Co się stanie z osobą, jeśli pozostanie jej tylko połowa mózgu? Uważamy, że odpowiedź jest oczywista. Organ odpowiedzialny za najważniejsze procesy życiowe jest złożony, a utrata znacznej jego części może prowadzić do strasznych i nieodwracalnych konsekwencji. Jednak możliwości naszego mózgu wciąż zadziwiają nawet neuronaukowców. Biopsycholog Sebastian Ocklenburg dzieli się wynikami badań, które brzmią jak fabuła filmu science fiction.
Czasami lekarze muszą podjąć ekstremalne środki, aby uratować ludzkie życie. Jednym z najbardziej radykalnych zabiegów w neurochirurgii jest hemisferektomia, czyli całkowite usunięcie jednej z półkul mózgowych. Ta procedura jest wykonywana tylko w bardzo rzadkich przypadkach nieuleczalnej padaczki w ostateczności, gdy wszystkie inne opcje zawiodły. Po usunięciu chorej półkuli częstość napadów padaczkowych, z których każdy zagraża życiu pacjenta, ulega radykalnemu zmniejszeniu lub całkowitemu zanikowi. Ale co się dzieje z pacjentem?
Biopsycholog Sebastian Ocklenburg dużo wie o tym, jak mózg i neuroprzekaźniki wpływają na zachowanie, myśli i uczucia ludzi. Mówi o niedawnym badaniu, które pomaga zrozumieć, jak mózg może działać, gdy pozostaje tylko połowa.
Naukowcy zbadali sieci mózgowe u kilku pacjentów, z których każdy miał usuniętą jedną półkulę we wczesnym dzieciństwie. Wyniki eksperymentu ilustrują zdolność mózgu do reorganizacji nawet po poważnym uszkodzeniu, jeśli uszkodzenie to nastąpi w młodym wieku.
Nawet bez konkretnych zadań mózg jest bardzo aktywny: na przykład w tym stanie śnimy
Autorzy zastosowali neurobiologiczną technikę funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (MRI) w spoczynku. W tym badaniu mózgi uczestników są skanowane za pomocą skanera MRI, urządzenia, z którego korzysta obecnie wiele szpitali. Skaner MRI służy do tworzenia serii obrazów części ciała na podstawie ich właściwości magnetycznych.
Funkcjonalny rezonans magnetyczny służy do tworzenia obrazów mózgu podczas określonego zadania. Na przykład podmiot mówi lub porusza palcami. Aby stworzyć serię obrazów w spoczynku, badacz prosi pacjenta, aby leżał nieruchomo w skanerze i nic nie robił.
Niemniej jednak, nawet bez konkretnych zadań, mózg wykazuje dużą aktywność: na przykład w tym stanie śnimy, a nasz umysł „wędruje”. Określając, które obszary mózgu są aktywne w stanie uśpienia, naukowcy byli w stanie znaleźć jego funkcjonalne sieci.
Naukowcy zbadali sieci w spoczynku w grupie pacjentów, którzy przeszli operację usunięcia połowy mózgu we wczesnym dzieciństwie i porównali je z grupą kontrolną uczestników, u których pracowały obie połowy mózgu.
Nasz niesamowity mózg
Wyniki były naprawdę niesamowite. Można by się spodziewać, że usunięcie połowy mózgu poważnie zakłóci jego organizację. Jednak sieci pacjentów poddawanych takiej operacji wyglądały zaskakująco podobnie jak w grupie kontrolnej osób zdrowych.
Naukowcy zidentyfikowali siedem różnych sieci funkcjonalnych, takich jak te związane z uwagą, zdolnościami wzrokowymi i motorycznymi. U pacjentów z usuniętą półmózgiem łączność między regionami mózgu w tej samej sieci funkcjonalnej była niezwykle podobna do tej w grupie kontrolnej z obiema półkulami. Oznacza to, że pacjenci wykazywali prawidłowy rozwój mózgu, pomimo braku jego połowy.
Jeśli operacja jest wykonywana w młodym wieku, pacjent zwykle zachowuje normalne funkcje poznawcze i inteligencję.
Była jednak jedna różnica: pacjenci mieli wyraźny wzrost połączenia między różnymi sieciami. Te wzmocnione połączenia wydają się odzwierciedlać procesy reorganizacji kory mózgowej po usunięciu połowy mózgu. Dzięki silniejszym połączeniom między resztą mózgu osoby te wydają się być w stanie poradzić sobie z utratą drugiej półkuli. Jeśli operacja jest wykonywana w młodym wieku, pacjent zwykle zachowuje normalne funkcje poznawcze i inteligencję i może prowadzić normalne życie.
Jest to jeszcze bardziej imponujące, jeśli weźmie się pod uwagę, że uszkodzenie mózgu w późniejszym życiu – na przykład udar – może mieć poważne konsekwencje dla zdolności poznawczych, nawet jeśli uszkodzone są tylko małe obszary mózgu.
Oczywiste jest, że taka rekompensata nie zawsze występuje i nie w każdym wieku. Jednak wyniki badania wnoszą znaczący wkład w badanie mózgu. W tej dziedzinie wiedzy wciąż jest wiele luk, co powoduje, że neurofizjolodzy i biopsychologowie mają szerokie pole działania, a pisarze i scenarzyści mają miejsce na wyobraźnię.
O Ekspercie: Sebastian Ocklenburg jest biopsychologiem.