Hjärnan hittar ett sätt att anpassa sig, även när vi tar bort hälften
En fascinerande ny studie som involverade personer som genomgick hemisfektektomi - kirurgi för att ta bort en av hjärnans hemisfärer - i barndomen visar att dessa individer nu uppvisar nästan inga direkt uppenbara effekter av denna procedur.
Hjärnor har två halvor, så kallade halvklot. Var och en har olika regioner som reglerar olika aspekter av vår fysiska och kognitiva funktion.
Dessa halvor fungerar inte separat. Istället kommunicerar de genom att etablera komplexa neurala nätverk som tillåter olika delar av kroppen och sinnet att synkronisera och arbeta i harmoni.
Men vad händer om du tar bort en halvklot? Det är situationen för människor som genomgår hemisfektektomi - vanligtvis i barndomen - som ett sätt att behandla svåra anfall.
Det skulle vara lätt att anta att avlägsnande av hälften av någons hjärna skulle få dem att fungera på ett synligt annorlunda sätt.
Ändå, enligt en nyligen genomförd fallstudie i Cellrapporter, så är det inte riktigt. I själva verket lär sig hjärnan att kompensera för förlusten.
”Förundras” över hjärnans anpassningsförmåga
I studien arbetade utredarna med sex deltagare som genomgått hemisfektektomi under barndomen som en behandling för epileptiska anfall.
Deltagarna var i 20-talet och början av 30-talet i början av studien, och de hade genomgått hjärnoperationer när de var någonstans från 3 månader till 11 år.
Forskarna säger att arbetet med deltagare som genomgått hemisfektektomi vid så olika punkter i sin barndom hjälpte dem att bättre förstå hur hjärnan anpassar sig till denna förlust i olika stadier.
"Det kan hjälpa oss att undersöka hur hjärnorganisering är möjlig i mycket olika fall av patienter med hemisfektektomi, vilket gör det möjligt för oss att bättre förstå allmänna hjärnmekanismer", förklarar studiens första författare, Dorit Kliemann, Ph.D., från California Institute of Teknik i Pasadena.
Teamet bad deltagarna som genomgått hemisfektektomi - samt sex kontrolldeltagare - att få funktionella MR-skanningar. Genomsökningarna gjorde det möjligt för forskarna att spåra aktivitet i hjärnan medan den var i vila.
Genom att jämföra hjärnskanningarna fann teamet att gruppen som hade genomgått hemisfektektomi hade starkare hjärnans nätverksanslutning - snarare än svagare anslutning, som man kan förvänta sig - jämfört med kontrollgruppen. De regioner som forskarna fokuserade på var de som reglerar syn, rörelse, känslor och kognition.
För att bekräfta dessa resultat jämförde teamet också skanningarna med data som tidigare samlats in av Brain Genomics Superstruct Project, som har samlat hjärndata från mer än 1500 deltagare.
"Människorna med hemisfärektomier som vi studerade fungerade anmärkningsvärt högt", betonar Kliemann.
”De har intakta språkkunskaper - när jag lägger in dem i skannern gjorde vi småprat, precis som de hundratals andra individer jag har skannat”, fortsätter hon och noterar att ”Du kan nästan glömma deras tillstånd när du möter dem för första gången."
”När jag sitter framför datorn och ser dessa MR-bilder som bara visar en halv hjärna, undrar jag fortfarande att bilderna kommer från samma människa som jag bara såg prata och gå och som har valt att ägna sin tid att efterforska."
Dorit Kliemann, Ph.D.
I framtiden planerar utredarna att genomföra en ny studie för att försöka replikera de aktuella resultaten och sedan gå ännu längre genom att bygga en bild av hur hjärnan organiserar och omorganiserar sig för att hantera skada.
För, som Kliemann påpekar, medan det är "anmärkningsvärt" att människor kan leva med en halv hjärna, kan en mycket liten hjärnskada, en tumör eller en traumatisk hjärnskada, orsakad av till exempel en cykelolycka, ha "förödande effekter. ”
”Vi försöker förstå principerna för hjärnorganisation som kan leda till kompensation. Kanske i linje med det kan arbetet informera riktade interventionsstrategier och olika utfallsscenarier för att hjälpa fler människor med hjärnskador, säger Kliemann.
