Что будет, если удалить у человека одно полушарие? С высокой вероятностью он приобретет не совместимые с нормальной жизнью когнитивные изменения. Но если удалить полушарие в детском возрасте, каким человек вырастет? Будет ли он так же страдать от когнитивного дефицита, или же мозг со временем компенсирует потерю? Группа исследователей из Института психологии и неврологии Университета Карнеги-Меллон обнаружила, что взрослые, перенесшие в детстве гемисферэктомию, на удивление хорошо справляются с тестами на распознавание лиц и слов. Их статья пока что размещена на сервере препринтов bioRxiv, но наверняка в скором времени будет опубликована в достойном журнале.
Мозг не перестает поражать своими способностями к нейропластичности. Казалось бы, потеря одного полушария может стоить человеку неминуемой инвалидности, поскольку все-таки некоторые специфические функции типа распознавания лиц или речи латерализованы, то есть находятся в определенном полушарии. Соответственно, потеря этого полушария приведет к потере функции. Однако, не в том случае, если провести операцию по удалению полушария – гемисферэктомию – в раннем детстве.
Исследователи стремятся узнать, насколько мозг способен перестраивать свою работу в зависимости от потери той или иной своей части. И в этих задачах необычайно ценны те редкие пациенты, которым из-за медикаментозно неизлечимой эпилепсии в раннем детстве пришлось удалить целое полушарие. Исследования показывают, что чем раньше проведено подобное лечение, тем лучше мозг, взрослея, перестраивается и становится функционально неотличим от мозга полноценного. В нынешней работе ученые сфокусировались на способности взрослых пациентов без одного из полушарий распознавать лица и слова.
Сорока испытуемым показывали изображения безволосых человеческих лиц в различных оттенках серого в течение 750 миллисекунд с последующей паузой в 150 миллисекунд. Затем в течение 150 миллисекунд показывалось другое лицо, после чего доброволец сообщал, было ли это то же самое лицо или нет. Весь процесс повторялся несколько раз с разными лицами. Подобные упражнение проводились и для простых слов, состоящих из четырех букв.
Исследователи ожидали, что те добровольцы, у которых сохранилось только правое полушарие, преуспеют в распознавании лиц, но будут не так хороши в распознавании слов, поскольку зона лицевого «узнавания» находится в правом полушарии, в то время как у большинства левое полушарие обрабатывает слова. И наоборот, противоположные результаты ожидались у тех, у кого осталось левое полушарие.
Но все оказалось интереснее. Обе группы показали почти одинаково хорошие результаты в обоих заданиях. Да, несомненно, результаты в среднем оказались ниже, чем у контрольной группы здоровых людей – 86% по сравнению с 96%. Но тем не менее разница между право- и левополушарными людьми при использовании бинокулярного зрения не выявилась.
Однако, ситуация немного менялась в случае, когда лица или слова предъявлялись в правом либо левом поле зрения. Контрольная группа ожидаемо лучше справлялась с заданиями на распознавание лиц, если они демонстрировались в левом поле зрения, и преуспевали в распознавании слов, демонстрируемых в правом поле зрения. А вот у испытуемых такой разницы не наблюдалось. Они одинаково хорошо (но в пределах 86%-й точности) справлялись с обоими заданиями вне зависимости от того, в каком поле зрения появлялись слова или лица.
«В целом, результаты показывают, что одно развивающееся полушарие, левое или правое, может быть достаточно пластичным для сопоставимого распознавания лиц и слов. Однако, возможно, из-за усиления конкуренции или “нейронной скученности” ограничение корковых представительств одним полушарием может в совокупности препятствовать распознаванию лиц и слов по сравнению с тем, что наблюдается при типичном развитии с двумя полушариями», — пишут авторы.
Текст: Анна Хоружая
With Childhood Hemispherectomy, One Hemisphere Can Support—But is Suboptimal for—Word and Face Recognition by Michael C. Granovetter, et al. bioRxiv. Posted July 2022. https://doi.org/10.1101/2020.11.06.371823
https://doi.org/10.1101/2020.11.06.371823