Ανατομική μελέτη των συνδέσεων του προμετωπιαίου φλοιού

Abstract

INTRODUCTION : The prefrontal cortex occupies the largest surface of the frontal lobe facilitating the most of the cerebral executive functions. Although many white matter tracts interconnect the prefrontal cortex with the rest of the cerebrum, the prefrontal subcortical anatomy has been neglected by the current literature. A small number of studies have presented the pertinent white matter anatomy of the frontal lobe without a focus on the prefrontal connectivity. The purpose of the current study is the investigation of the white matter tracts of the prefrontal cortex. MATERIALS AND METHODS: Fifteen adult cerebral hemispheres were used in the study. They were prepared with the Klingler s technique. The three segments of the prefrontal cortex: the dorsolateral prefrontal, the orbitofrontal cortex and the ventromedial prefrontal cortex were dissected according to the frozen-thaw technique. Thin metallic dissectors and anatomic forceps were used for the dissections and the augmentation of the neurosurgical microscope. The results were documented with a digital camera. RESULTS: Nineteen white matter tracts contribute to the prefrontal connectivity. It was evident that seven fasciculi connect the dorsolateral prefrontal cortex with the rest of the hemisphere. These tracts were the short arcuate fibers, the frontal longitudinal system, the frontal aslant tract, the extreme capsule, the external capsule, the inferior occipitofrontal tract, the anterior limb of the internal capsule. Five fasciculi connect the orbitofrontal cortex with rest of the hemisphere : the short arcuate fibers, the Frontoorbitopolar tract, the uncinate tract, the anterior limb of the internal capsule. In the ventromedial segment of the prefrontal cortex, seven tracts were discovered to terminate the specific region : the short arcuate fibers, the cingulum, the SLF I, the uncinate fasciculus, the forceps minor, frontocaudate fibers and the anterior thalamic peduncle. DISCUSSION: A large amount of current scientific evidence verifies the results of the current study. The frontoorbitopolar tract was first explored in this research with white matter dissection technique. Additionally, the anatomical relation of the inferior occipitofrontal and uncinate fasciculus with the insular apex has special neurosurgical significance since it can facilitate the surgical treatment of the patients harboring malignant diffuse lesion in the area of the insula. In the same context, the location of the frontal aslant tract can be used as a landmark for navigation during the surgical excision of diffuse low grade glioma in the area of posterior prefrontal cortex under awake conditions. CONCLUSION: The complex connectivity of the prefrontal cortex has been revealed. Nineteen fiber tracts connect the prefrontal cortex to the parietal, temporal, occipital lobe, to the insula, the brainstem and the opposite hemisphere. The short arcuate fibers are more system of small tracts than one uniform compound fasciculus. The frontoorbitopolar tract was studied for the first time in the literature with the technique of the white matter dissection.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Ο προμετωπιαίος φλοιός καλύπτει το μεγαλύτερο τμήμα του μετωπιαίου λοβού εξυπηρετώντας τις περισσότερες ανώτερες λειτουργίες του ανθρωπίνου εγκεφάλου. Πολλαπλά δεμάτια λευκής ουσίας τον συνδέουν με τον υπόλοιπο εγκεφαλικό φλοιό. Παρόλα αυτά η ακριβής υποφλοιώδης ανατομία του προμετωπιαίου φλοιού δεν έχει μελετηθεί. Ένας μικρός μόνο αριθμός μελετών έχει περιγράψει τα δεμάτια της λευκής ουσίας του μετωπιαίου λοβού γενικά, χωρίς συγκεκριμένη επικέντρωση στον προμετωπιαίο φλοιό. Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η αναλυτική περιγραφή των δεματίων της λευκής ουσίας του προμετωπιαίου φλοιού. ΥΛΙΚΟ-ΜΕΘΟΔΟΣ: Χρησιμοποιήθηκαν 15 εγκεφαλικά ημισφαίρια τα οποία πάρθηκαν από ενήλικες υγιείς δότες. Προετοιμάσθηκαν σύμφωνα με την τεχνική που περιγράφηκε από τον Klingler. Παρασκευάστηκαν τα τρία τμήματα του φλοιού: ο ραχιαίος πλάγιος προμετωπιαίος φλοιός, ο κογχομετωπιαίος και ο κοιλιακός έσω μετωπιαίος με φορά από έξω προς τα έσω, από κάτω προς τα πάνω και από έσω προς τα έξω αντίστοιχα. Χρησιμοποιήθηκαν λεπτά νευροχειρουργικά εργαλεία όπως μεταλλικοί αποκολητήρες και ανατομικές λαβίδες καθώς και το νευροχειρουργικό μικροσκόπιο με μεγέθυνση χ 4 και χ 6. Όλα τα αποτελέσματα φωτογραφήθηκαν με φωτογραφική μηχανή. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Αποκαλύφθηκαν δεκαεννιά δεμάτια λευκής ουσίας. Στο ραχιαίο πλάγιο προμετωπιαίο φλοιό συμμετέχουν εφτά δεμάτια : oι κοντές τοξοειδείς ίνες, το επίμηκες μετωπιαίο δεμάτιο, το πλάγιο μετωπιαίο δεμάτιο, η εξώτατη κάψα, η έξω κάψα, το κάτω μετωποινιακό δεμάτιο και το πρόσθιο σκέλος της έσω κάψας. Πέντε δεμάτια αναγνωρίστηκαν στον κογχομετωπιαίο φλοιό: οι κοντές τοξοειδείς ίνες, το αγκιστροειδές δεμάτιο, το μετωποκογχοπολικό δεμάτιο και το πρόσθιο σκέλος της έσω κάψας. Στην σύνδεση του κοιλιακού έσω μετωπιαίου φλοιού συμμετέχουν τα εξής δεμάτια: οι κοντές τοξοειδείς ίνες, το προσαγώγιο, το πρόσθιο τμήμα του άνω επιμήκους, το αγκιστροειδές δεμάτιο, το έλασσον δίκρανο, οι μετωποκερκοφόρες ίνες και το πρόσθιο θαλαμικό δεμάτιο. ΣΥΖΗΤΗΣΗ: Τα αποτελέσματα της μελέτης συμβαδίζουν με όλες τις υπάρχουσες ανατομικές μελέτες για τα δεμάτια που καταλήγουν στον μετωπιαίο λοβό. Επιπλέον μελετήθηκε το μετωποκογχοπολικό δεμάτιο το οποίο έως σήμερα έχει περιγραφεί μόνο με την τεχνική της δεσμιδογραφίας. Δύο αποτελέσματα της διατριβής έχουν μεγάλο νευροχειρουργικό ενδιαφέρον μιας και διευκολύνουν την εκτομή των κακοήθων διηθητικών όγκων. Αυτά είναι : η ανατομική θέση του κάτω μετωποινιακού δεματίου και του αγκιστροειδούς δεματίου σε σχέση με την κορυφή της νήσου του Reil και η θέση του πλάγιου μετωπιαίου δεματίου στον μετωπιαίο λοβό. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: Αποκαλύφθηκε η πολύπλοκη σύνδεση του προμετωπιαίου φλοιού με τον υπόλοιπο εγκέφαλο. Δεκαεννιά δεμάτια τον συνδέουν με τον κροταφικό λοβό, την νήσο του Reil, τον βρεγματικό λοβό, τον ινιακό λοβό, με το εγκεφαλικό στέλεχος αλλά και με το άλλο ημισφαίριο. Οι κοντές τοξοειδείς ίνες αποτελούν περισσότερο ένα σύνολο μικρών δεματίων παρά ένα ενιαίο δεμάτιο. Το μετωποκογχοπολικό δεμάτιο μελετήθηκε για πρώτη φορά στην βιβλιογραφία με την τεχνική της παρασκευής της λευκής ουσίας,