Hjernen finner en måte å tilpasse seg, selv når vi fjerner halvparten
En fascinerende ny studie som involverte mennesker som gjennomgikk hemisfærektomi - kirurgi for å fjerne en av hjernens halvkuler - i barndommen viser at disse individene nå nesten ikke har noen umiddelbart åpenbare effekter av denne prosedyren.
Hjerner har to halvdeler, kjent som halvkuler. Hver har forskjellige regioner som regulerer forskjellige aspekter av vår fysiske og kognitive funksjon.
Disse halvdelene fungerer ikke hver for seg. I stedet kommuniserer de ved å etablere komplekse nevrale nettverk som lar forskjellige deler av kroppen og sinnet synkronisere og arbeide i harmoni.
Men hva skjer hvis du tar en halvkule unna? Det er situasjonen for mennesker som gjennomgår hemisfærektomi - vanligvis i barndommen - som et middel til å behandle alvorlige anfall.
Det ville være lett å anta at fjerning av halvparten av hjernen til noen ville få dem til å fungere på en synlig annen måte.
Likevel, ifølge en nylig casestudie omtalt i Cellerapporter, dette er egentlig ikke tilfelle. Faktisk lærer hjernen å kompensere for tapet.
‘Marveling’ over hjernens tilpasningsevne
I studien jobbet etterforskerne med seks deltakere som hadde gjennomgått hemisfærektomi i barndommen som en behandling for epileptiske anfall.
Deltakerne var i 20- og begynnelsen av 30-årene ved studiestart, og de hadde gjennomgått hjernekirurgier da de var hvor som helst fra 3 måneder til 11 år.
Forskerne sier at å jobbe med deltakere som har gjennomgått hemisfærektomi på så forskjellige punkter i barndommen, hjalp dem med å forstå bedre hvordan hjernen tilpasser seg dette tapet på forskjellige stadier.
"Det kan hjelpe oss med å undersøke hvordan hjerneorganisasjon er mulig i svært forskjellige tilfeller av pasienter med hemisfærektomi, noe som vil gi oss bedre forståelse av generelle hjernemekanismer," forklarer studiens første forfatter, Dorit Kliemann, Ph.D., fra California Institute of Teknologi, i Pasadena.
Teamet ba deltakerne som hadde gjennomgått hemisfærektomi - samt seks kontrolldeltakere - om å motta funksjonelle MR-skanninger. Skanningene tillot forskerne å spore aktivitet i hjernen mens den var i ro.
Ved å sammenligne hjerneskanninger fant teamet at gruppen som hadde gjennomgått hemisfærektomi hadde sterkere hjernenettverkstilkobling - i stedet for svakere tilkobling, som man kunne forvente - sammenlignet med kontrollgruppen. Regionene som forskerne fokuserte på var de som regulerer syn, bevegelse, følelser og kognisjon.
For å bekrefte disse funnene sammenlignet teamet også skanningen med data som tidligere ble samlet inn av Brain Genomics Superstruct Project, som har samlet hjernedata fra mer enn 1500 deltakere.
"Menneskene med halvkuleformer som vi studerte, fungerte utrolig høyt," understreker Kliemann.
"De har intakte språkkunnskaper - når jeg legger dem i skanneren, snakket vi, akkurat som hundrevis av andre personer jeg har skannet," fortsetter hun og bemerker at "Du kan nesten glemme tilstanden deres når du møter dem for første gang."
“Når jeg sitter foran datamaskinen og ser disse MR-bildene bare viser en halv hjerne, undrer jeg meg fortsatt over at bildene kommer fra samme menneske som jeg nettopp så å snakke og gå og som har valgt å bruke sin tid å forske."
Dorit Kliemann, Ph.D.
I fremtiden planlegger etterforskerne å gjennomføre en ny studie for å prøve å replikere gjeldende funn, for deretter å gå enda lenger ved å bygge et bilde av hvordan hjernen organiserer og omorganiserer seg for å håndtere skade.
Fordi, som Kliemann påpeker, mens det er "bemerkelsesverdig" at folk kan leve med en halv hjerne, kan en veldig liten hjerneskade, en svulst eller en traumatisk hjerneskade forårsaket av en sykleulykke for eksempel ha "ødeleggende effekter. ”
“Vi prøver å forstå prinsippene for hjernereorganisering som kan føre til kompensasjon. Kanskje kan det arbeidet informere målrettede intervensjonsstrategier og forskjellige utfallsscenarier for å hjelpe flere mennesker med hjerneskader, sier Kliemann.
