Новое исследование показывает удивительную пластичность человеческого мозга.
Иногда для спасения человеческой жизни необходимо принимать решительные меры. Одной из самых радикальных процедур в нейрохирургии является гемисферэктомия, полное удаление одной из половин (или полушарий) мозга.
Эта процедура выполняется только в очень редких случаях неразрешимой эпилепсии в качестве последнего рывка усилия, когда все другие терапевтические возможности не удалось.
Идея заключается в том, что, удаляя пораженное полушарие, частота возможных опасных для жизни эпилептических припадков снижается или полностью исчезает.
Новое исследование, опубликованное в научном журнале Cell Reports, исследовало мозговые сети у нескольких пациентов, которые в раннем детстве перенесли удаление половины мозга (Kliemann et al., 2019).
Полученные результаты дают увлекательное представление об удивительной способности человеческого мозга реорганизовываться даже после серьезных повреждений, если они происходят в раннем возрасте.
Авторы использовали нейронаучную технику, называемую отдых-состояние МРТ (функциональная магнитно-резонансная томография).
Для проведения МРТ в состоянии покоя мозг участников сканируется с помощью МРТ - аппарата, используемого во многих больницах.
МРТ-сканер используется для получения серии изображений головного мозга (или других частей тела) на основе их магнитных свойств.
Отдых-состояние ФМРТ является разновидностью ФМРТ, техника, используемая для создания изображений мозга в то время как кто-то выполняет определенную задачу, например, говорить или двигать пальцами.
Для того чтобы получить серию неподвижных изображений состояния, исследователь просит пациентов лежать неподвижно в МРТ-сканере и ничего не делать, в частности.
Тем не менее, даже не получив никакого конкретного задания, мозг проявляет большую активность.
Определив, какие области мозга активны одновременно в бездействующем мозге, исследователи могут затем определить функциональные сети областей мозга, которые обычно активны вместе.
Используя этот метод, исследователи обнаружили несколько различных сетей в мозгу - например, так называемую сеть по умолчанию, которая была связана с блужданием по мозгу и мечтами.
Ученые исследовали состояние покоя государственных сетей в группе пациентов, которым в раннем детстве пришлось удалить половину мозга, и сравнили их с контрольными участниками, у которых была еще обе половины мозга.
Результаты были весьма удивительными. Хотя можно было бы ожидать, что удаление половины мозга серьезно ухудшит организацию мозга у этих пациентов, их сети выглядели удивительно похожи на здоровый контроль.
Исследователи определили семь различных функциональных сетей (например, связанных с вниманием, зрительными способностями и двигательными способностями).
Удивительно, но пациенты, которые прошли удаление половины мозга показали связь между областями мозга в тех же функциональных сетей удивительно похожих на тех, в контрольной группе с неповрежденным мозгом.
Это показывает, что в рамках этих сетей у пациентов наблюдалось довольно нормальное развитие мозга, несмотря на отсутствие половины мозга.
Однако есть одно отличие: У пациентов заметно повысилась связность между различными сетями. Эти возросшие связи, кажется, отражает корковых процессов реорганизации после удаления половины мозга.
Получая более сильные связи между оставшимися частями мозга, эти пациенты, кажется, в состоянии справиться с потерей другого полушария.
Если операция была проведена достаточно рано в жизни, многие из этих пациентов могут сохранить нормальные когнитивные функции и интеллект и вести достаточно нормальную жизнь.
Это еще более впечатляет, если учесть, что повреждение мозга в более поздней жизни (например, инсульт) может иметь серьезные последствия для когнитивных способностей, даже если повреждены лишь небольшие участки мозга.