Mozek najde způsob, jak se přizpůsobit, i když odstraníme polovinu
Fascinující nová studie zahrnující lidi, kteří podstoupili hemisferektomii - chirurgický zákrok k odstranění jedné z hemisfér mozku - v dětství ukazuje, že tito jedinci nyní nevykazují téměř žádné okamžité zjevné účinky tohoto postupu.
Mozek má dvě poloviny, známé jako hemisféry. Každý z nich má různé regiony, které regulují různé aspekty našeho fyzického a kognitivního fungování.
Tyto poloviny nepracují samostatně. Místo toho komunikují vytvářením složitých neuronových sítí, které umožňují synchronizaci různých částí těla a mysli a harmonickou práci.
Co se ale stane, když odeberete jednu hemisféru? To je situace, které čelí lidé, kteří podstoupí hemisferektomii - obvykle v dětství - jako prostředek k léčbě závažných záchvatů.
Bylo by snadné předpokládat, že odstranění poloviny mozku někoho způsobí, že bude fungovat viditelně jiným způsobem.
Přesto podle nedávné případové studie uvedené v Zprávy buněk, ve skutečnosti tomu tak není. Ve skutečnosti se mozek naučí kompenzovat ztrátu.
„Žasneme“ nad adaptivní schopností mozku
Ve studii vyšetřovatelé pracovali se šesti účastníky, kteří v dětství podstoupili hemisferektomii jako léčbu epileptických záchvatů.
Účastníkům bylo na začátku studie 20 a 30 let a podstoupili mozkové operace, když byli kdekoli od 3 měsíců do 11 let.
Vědci tvrdí, že práce s účastníky, kteří podstoupili hemisferektomii v tak odlišných bodech svého dětství, jim pomohla lépe pochopit, jak se mozek přizpůsobuje této ztrátě v různých fázích.
"Může nám pomoci prozkoumat, jak je mozková organizace možná ve velmi odlišných případech pacientů s hemisferektomií, což nám umožní lépe porozumět obecným mozkovým mechanismům," vysvětluje první autor studie Dorit Kliemann, Ph.D., z Kalifornského institutu Technologie v Pasadeně.
Tým požádal účastníky, kteří podstoupili hemisferektomii, stejně jako šest kontrolních účastníků, aby dostali funkční MRI. Skeny umožnily vědcům sledovat aktivitu v mozku, když byl v klidu.
Porovnáním mozkových skenů tým zjistil, že skupina, která podstoupila hemisferektomii, měla ve srovnání s kontrolní skupinou silnější připojení k mozkové síti - než slabší připojení, jak by se dalo očekávat. Regiony, na které se vědci zaměřili, byly ty, které regulují vidění, pohyb, emoce a poznání.
Pro potvrzení těchto zjištění tým také porovnal skenování s daty dříve shromážděnými v projektu Brain Genomics Superstruct Project, který shromáždil mozková data od více než 1500 účastníků.
"Lidé s hemisferektomií, které jsme studovali, měli pozoruhodně vysokou funkci," zdůrazňuje Kliemann.
"Mají neporušené jazykové znalosti - když jsem je vložil do skeneru, udělali jsme malé rozhovory, stejně jako stovky dalších jednotlivců, které jsem naskenoval," pokračuje a poznamenává, že "Můžete téměř zapomenout na jejich stav, když se s nimi setkáte pro poprvé."
"Když sedím před počítačem a vidím ty obrazy MRI ukazující jen polovinu mozku, stále se divím, že obrazy pocházejí od téže lidské bytosti, kterou jsem právě viděl mluvit a chodit a která se rozhodla věnovat svůj čas zkoumat. “
Dorit Kliemann, Ph.D.
V budoucnu plánují vyšetřovatelé provést další studii, aby se pokusili replikovat současné nálezy, a pak jít ještě dále vytvořením obrazu o tom, jak se mozek organizuje a reorganizuje, aby se vypořádal se zraněním.
Protože, jak zdůrazňuje Kliemann, je sice „pozoruhodné“, že lidé mohou žít s polovinou mozku, ale velmi malá mozková léze, nádor nebo traumatické poranění mozku, způsobené například cyklistickou nehodou, může mít „devastaci“ účinky. “
"Snažíme se pochopit principy reorganizace mozku, které mohou vést ke kompenzaci." Možná po linii, tato práce může poskytnout cílené intervenční strategie a různé scénáře výsledků, aby pomohla více lidem s poraněním mozku, “říká Kliemann.
