Удивительное исследование: Как некоторые люди живут только с половиной мозга

Поразительные истории о людях, живущих относительно нормальной жизнью с поврежденными или отсутствующими частями мозга, часто бросают вызов логике.

Но, одним из величайших чудес человеческого мозга является нейропластичность — способность реструктурировать себя и адаптироваться, если части повреждены или удалены.

Новое исследование людей, которым не хватает целых половин мозга, дало представление о том, как это возможно, раскрывая замечательную способность человеческого мозга к многозадачности, когда его части буквально отсутствуют.

«Вы можете даже не узнать об их состоянии, когда встретитесь с ними впервые», — говорит нейробиолог Дорит Климанн из Калифорнийского технологического института.

Шесть участников исследования подвергались пугающе радикальной процедуре удаления одного из полушарий головного мозга в детстве для лечения редкого и экстремального типа эпилепсии. Процедура называется гемисферэктомия и используется только в том случае, если судороги являются «катастрофическими» или лекарства не помогают.

«Это действительно удивительно, что могут делать эти пациенты. Да, у них есть проблемы, но их когнитивные способности все еще на удивление хорошо функционируют, учитывая, что им не хватает половины мозговой ткани», — сказал Климанн.

Сравнивая результаты МРТ-сканирования этих участников с другими здоровыми, а также с базой данных из 1482 МРТ снимков, собранных для проекта изучения геномики мозга, Климанн и его коллеги обнаружили, что паттерн активности мозга в состоянии покоя у участников с половиной мозга удивительно похож на паттерн активности здоровых людей.

Но ученые также обнаружили разницу: участники, у которых были полусферэктомии, показали гораздо сильную связь между нейронными сетями мозга.

Эти сети управляют такими вещами, как внимание, эмоции и память, и часто затрагивают оба полушария мозга. Исследования показывают, что внутрисетевая активность связана с такими способностями, как ориентация в пространстве, тогда как соединения между сетями необходимы для исполнительных способностей, таких как рабочая память.

Это увеличение количества соединений было одинаковым для шести участников и для всех различных сетей — так, например, сеть внимания показала больше подключений к визуальной сети, чем обычно. Схемы подключения между сетями остались такими же, как и у элементов управления, их просто стало больше.

«Их мозговые сети кажутся многозадачными», — сказала The New York Times невролог из Университета Карнеги-Меллона Марлен Берманн, которая не участвовала в исследовании.

Это увеличение связи между сетями отражает то, как оставшийся мозг компенсирует потерю своей части, чтобы поддерживать когнитивную функцию и сознание, объясняют исследователи в своей статье.

Они указывают на то, что из-за очень небольшого размера выборки они не могли установить связь между различиями в мозговой активности и специфическим поведением или познанием, таким как IQ.

В будущих исследованиях ученые стремятся узнать, как мозговые сети работают вместе, чтобы компенсировать поврежденные или отсутствующие части мозга во время определенных задач — в отличие от состояний покоя, которые были протестированы.

А понимание того, как наши различные мозговые сети могут работать в многозадачном режиме за счет расширения связей, может помочь ученым в будущем найти способы лечения других травм головного мозга.

«Как ни удивительно, что есть люди, которые могут жить с половиной мозга, иногда очень маленькие поражения головного мозга, такие как инсульт, или черепно-мозговая травма, или опухоль, могут привести к плачевным последствиям», — сказал Климанн.

Вы можете прочитать полный текст статьи в Cell Reports.

Источники: Фото: Caltech Brain Imaging Cente