Explorando o espaço profundo - descobrindo a anatomia das estruturas periventriculares para revelar os ventrículos laterais do cérebro humano

Este documento demonstra o uso efetivo de um método de dissecação de fibra para revelar os panfletos superficial matéria branca e estruturas periventriculares do cérebro humano, no espaço tridimensional, para ajudar à compreensão do aluno de morfologia ventricular.

Estudantes de anatomia são normalmente fornecidos com seções a bidimensional (2D) e imagens quando estudando anatomia ventricular cerebral e estudantes encontrar este desafiador. Porque os ventrículos são espaços negativos localizados profundamente dentro do cérebro, a única maneira de entender sua anatomia é por apreciando seus limites formados por estruturas relacionadas. Olhando para uma representação 2D destes espaços, em qualquer um dos planos cardinais, não permitirá a visualização de todas as estruturas que formam os limites dos ventrículos. Assim, usar seções 2D sozinhos exige que os alunos calcular a sua própria imagem mental dos espaços 3D ventriculares. O objetivo deste estudo foi desenvolver um método reprodutível para dissecar o cérebro humano para criar um recurso educacional para melhorar o estudante compreender as intricadas relações entre os ventrículos e estruturas periventriculares. Para conseguir isso, criamos um recurso de vídeo que apresenta um guia passo a passo usando um método de dissecação de fibra para revelar os ventrículos laterais e terceiros juntamente com as estruturas intimamente relacionadas do sistema límbico e os gânglios basais. Uma das vantagens deste método é que ele permite que a delimitação dos tratos de substância branca que são difíceis de distinguir usando outras técnicas de dissecação. Este vídeo é acompanhado por um protocolo escrito que fornece uma descrição sistemática do processo para ajudar na reprodução de dissecação do cérebro. Este pacote oferece uma anatomia valiosa recurso de ensino para educadores e estudantes iguais. Seguindo estas instruções educadores podem criar recursos de ensino e alunos podem ser guiados para produzir seu próprios dissecação cerebral como uma atividade prática hands-on. Recomendamos que este guia de vídeo seja incorporado na neuroanatomia, ensinando a realçar o aluno compreensão da morfologia e relevância clínica dos ventrículos.

Muitos alunos se esforçam para compreender os espaços negativos do sistema ventricular, localizado profundamente dentro do cérebro humano^1,2. Comumente utilizados recursos disponíveis para os alunos a estudar os ventrículos fornecem representações relativamente brutas das intrincadas relações 3D dessas estruturas cerebrais profundas. Compreender a anatomia 3D do sistema ventricular e estruturas relacionadas é particularmente importante em neurocirurgia, porque o acesso ao sistema ventricular é uma das técnicas mais utilizadas para medir a pressão intracraniana, descomprimir o ventricular sistema e administrar medicamentos³. Além disso, os rápidos avanços em imagens médicas implicaram o desenvolvimento de habilidades na interpretação da Anatomia 3D.

Seções a bidimensional (2D) do cérebro em diferentes planos são normalmente usadas para visualizar as estruturas cerebrais profundas que formam os limites dos espaços negativos ventricular⁴. No entanto, 2D fatias do cérebro sozinho são insuficientes para permitir que os alunos a compreender toda a extensão da arquitetura 3D dos ventrículos e os detalhes da região como feixes de fibras conectando o córtex e estruturas subcorticais⁵. Por conseguinte, educadores têm que confiar na capacidade dos alunos para calcular uma concepção 3D compreensível dos ventrículos⁴. Os estudantes que lutam com consciência espacial encontrá-lo extremamente difícil criar esta imagem 3D. Enquanto modelos de plástico e moldes ventriculares fornecem uma representação 3D do sistema ventricular, falham ao demonstrar as relações abrangentes que formam os limites dos ventrículos. Os alunos muitas vezes negligentemente remover partes do modelo plástico para acessar o sistema ventricular e entender suas interconexões. Neste processo, eles frequentemente negligenciam detalhadas sobre posições relativas de cada estrutura em perdem a compreensão de suas relações (por exemplo, a formação do telhado dos ventrículos laterais pelo corpo caloso).

O desenvolvimento de novas ferramentas de ensino informatizado abordou algumas destas limitações. No entanto, muitos destes modelos são limitados para imagens e texto estático e não em aproveitar a interatividade oferecida por estas novas tecnologias^7,8. Enquanto tecnologias interativas permitem ao usuário rodar modelos de computador 3D para estudar múltiplos pontos de vista, isso pode confundir alguns usuários, especialmente os noviços que desafio para orientar estruturas⁶. Além disso, recursos de computador interativo foram mostrados para ser menos eficaz em ensinar mais complexas estruturas anatômicas⁶. Assim, um dos desafios no ensino de neuroanatomia é proporcionar aos alunos os recursos que lhes permitam adequadamente Visualizar os ventrículos e apreciar sua estrutura 3D e relações anatômicas, incluindo o delicado associativa, projeção, e os molhos de fibra commissural que formam relações complexas com o de estruturas periventriculares².

Dissecação tem demonstrada ser um excelente método de ensino para o aprendizado de anatomia^7,8. Um estudo recente fornece evidências dos benefícios da dissecação do estudante na aprendizagem de neuroanatomia. Em 2016, Rae et al encontraram melhorada de retenção de curto e longo prazo dos conhecimentos de neuroanatomia em alunos participando de dissecações⁹. Enquanto os avanços da tecnologia continuarem a melhorar a precisão e a interatividade dos modelos de computador 3D, os conhecimentos adquiridos através de dissecação hands-on não podem ser replicados digitalmente no presente tempo¹⁰.

Neste estudo, tivemos como objetivo produzir uma dissecação reprodutível de um cérebro humano. Escolhemos um método de dissecação de fibra, porque isso permite preservação dos pacotes fibra delicado e estruturas de matéria cinzenta periventricular para melhor definem o espaço negativo dos ventrículos.

Aqui nós apresentamos um guia passo a passo completo para a criação de um modelo prosection dos ventrículos e estruturas periventriculares juntamente com um vídeo de treinamento que acompanha para usam em neuroanatomia, ensino e aprendizagem. Estes recursos podem ser usados para ensinar e aprender a neuroanatomia do cérebro por educadores e estudantes.

todos os métodos descritos aqui foram aprovados pelo Comitê de ética humana pesquisa da Universidade Nacional da Austrália. Para criar o modelo ventricular, usamos o Klingler fibra dissecação técnica ^{12 , 14}. A técnica de Klingler é um método de dissecação tátil que envolve a remoção de pequenas porções de matéria cinzenta do córtex e descolar-se feixes de fibras nervosas, fornecendo assim um guia passo a passo através das camadas de tecido da superfície para as profundas estruturas do cérebro.

Nota: O espécime de cérebro usado para demonstrar este protocolo no vídeo que acompanha e imagens cuidadosamente foi removido de um cadáver humano formalina-embalsamado, obtido do programa doador do corpo da faculdade de medicina, australiano Universidade Nacional. O doador não tinha conhecido histórico de doença neuropatológica. Após a remoção da dura-máter, o cérebro foi armazenado em solução 10% de etanol na temperatura de quarto por três anos.

1. preparação

1. obter um cérebro inteiro de um cadáver humano embalsamado e remover a dura-máter e armazenar o cérebro em 10% de etanol à temperatura ambiente antes da dissecação.
   Atenção: Use equipamentos de proteção individual em um quarto ventilado de acordo com as diretrizes locais ao manusear. Certifique-se de todos os participantes estão familiarizados com os procedimentos institucionais para a manipulação segura e eliminação de um bisturi e sharp objetos antes de iniciar o protocolo de dissecação.
2. Preparar os seguintes instrumentos: tesouras, pinças, lâminas de bisturi (n º 15 e n º 22), sonda de metal e o fim brusco de uma alça de metal bisturi ( Figura 1). Use a extremidade romba do punho bisturi para minimizar danos para as delicadas fibras nervosas e conservar a grande matéria branca fibra intervalos ( Figura 2) ¹³.
3. Posicionar o cérebro para que sua superfície ventral é virada para cima.

2. Procedimento de dissecação

Nota: A dissecação leva aproximadamente 2 a 3 h para completar

1. remover a aracnoide e a vasculatura associada de ambos os hemisférios cerebrais, usando um par de Pinças atraumáticas (blunt).
2. Gentilmente levante o cerebelo e localize o colliculi inferior. Coloque a lâmina de bisturi (n º 15) unida a um punho longo bisturi apenas caudal para o colliculi inferior e corte axialmente através do tronco cerebral. Mantenha a lâmina como perto de horizontal quanto possível para evitar danos no cerebelo. Tome cuidado para preservar o tectum do mesencéfalo.
3. Posição do cérebro para ver a fissura lateral direita ou esquerda. Começando com o giro supramarginal, use a extremidade romba do punho bisturi para remover suavemente as camadas corticais superficiais. Movimente suavemente para a frente primeiro acima e, em seguida, abaixo do sulco lateral para revelar os feixes de fibra de associação horizontal executando no parietal, frontal e lobos temporais, respectivamente.
4. Siga a direção das fibras arqueamento ao redor da borda posterior da insula conectando o fasciculi longitudinal superior e inferior para revelar o fascículo de arcuate.
5. Anteriormente, retire com cuidado as restantes camadas corticais superficiais da média temporal e corticais frontais inferiores para revelar as fibras fascicular uncinadas, que se conectam a temporal e lóbulo frontal
6. Identificar os curtos corticais do córtex insular e remova o insula. Em seguida, remova a cápsula extrema e claustrum para revelar a cápsula externa subjacente. Observe a protuberância formada pelo núcleo lentiforme profundo da cápsula. Se movendo em direção a superfície dorsal do córtex, revelar as fibras da Coroa radiada ( Figura 4).
7. Remover o restante do córtex e subjacente substância branca na superfície dorsal do cérebro para alcançar o giro cingulado. Continuar a usar o sem corte-extremidade da alça bisturi para remover o córtex cingulado para revelar o cíngulo, o trato de matéria branca conectando a substância perfurada anterior com o giro parahipocampal.
8. Usar a mesma técnica para remover o cíngulo de posterior para anterior revelam o corpo caloso, composto por fibras commissural conectando os dois hemisférios cerebrais. O dorso do corpo (tronco) do corpo caloso agora será visível ( Figura 6).
9. Repita etapas 2.3 a 2.8 no hemisfério cerebral contralateral.
10. Palpate e identificar a extensão do ventrículo lateral em um dos hemisférios. Usando uma sonda, perfure a parede lateral do ventrículo no local do trígono colateral. Usando uma lâmina de tamanho 24 (unida a um punho de bisturi n º 4) entram através do local de punção e corte inferiormente para abrir todo o comprimento do corno inferior do ventrículo lateral de.
11. Agora retornam para o trígono colateral ventricular para estender o corte superiormente em direção a splenium do corpo caloso (linha pontilhada na Figura 5).
12. Repetir passos 2.10 e 2.11 no outro hemisfério.
13. Abrir o corpo do ventrículo lateral, continuando a incisão do trígono rostral usando um corte de aproximadamente 3 cm paralelo ao corpo caloso em ambos os hemisférios (linhas pontilhadas na Figura 6).
14. Junte-se a duas incisões paralelas em cada hemisfério rostral ao nível do genu e caudalmente ao nível da splenium do corpo caloso. Usando a pinça, realizada na mão não dominante, levante suavemente o corpo caloso na splenium. Com uma pequena afiada tesoura, realizada na mão dominante, separe a splenium o septo pelúcido subjacente. Depois de ter atingido o fim rostral do corpo, corte do corpo caloso e retire la
15. Nestlé longitudinalmente a superfície ventral do cérebro na palma da sua mão não-dominante para estabilizar as áreas temporais e occipitais (parte posterior). Ao mesmo tempo, usar sua mão dominante para firme mas delicadamente segurar a extremidade anterior do cérebro, colocando os dedos contrário e o polegar no núcleo lentiforme de ambos os lados do cérebro.
16. Usando suave puxando e torcendo os movimentos, separar fisicamente as partes anteriores e posteriores do cérebro tendo especial cuidado para manter intacto o plexo coroide. É recomendável que um colega estar presente para orientar a separação e suavemente seção qualquer restantes conectando tecidos durante o processo usando um bisturi.

Esse método de dissecação expõe o sistema ventricular, separando o cérebro em uma anterior e uma parte posterior (Figura 7 e Figura 8). A parte posterior oferece uma vista interna para o trígono colateral do qual os cornos posteriores e inferiores podem ser vistos estendendo-se até o occipital e os lobos temporais, respectivamente (Figura 8). No corno inferior e temporal, o hipocampo, que forma a parede medial, é claramente visível, como é o pré-enriquecimento e a crura do fórnice.

A parte anterior do cérebro prosected (Figura 7) permite a observação das estruturas que formam os limites do corpo e os chifres rostral projetando anteriores do ventrículo lateral. Rostral, as grandes cabeças dos núcleos caudado são claramente mostradas para formar a borda lateral do Corno anterior. A parede medial e o telhado dos ventrículos laterais foram em grande parte removido mas o rostral acabar, na presente amostra, o restante do septo pelúcido medialmente, e o corpo caloso, superiormente, eram ainda visíveis. Movendo-se dorsalmente, que a grande massa do tálamo torna-se visível como constitui a maioria do assoalho do corpo do ventrículo, enquanto o corpo estreito do núcleo caudado é executado dorsolateral para o tálamo, formando uma pequena parte do assoalho do ventrículo lateral. O plexo coroide é visível como se curva em torno do tálamo. Quando os tálamos são cuidadosamente separados, o terceiro ventrículo pode ser visto limitada lateralmente por paredes medial dos tálamos e superiormente pelo corpo do fórnice. A adesão de interthalamic é vista com destaque na linha média (Figura 7). Na fronteira com o terceiro ventrículo anteriormente, as colunas do fórnice também são visíveis. Além disso, podemos Visualizar as estruturas epithalamic da glândula pineal e o habenula póstero-superior ao tálamo. Ventralmente, as estruturas do mesencéfalo como o superior e inferior colliculi sobre o tectum e do aqueduto cerebral podem ser facilmente identificadas.

Após iniciar a dissecação de fibra do modelo de formulário utilizado neste vídeo, vários dourados centrada em branco as lesões foram descobertas nos intervalos matéria branca mais profundos como a Coroa radiada (Figura 5). Exame histológico de amostras das lesões sugeriu que eles eram o resultado de metástase de um carcinoma de pulmão não-pequenas células. Não havia nenhum conhecido histórico de doença neuropatológica da amostra antes da dissecação e como tais estas lesões está encontrando o acidental.

Figura 1 : Instrumentos utilizados para a realização da dissecação cerebral. (A) lâmina 15; Alça para bisturi longo (B); (C) lâmina 11; Alça para bisturi curto (D); (E) lâmina 24; Tesoura (F); (G) atraumática fórceps; (H) com dentes pinça clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2 : Como segurar o cabo bisturi metal e usar seu fim brusco para remover as camadas corticais superficiais para revelar os feixes de fibra de substância branca subjacente. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3 : Lateral Vista do lado esquerdo do cérebro. Remoção da matéria cinzenta e branca superficial do frontal, parietal, occipital e parte dos lobos temporais revelou o fasciculi longitudinal superior e inferior, a conexão de fibra branca de lóbulos e o córtex insular. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4 : Lateral Vista do lado esquerdo do cérebro. Dissecação profunda da matéria cinzenta e branca do frontal, parietal, occipital e parte dos lobos temporais revelaram as fibras orientadas verticalmente da Coroa radiada e cápsula externa, bem como o fascículo uncinado. Uma janela de cortar as fibras da cápsula externa revela a matéria cinzenta do núcleo lentiforme. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5 : Vista lateral do lado esquerdo do cérebro com o córtex do giro do Cíngulo removido. A linha pontilhada indica a posição dos cortes para abrir o ventrículo lateral. A pequena seta indica o local da pequena lesão patológica que foi encontrado por acaso durante a dissecção. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 6 : Vista superior do cérebro com as duas corticais cingulados removido, expondo o corpo caloso na linha média. As linhas pontilhadas mostram as posições dos cortes paralelos a serem executadas ao longo do corpo caloso para abrir o telhado dos ventrículos laterais. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 7: Vista caudal da metade anterior do cérebro mostrando o corno anterior e corpo dos ventrículos laterais, terceiros ventrículos e as estruturas ao seu redor. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 8 : Visão rostral da metade posterior do cérebro mostrando os cornos posteriores e inferiores chifres dos ventrículos laterais, bem como o hipocampo e sua projeção para o fórnice. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

O objetivo deste trabalho foi a elaboração de um guia de dissecação para divulgação para professores e alunos que poderiam ser usados para melhorar o ensino e a aprendizagem do profundo ventricular e estruturas periventriculares do cérebro humano. Nós criaram um guia passo a passo com acompanhamento de imagens, juntamente com um recurso de vídeo, que pode ser usado para ajudar a compreensão da morfologia dos ventrículos e suas estruturas associadas. A técnica de dissecação em si não é nova. Dissecação de fibra tem sido usada anteriormente para o estudo da anatomia cerebelar¹⁴. No entanto, a novidade do nosso estudo foi a combinação de um método de dissecação tradicional juntamente com produção de vídeo moderna anotada. Isto demonstra como dissecação, apesar da sua reduzida utilização no ensino de anatomia, pode ser usada criteriosamente para ajudar o aluno a aprender, especialmente para os estudantes que não podem ter acesso a dissecação humana ou preferem usar recursos eletrônicos para sua aprendizagem. A técnica de dissecação de fibra fornece um recurso complementar aos modelos de plástico e computador para aprender a anatomia 3D dos ventrículos cerebrais. Em comparação com modelos de plástico, secções transversais do cérebro e os moldes ventriculares, nosso método de dissecação demonstrou a estrutura 3D dos ventrículos e suas relações com as estruturas que formam os limites dos ventrículos cerebrais.

Fornecer recursos eficazes para o aprendizado de estruturas profundas do cérebro humano é um dos desafios para os educadores de anatomia. Os recursos normalmente usados têm algumas limitações. Apesar de dissecação tradicionalmente tem sido a pedra angular do ensino de anatomia, sua disponibilidade tem diminuído significativamente devido a pressões de tempo concorrentes de outras disciplinas, preocupações com a segurança e um número reduzido de doadores⁷. No entanto, dissecação é benéfica não só porque permite a apreciação da organização 3D do cérebro, mas também fornece a vantagem da percepção tátil (Gnose tátil)¹⁵. Há uma necessidade de métodos alternativos de entrega a experiência de dissecação, como nem todas as instituições têm acesso ao cérebro humano para dissecação. Assim, desenvolvemos esta vídeo-aula, que pode ser usado como um recurso de ensino autônomos para demonstrar a anatomia 3D e relacionamentos do cérebro humano. Além disso, pode ser usado como um guia para estudantes para realizar seu próprios dissecação em cérebro humano ou animal ou alternativamente usado pela equipe para elaborar modelos de cérebro de prosected que podem ser usados para o estudo do aluno. Portanto, nós revisitou a utilização da dissecação em Visualizar a intrincada anatomia desta região.

A técnica de dissecação Klingler foi selecionada para facilitar a compreensão do estudante da Anatomia 3D dos ventrículos e estruturas periventriculares. Um benefício adicional da técnica foi que permite a compreensão conceitual da projeção, associação e sistemas de fibra commissural. No passado, o método de Klingler tem sido usado para demonstrar cerebelar e matéria branca do trato núcleos^14,16. Neste estudo, vamos demonstrar como pode ser aplicado à exploração e visualização dos ventrículos cerebrais e estruturas relacionadas. Muitas técnicas de corte do cérebro usam cortes afiados que destroem as estruturas delicadas e suas conexões. Escolhendo um método que preserva as estruturas mais profundas e suas conexões no cérebro, nós criamos um guia visual para demonstrar sua intrincada anatomia e relações.

Existem alguns aspectos do processo que poderiam ser melhoradas. A técnica de embalsamamento deve ser considerada ao selecionar amostras de cérebro humano para dissecação. Nosso cadáver foi embalsamado através da artéria femoral e é possível obter o tecido de cérebro de qualidade ainda maior por via artérias carótidas ou com infiltração epidural da solução fixador de embalsamamento. Tecido cerebral em si é delicado e pode facilmente ficar danificado durante o processo de dissecção ou manipulação pelos alunos. Devido a fragilidade do cérebro resultante prosection e maximizar seu uso, várias etapas adicionais podem ser incorporadas. Plastinação pode ser usada para melhorar a durabilidade e a longevidade dos espécimes de prosected preparado usando esta técnica¹⁷. Uma outra alternativa para aumentar a longevidade do espécime e facilitar a produção em massa da dissecação é criar reproduções usando impressão 3D¹⁸. Congelar o cérebro antes da dissecação pode melhorar a técnica como o processo de congelação e descongelação permite a penetração das fibras com formalina, que separa as fibras para mais fácil dissecação^19,20. No entanto, enquanto este método de congelamento auxilia a dissecação, Couto e seus colegas descobriram que ele não produziu resultados consistentes¹⁶ e assim elegemos para não usar o método de congelamento-descongelamento em nossa dissecação.

A técnica de dissecação de fibra é uma excelente maneira de demonstrar a estrutura do sistema ventricular do cérebro. Em nossa própria instituição, feedback informal e nossas observações pessoais de utilização dos alunos deste recurso têm indicado que os alunos, achei útil no aprendizado da anatomia dos ventrículos cerebrais e estruturas relacionadas. Os benefícios educacionais deste recurso estão ainda a ser avaliada objetivamente através da avaliação e feedback para explorar o seu valor total e limitações. Recomendamos combinar o método de recurso e/ou dissecação de vídeo com uma gama de recursos complementares para proporcionar aos alunos oportunidades ideais para apreciar a complexa organização 3D dos ventrículos e estruturas adjacentes.

Os autores declaram que não têm nenhum conflito de interesses.

Os autores gostaria de agradecer os doadores e suas famílias para sua generosa oferta. Obrigado ao Sr. Xiao Xuan Li que gravou o vídeo e ajudou com edição de vídeo; Sra. Hannah Lewis e Sr. Louis Szabo para fornecimento de técnico suporte; e o Professor Jan Provis para rever o vídeo e fornecer dados para o conteúdo de vídeo.