Без половины мозга: неврологи выяснили, как мозг человека компенсирует отсутствие полушария

В ходе этого вмешательства, называемого гемисферэктомией, пациенту удаляют одно из полушарий головного мозга. Примечательно, что многие из перенёсших подобную операцию излечиваются от судорог и сохраняют основные двигательные, речевые и когнитивные навыки.

Чтобы понять, как мозг адаптируется к столь экстремальным изменениям, неврологи из Калифорнийского технологического института исследовали шесть таких редких случаев.

Возраст людей без одного полушария составил от 20 до 30 лет, а гемисферэктомию они перенесли в возрасте от трёх месяцев до 11 лет.

Фото: D. Kliemann et al./Cell Reports. Vol. 29, November 19, 2019.

Исследовательская группа провела прооперированным добровольцам и двум здоровым участникам из контрольной группы функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ).

С её помощью неврологи оценивали активность головного мозга участников в покое. Это означает, что добровольцы не выполняли какую-либо конкретную задачу, находясь в сканере аппарата, а просто пребывали в расслабленном состоянии.

Экспертов интересовала работа нейронных сетей в частях мозга, контролирующих зрение, движения, эмоции и познание.

Кратко поясним, что именно благодаря таким сетям, то есть связям между клетками и различными областями головного мозга, человек имеет возможность ходить, говорить и выполнять множество других функций.

Полученные данные учёные сравнили не только с результатами контрольной группы, но и с почти полутора тысячами других архивных МРТ-снимков здорового мозга.

Сканирование показало, что нейронные сети у людей с отсутствующим полушарием были на удивление невредимы. Более того, у прооперированых в детстве участников число контактов между некоторыми областями мозга было заметно увеличено по сравнению с нормой.

К примеру, регионы мозга, которые контролируют функцию ходьбы, имели более активные и выраженные связи с участками, ответственными за речь.

Ранее специалисты Калифорнийского технологического института уже установили, что у людей, родившихся без мозолистого тела ("моста", соединяющего левое и правое полушария), в итоге развивается обычная двухсторонняя организация мозга.

Теперь же учёные знают, что главный орган центральной нервной системы способен развивать нейросети даже внутри одного полушария и таким образом компенсировать отсутствие большой части мозга.

В будущем неврологи намерены детально изучить и то, как гемисферэктомия влияет на поведение. Например, что происходит в головном мозге при выполнении определённого задания или как отражаются на его работе различные стимулы.

И это очень важный вопрос. Дело в том, что обычно прикосновение к одной из сторон тела регистрируется и обрабатывается в противоположной половине мозга. Однако при отсутствии одного из полушарий должна происходить глобальная переорганизация этого процесса, которую ещё необходимо изучить.

Исследователи отмечают, что одна из важнейших целей их работы – предоставить медицинским специалистам как можно больше информации о последствиях обширных операций на мозге и процессе восстановления после них.

Данные, полученные при обследовании людей с высоким уровнем компенсации после перенесённой гемисферэктомии, позволят усовершенствовать этот вид лечения и добиться оптимального результата.

Результаты работы американских неврологов опубликованы в открытом доступе в издании Cell Reports.

Источник