Как работает мозг, если половина его удалена?

В исследовании сканы людей, у которых было удалено полушарие мозга в детстве, показывают, как адаптировался орган. На обложке статьи сканирование мозга взрослого, у которого в детстве было удалено целое полушарие для лечения эпилепсии. 

В тяжелых случаях эпилепсии, судороги пациента могут стать настолько непрекращающимися, а другие виды лечения настолько неэффективными, что врачи в детстве удаляют половину мозга, чтобы остановить их. Это процедура, известная как гемисферэктомия. Тем не менее, невероятно, что эти пациенты все еще имеют неповрежденные двигательные, языковые и мыслительные навыки.

В исследовании, опубликованном в Cell Reports в прошлом году, ученые изучили шесть таких пациентов, чтобы увидеть, как человеческий мозг адаптируется после операции. Проведя сканирование головного мозга пациентов, исследователи обнаружили, что оставшееся полушарие сформировало еще более прочные связи между различными сетями мозга – регионами, которые контролируют такие вещи, как ходьба, разговор и память, – чем у здоровых контрольных субъектов.

И исследователи предполагают, что эти связи позволяют мозгу, по существу, функционировать так, как если бы он был еще целым.

Звук ума и тела

Когда Дорит Климанн, когнитивный нейробиолог из Калифорнийского технологического института и первый автор исследования, посмотрела на экран компьютера, на котором было показано сканирование МРТ пациентов с гемисферэктомией, она остановилась. Сканирование показало только половину мозга – и Климан поразился, что изображения были получены от тех же пациентов, с которыми она общалась всего несколько минут назад.

«Вы можете почти забыть об их состоянии, когда встретитесь с ними впервые», – сказала она в заявлении.

По словам Климанн, шесть добровольцев, у которых вырезали пол мозга в детстве, в настоящее время являются высокофункциональными взрослыми людьми с неповрежденными языковыми навыками. Сканирование мозга пациентов сравнивалось с индивидуумами с нормальным мозгом, в дополнение к базе данных 1500 типичных мозгов.

Ученые отслеживали активность мозга в состоянии покоя после того, как участникам исследования было сказано расслабиться, не засыпая в аппарате МРТ. После этого исследовательская группа изучила части мозга, которые контролируют определенные функции, такие как зрение, движение, познание и эмоции. Они обнаружили, что мозговая активность у пациентов с гемисферэктомией была поразительно похожа на участников, у которых все еще было все их мозговое вещество.

Сила сигнала

Другое открытие стало еще большим сюрпризом. Многие мозговые сети полагаются на оба полушария, что заставляет исследователей предсказать, что они обнаружат более слабые связи между различными сетями у шести пациентов. Но сканирование показало, что у пациентов были еще более сильные связи, что означает, что различные части мозга общались друг с другом более последовательно. Например, было больше связей между моторной и визуальной сетью, чем у людей с целым мозгом.

Исследователи предполагают, что эти расширенные связи показывают, как мозг может адаптироваться в экстремальных обстоятельствах для обеспечения познания и сознания – даже когда половина его исчезла. В будущем авторы исследования надеются изучить, как эти соединения могут помочь пациентам с поврежденной или отсутствующей тканью мозга компенсировать выполнение определенных задач.

Кроме того, ученые говорят, что понимание того, как развиваются и организуются нетипичные мозги, может открыть новые способы лечения людей с повреждениями головного мозга.

doi.org/10.1016/j.celrep.2019.10.067

Вас также может заинтересовать:

• Посмотрите, как нейроанатом описывает человеческий мозг со свежим мозгом в руках
• Грамотность может защитить мозг от деменции
• Центр смеха в мозгу