Что будет с человеком, если у него останется только половина мозга? Нам кажется, что ответ очевиден. Орган, который отвечает за важнейшие процессы жизнедеятельности, сложно устроен, и потеря значимой его части может привести к ужасным и непоправимым последствиям. Однако возможности нашего мозга до сих пор удивляют даже нейробиологов. Биопсихолог Себастиан Окленбург делится результатами исследования, которые звучат как завязка сюжета фантастического фильма.
Источник: pixabay
Иногда для спасения человеческой жизни врачам приходится идти на крайние меры. Одной из самых радикальных процедур в нейрохирургии считается гемисферэктомия, полное удаление одного из полушарий головного мозга. Эта процедура выполняется лишь в очень редких случаях трудноизлечимой эпилепсии как последняя попытка помочь больному, когда все другие варианты потерпели неудачу. При удалении пораженного полушария частота эпилептических припадков, каждый из которых ставит под угрозу жизнь пациента, радикально снижается или вовсе сходит на нет. Но что при этом происходит с больным?
Биопсихолог Себастиан Окленбург многое знает о том, каким образом мозг и нейромедиаторы влияют на поведение, мысли и чувства людей. Он рассказывает о недавнем исследовании, которое помогает понять, как мозг может работать, когда от него остается лишь половина.
Ученые исследовали мозговые сети у нескольких пациентов, каждому из которых в раннем детстве удалили одно полушарие. Результаты эксперимента иллюстрируют способность мозга реорганизовываться даже после серьезного повреждения, если это повреждение происходит в юном возрасте.
Авторы использовали нейробиологическую технику функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ) в состоянии покоя. При таком исследовании мозг участников сканируется с помощью МРТ-сканера, аппарата, который в наши дни есть во многих больницах. МРТ-сканер используется для создания серии снимков частей тела на основе их магнитных свойств.
Функциональная МРТ используется для создания изображений мозга в процессе выполнения определенной задачи. Например, испытуемый говорит или двигает пальцами. Для того, чтобы создать серию изображений в состоянии покоя, исследователь просит пациента лежать в сканере неподвижно и ничего не делать.
Тем не менее даже без каких-либо конкретных задач мозг проявляет большую активность: например, в таком состоянии мы мечтаем, а наш ум «блуждает». Определив, какие области мозга активны в бездействующем состоянии, исследователи смогли найти его функциональные сети.
Ученые исследовали сети в состоянии покоя в группе пациентов, которым в раннем детстве была сделана операция по удалению половины мозга, и сравнили их с контрольной группой участников, у которых работали обе половины мозга.
НАШ НЕВЕРОЯТНЫЙ МОЗГ
Результаты оказались поистине удивительными. Можно было бы ожидать, что удаление половины головного мозга серьезно нарушает его организацию. Однако сети перенесших такую операцию пациентов выглядели удивительно похожими на сети контрольной группы здоровых людей.
Исследователи идентифицировали семь различных функциональных сетей — например, связанных с вниманием, зрительными и двигательными способностями. У пациентов с удаленной половиной мозга связь между областями мозга в пределах одной и той же функциональной сети была удивительно похожа на показатели контрольной группы с обоими полушариями. Это означает, что пациенты демонстрировали нормальное развитие мозга, несмотря на отсутствие одной его половины.
Однако было одно отличие: у пациентов заметно возросла связь между различными сетями. Эти усиленные связи, по-видимому, отражают процессы корковой реорганизации после удаления половины мозга. Благодаря более прочным связям между остальными частями мозга эти люди, похоже, способны справиться с потерей другого полушария. Если операцию проводить в раннем возрасте, у пациента, как правило, сохраняются нормальные когнитивные функции и интеллект, и он может вести обычную жизнь.
Это еще более впечатляет, если учесть, что повреждение мозга в более позднем возрасте — например, при инсульте — может повлечь за собой серьезные последствия для когнитивных способностей, даже если повреждены лишь небольшие участки мозга.
Очевидно, что подобная компенсация происходит далеко не всегда и не в любом возрасте. Однако результаты исследования вносят существенный вклад в изучение работы мозга. В этой области знаний пока еще остается немало белых пятен, а значит, у нейрофизиологов и биопсихологов остается широкое поле деятельности, а у писателей и сценаристов — простор для фантазии.