Що буде з людиною, якщо у неї залишиться лише половина мозку? Думаємо, відповідь очевидна. Орган, який відповідає за найважливіші життєві процеси, складний, і втрата значної його частини може призвести до жахливих і непоправних наслідків. Проте можливості нашого мозку досі вражають навіть нейробіологів. Біопсихолог Себастьян Окленбург ділиться результатами дослідження, які схожі на сюжет науково-фантастичного фільму.
Іноді лікарям доводиться йти на крайні заходи, щоб врятувати людське життя. Одним з найбільш радикальних втручань в нейрохірургії є гемісферектомія — повне видалення однієї з півкуль головного мозку. Ця процедура виконується лише в дуже рідкісних випадках важковиліковної епілепсії як крайній засіб, коли всі інші варіанти не дають результатів. При видаленні ураженої півкулі різко знижується або повністю зникає частота епілептичних нападів, кожен з яких загрожує життю пацієнта. Але що відбувається з пацієнтом?
Біопсихолог Себастьян Окленбург знає багато про те, як мозок і нейротрансмітери впливають на поведінку, думки та почуття людей. Він розповідає про нещодавнє дослідження, яке допомагає зрозуміти, як може працювати мозок, коли від нього залишається лише половина.
Вчені досліджували мозкові мережі у кількох пацієнтів, кожному з яких у ранньому дитинстві видалили одну півкулю. Результати експерименту ілюструють здатність мозку до реорганізації навіть після серйозних пошкоджень, якщо це пошкодження відбувається в молодому віці.
Навіть без певних завдань мозок дуже активний: наприклад, у такому стані ми мріємо
Автори використовували нейробіологічну методику функціональної магнітно-резонансної томографії (МРТ) у спокої. У цьому дослідженні мозок учасників сканують за допомогою МРТ-сканера, апарату, який зараз є в багатьох лікарнях. МРТ-сканер використовується для створення серії зображень частин тіла на основі їх магнітних властивостей.
Функціональна МРТ використовується для створення зображень мозку під час виконання певного завдання. Наприклад, суб'єкт говорить або ворушить пальцями. Щоб створити серію зображень у стані спокою, дослідник просить пацієнта спокійно лежати в сканері й нічого не робити.
Тим не менш, навіть без будь-яких конкретних завдань мозок проявляє велику активність: наприклад, в цьому стані ми мріємо, а розум «блукає». Визначивши, які ділянки мозку активні в стані спокою, дослідники змогли знайти його функціональні мережі.
Вчені досліджували мережі в стані спокою в групи пацієнтів, які перенесли операцію з видалення половини мозку в ранньому дитинстві, і порівнювали їх з контрольною групою учасників, у яких працювали обидві половини мозку.
Наш неймовірний мозок
Результати були справді вражаючими. Можна було очікувати, що видалення половини мозку серйозно порушить його організацію. Однак мережі пацієнтів, які пройшли таку операцію, виглядали напрочуд схожими на групи контрольної групи здорових людей.
Дослідники визначили сім різних функціональних мереж, таких як ті, що пов’язані з увагою, зоровими та моторними здібностями. У пацієнтів із видаленою половиною мозку зв’язок між ділянками мозку в межах однієї функціональної мережі був надзвичайно подібним до зв’язку контрольної групи з обома півкулями. Це означає, що у пацієнтів спостерігався нормальний розвиток мозку, незважаючи на відсутність його половини.
Якщо операція проводиться в ранньому віці, пацієнт зазвичай зберігає нормальні когнітивні функції та інтелект.
Однак була одна відмінність: у пацієнтів спостерігалося помітне збільшення з’єднання між різними мережами. Ці посилені зв'язки, здається, відображають процеси коркової реорганізації після видалення половини мозку. Маючи сильніші зв’язки між рештою мозку, ці люди, здається, здатні впоратися з втратою іншої півкулі. Якщо операція проводиться в ранньому віці, пацієнт зазвичай зберігає нормальні когнітивні функції та інтелект і може вести нормальний спосіб життя.
Це ще більше вражає, якщо врахувати, що пошкодження мозку в подальшому житті — наприклад, інсульт — може мати серйозні наслідки для когнітивних здібностей, навіть якщо пошкоджені лише невеликі ділянки мозку.
Очевидно, що така компенсація відбувається не завжди і не в будь-якому віці. Однак результати дослідження роблять значний внесок у вивчення мозку. У цій галузі знань ще багато прогалин, а значить, у нейрофізіологів і біопсихологів широке поле діяльності, а у письменників і сценаристів є простір для фантазії.
Про експерта: Себастьян Окленбург — біопсихолог.