А., Завьялова В.В., Игнатьев Г.А., Власова Р.М., Ушаков В.Л., Иванова М.В., Драгой О.В. Русскоязычная фМРТ-парадигма для локализации речевых зон в мозге. Седьмая международная конференция по когнитивной науке / Под ред. Ю.И. Александрова, К.В. Анохина. Светлогорск: Институт психологии РАН, 2016: 163-164.
104.Купцова С.В., Власова Р.М., Драгой О.В., Иванова М.В., Малютина С.А., Петрушевский А.Г., Федина О.Н., Гутырчик Е.Ф. Особенности реорганизации речевых зон мозга у больных с разными формами афазии. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: лингвистика и межкультурная коммуникация. 2015; 4: 74-81.
105.Tie Y., Rigolo L., Norton I.H. et al. Defining language networks from resting-state fMRI for surgical planning - a feasibility study. Hum. Brain Mapp. 2014; 35 (3): 10181030. https://doi.org/10.1002/hbm.22231
106.Sair H.I., Agarwal S., Pillai J.J. Application of Resting State Functional MR Imaging to Presurgical Mapping: Language Mapping. Neuroimaging Clin. N. Am. 2017; 27 (4): 635-644. https://doi.org/10.1016/j.nic.2017.06.003
107.Rosazza C., Zaca D., Bruzzone M.G. Pre-surgical Brain Mapping: To Rest or Not to Rest? Front. Neurol. 2018; 9: 520. https://doi.org/10.3389/fneur.2018.00520
108.Shirer W.R., Ryali S., Rykhlevskaia E. et al. Decoding subject-driven cognitive states with whole-brain connectivity patterns. Cereb. Cortex. 2012; 22 (1): 158-165. https://doi.org/10.1093/cercor/bhr099
109.Tanaka N., Stufflebeam S.M. Presurgical Mapping of the Language Network Using Resting-state Functional Connectivity. Top. Magn. Reson. Imaging. 2016; 25 (1): 19-24. https://doi.org/10.1097/RMR.0000000000000073
110.Branco P, Seixas D., Deprez S. et al. Resting-State Functional Magnetic Resonance Imaging for Language Preoperative Planning. Front. Hum. Neurosci. 2016; 10: 11. https://doi.org/10.3389/fnhum.2016.00011
111.Sair H.I., Yahyavi-Firouz-Abadi N., Calhoun V.D. et al. Presurgical brain mapping of the language network in patients with brain tumors using resting-state fMRI: Comparison with task fMRI. Hum. Brain Mapp. 2016; 37 (3): 913-923. https://doi.org/10.1002/hbm.23075
112.Branco P, Seixas D., Castro S.L. Mapping language with resting-state functional magnetic resonance imaging: A study on the functional profile of the language network. Hum. Brain Mapp. 2020; 41 (2): 545-560. https://doi.org/10.1002/hbm.24821
113.Румшиская А.Д., Паникратова Я.Р, Маковская Л.А., Власова Р.М., Мершина Е.А., Синицын В.Е., Печенкова Е.В. Целесообразность использования фМРТ покоя для индивидуального картирования зон головного мозга, связанных с моторными, речевыми и регуляторными функциями. Когнитивная наука в Москве: новые исследования. Материалы конференции 15 июня 2017 г / Под ред. Е. В. Печенковой, М. В. Фаликман. М.: Буки Веди, ИППиП, 2017: 311-316.
114.Hsu A.L., Chen H.S., Hou P. et al. Presurgical resting-state functional MRI language mapping with seed selection guided by regional homogeneity. Magn. Reson. Med. 2020; 84 (1): 375-383. https://doi.org/10.1002/mrm.28107
115.Lemee J.M., Berro D.H., Bernard F. et al. Resting-state functional magnetic resonance imaging versus task- based activity for language mapping and correlation with perioperative cortical mapping. Brain Behav. 2019; 9 (10): e01362. https://doi.org/10.1002/brb3.1362
116.Park K.Y, Lee J.J., Dierker D. et al. Mapping language function with task-based vs. resting-state functional MRI. PLoS One. 2020; 15 (7): e0236423. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0236423
117.Liu H., Stufflebeam S.M., Sepulcre J. et al. Evidence from intrinsic activity that asymmetry of the human brain is controlled by multiple factors. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009; 106 (48): 20499-20503. https://doi.org/10.1073/pnas.0908073106
118.Wang D., Buckner R.L., Liu H. Functional specialization in the human brain estimated by intrinsic hemispheric interaction. J. Neurosci. 2014; 34 (37): 12341-12352. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0787-14.2014
119.Rolinski R., You X., Gonzalez-Castillo J. et al. Language lateralization from task-based and resting state functional MRI in patients with epilepsy. Hum. Brain Mapp. 2020; 41 (11): 3133-3146. https://doi.org/10.1002/hbm.25003
120.Mbwana J.S., You X., Ailion A. et al. Functional connectivity hemispheric contrast (FC-HC): A new metric for language mapping. Neuroimage Clin. 2021; 30): 102598. https://doi.org/10.1016/j.nicl.2021.102598
121.Gohel S., Laino M.E., Rajeev-Kumar G. et al. Resting- State Functional Connectivity of the Middle Frontal Gyrus Can Predict Language Lateralization in Patients with Brain Tumors. Am. J. Neuroradiol. 2019; 40 (2): 319-325. https://doi.org/10.3174/ajnr.A5932
122.Phillips N.L., Shatil A.S., Go C. et al. Resting-State Functional MRI for Determining Language Lateralization in Children with Drug-Resistant Epilepsy. Am. J. Neuroradiol. 2021; 42 (7): 1299-1304. https://doi.org/10.3174/ajnr.A7110
123.DeSalvo M.N., Tanaka N., Douw L. et al. Resting-State Functional MR Imaging for Determining Language Laterality in Intractable Epilepsy. Radiology. 2016; 281 (1): 264-269. https://doi.org/10.1148/radiol.2016141010
124.Tuncer M.S., Salvati L.F., Grittner U. et al. Towards a tractography-based risk stratification model for language area associated gliomas. Neuroimage Clin. 2021; 29: 102541. https://doi.org/10.1016Zj.nicl.2020.102541
125.Ivanova M.V., Isaev D.Y., Dragoy O.V. et al. Diffusion- tensor imaging of major white matter tracts and their role in language processing in aphasia. Cortex. 2016; 85: 165-181. https://doi.org/10.1016/j.cortex.2016.04.019
126.Baboyan V., Basilakos A., Yourganov G. et al. Isolating the white matter circuitry of the dorsal language stream: Connectome-Symptom Mapping in stroke induced aphasia. Hum. Brain Mapp. 2021. https://doi.org/10.1002/hbm.25647
127.Duffau H., Herbet G., Moritz-Gasser S. Toward a pluricomponent, multimodal, and dynamic organization of the ventral semantic stream in humans: lessons from stimulation mapping in awake patients. Front. Syst. Neurosci. 2013; 7: 44. https://doi.org/10.3389/fnsys.2013.00044
128.Di Cristofori A., Basso G., de Laurentis C. et al. Perspectives on (A)symmetry of Arcuate Fasciculus. A Short Review About Anatomy, Tractography and TMS for Arcuate Fasciculus Reconstruction in Planning Surgery for Gliomas in Language Areas. Front. Neurol. 2021; 12: 639822. https://doi.org/10.3389/fneur.2021.639822
129.Leclercq D., Duffau H., Delmaire C. et al.Comparison of diffusion tensor imaging tractography of language tracts and intraoperative subcortical stimulations. J. Neurosurg. 2010; 112 (3): 503-511. https://doi.org/10.3171/2009.8JNS09558
130.Caverzasi E., Hervey-Jumper S.L., Jordan K.M. et al. Identifying preoperative language tracts and predicting postoperative functional recovery using HARDI q-ball fiber tractography in patients with gliomas. J. Neurosurg. 2016; 125 (1): 33-45. https://doi.org/10.3171/2015.6JNS142203
131.Castellano A., Bello L., Michelozzi C. et al. Role of diffusion tensor magnetic resonance tractography in predicting the extent of resection in glioma surgery. Neuro Oncol. 2012; 14 (2): 192-202. https://doi.org/10.1093/neuonc/nor188
132.Klein A.P, Ulmer J.L., Mueller W.M. et al. DTI for Presurgical Mapping In: Functional Brain Tumor Imaging / Pillai J. - New York: Springer, 2014: 95-109.
133.Farshidfar Z., Faeghi F., Mohseni M. et al. Diffusion tensor tractography in the presurgical assessment of cerebral gliomas. Neuroradiol. J. 2014; 27 (1): 75-84. https://doi.org/10.15274/NRJ-2014-10008

Presurgical brain mapping of language processing with fMRI: state of the art and tendencies

Pechenkova E. V., Panikratova Y. R., Mershina E. A., Vlasova R. M.

Presurgical brain mapping of language-eloquent cortex aims to minimize its injury during neurosurgery in patients with brain tumors and drug-resistant epilepsy, and thereby, to preserve their quality of life. Two main goals of language mapping are to identify the localization and lateralization of brain regions involved in language. Gold standards for them are the intraoperative mapping and Wada test, respectively; however, due to some limitations of these techniques, non-invasive preliminary language mapping becomes reasonable. During the last years, fMRI has been widely applied for such purposes. Our literature review focuses on innovations and actual tendencies which spread in the field of language mapping via fMRI in the last decade. State-of-the-art knowledge on brain organization of language, which underpins brain mapping of language processing via fMRI, is briefly described in the article. Contemporary studies of fMRI validity in localization and lateralization of language brain regions are considered. Strategies of presurgical language mapping, such as application of tractography in addition to fMRI, combined analysis of fMRI tasks as well as resting-state fMRI are also discussed. Well-established fMRI tasks for brain mapping of language production and comprehension, as well as new experimental developments in this field, are listed and described.

Keywords:
функционально значимые зоны, нейрохирургия, функциональное картирование мозга, речь, фМРТ, eloquent cortex, neurosurgery, functional brain mapping, language, fMRI

Новости   Магазин   Журналы   Контакты   Правила   Доставка   О компании  
ООО Издательский дом ВИДАР-М, 2024