Интересный пациент: как работает мозг у людей без одного полушария?

Только недавно мы рассказывали о необычных случаях способности мозга расшифровывать запахи без необходимых для этого обонятельных луковиц, так в журнале Cell Reports появилась статья, посвященная еще более удивительным возможностям нейропластичности. В ней авторы из Калифорнийского технологического института описывают то, как мозг шести человек смог восстановиться после обширных операций по удалению части или вообще всего полушария.

Шесть пациентов из исследования

Мы любим пополнять нашу рубрику «Интересный пациент» различными случаями, демонстрирующими то, насколько мозг человека пластичен и может приспосабливаться под совершенно катастрофические ситуации. Одна история о пациенте с 10-ю процентами мозга чего стоит. В нашей небольшой «коллекции» также есть рассказ о девушке без мозжечка или совсем невероятная история жизни Финеаса Гейджа, котрый потерял глаз и добрую часть мозга после несчастного случая «на производстве», но остался жив.

Новые случаи на днях «принес» на своих страницах журнал Cell Reports. Исследователи и врачи из Калифорнийского технологического института рассказали о шести пациентах, которым в детстве в разном возрасте (от трех месяцев до 11 лет) удалили целое полушарие или его бОльшую часть. Наблюдали за пациентами, перенесшими гемисферэктомию, в течение более чем 10 лет – на момент исследования им исполнилось 20-30 лет.

Все пациенты оказались абсолютно когнитивно сохранными, их двигательная и чувствительная сферы, по результатам тестов, также оказались без существенных изменений. Для того, чтобы увидеть функциональные изменения, произошедшие в мозге, ученые воспользовались функциональной МРТ покоя. Этот метод не нуждается в каких-либо действиях со стороны пациента и позволяет среди общей мозговой активности бодрствующего, но спокойно лежащего человека, вычленять различные нейронные сети, указывающие на части мозга, которые работают сообща.

Исследователи оценили семь функциональных сетей покоя, среди которых были зрительная, соматомоторная, дорсальная и вентральная, имеющие связь с вниманием, лимбическая, демонстрирующая работу лимбической системы (эмоции), сеть когнитивного контроля и сеть пассивного режима работы мозга (DMN, считается, что она участвует в формировании сознания). Результаты сравнили с данными, полученными от шести здоровых добровольцев.

Распределение нейронных сетей по коре у пациента, которому удалили часть правого полушария. Credit:Dorit Kliemann et al. / Cell Reports 2019

Оказалось, что многие функциональные сети пациентов, перенесших гемисферэктомию, гораздо более прочные и выраженные, чем у людей, не подвергавшихся операциям. При этом их организация существенно не отличалась от организации тех же сете в здоровом мозге – там, где связи должны были быть более слабыми, они были более слабыми. Исследователи предполагают, что это произошло благодаря тому, что операции проводились в детском возрасте, когда мозг активно реорганизуется и меняется.

Хотя, судя по всему, сильно определенный возраст на эти процессы не влияет. Сети оказались наиболее плотными у пары пациентов: одному из них полушарие удалили на третьем месяце от рождения, а другая перенесла операцию в семь лет. «Прекрасно» себя чувствовала сеть пассивного режима работы мозга – она занимала довольно большие участки либо в одном, либо в другом полушарии и функционировала также, как и в целом мозге.

Подобные истории не только поражают воображение, но и показывают, что возможности мозга позволяют ему восстанавливаться даже после серьезных травм – при условии, что не поражены жизненно важные области. Дело только во времени и качестве реабилитации. Над улучшением последней сейчас трудятся во многих клинических центрах мира, и этому посвящен не один наш материал: к примеру, только недавно мы рассказывали о влиянии электрической стимуляции на восстановление мозга после инсульта.

Текст: Анна Хоружая

Kliemann, D., Adolphs, R., Tyszka, J. M., Fischl, B., Yeo, B. T. T., Nair, R., … Paul, L. K. (2019). Intrinsic Functional Connectivity of the Brain in Adults with a Single Cerebral Hemisphere. Cell Reports, 29(8), 2398–2407.e4. doi:10.1016/j.celrep.2019.10.067 

Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте, Яндекс-Дзен, Одноклассниках и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram