Решта півкулі мозку обросла міцними функціональними зв'язками

Американські вчені з'ясували, що при повному або частковому видаленні однієї з півкуль головного мозку основні функціональні зв'язки реорганізуються і стають міцнішими. Для цього вони вивчили функціональну структуру мозку шести дорослих пацієнтів, які в дитинстві пережили гемісферектомію - повне або часткове видалення однієї з півкуль. Більш міцні (порівняно зі здоровим мозком) зв'язки, мабуть, і забезпечують нормальну роботу когнітивних і моторних функцій пишуть вчені в.

Нейрони в головному мозку пов'язані в одну загальну мережу, причому як на молекулярному рівні, так і функціонально: на зв'язках між різними відділами мозку повністю будується його робота. Зрозуміло, якщо пошкоджується якийсь з відділів мозку, то зв'язок його з іншими відділами порушується - і це в підсумку призводить до втрати функцій. Наприклад, інсульт, що супроводжується крововиливом у лівій півкулі, призводить до втрати частини мовленнєвих функцій - афазії.

Мозок, однак, досить пластичний, і пластичності його вистачає для того, щоб нейронні зв'язки реорганізувалися, а функції, які раніше виконували пошкоджені ділянки, перейшли до інших відділів. Зрозуміло, цьому передує тривалий процес реабілітації, який може зайняти кілька років; при цьому механізм того, як саме зв'язки відновлюються (особливо при досить великих порушеннях) досі незрозумілий до кінця.

Вченим під керівництвом Доріт Кліман (Dorit Kliemann) з Каліфорнійського технологічного інституту вдалося вивчити відновлення функціональних зв'язків у мозку шести пацієнтів, які пережили гемісферектомію в дитячому віці. Незважаючи на відсутність великої частини мозку як в лівій, так і в правій півкулі, всі пацієнти відрізнялися нормальними когнітивними і фізичними здібностями - багато в чому за рахунок того, що пережили операцію в ранньому віці (від декількох місяців до 11 років; на момент проведення дослідження самим пацієнтам було від 20 до 31 року).

Роботу мозку пацієнтів вивчили за допомогою фМРТ спокою - цей метод дозволяє оцінити функціональні зв'язки головного мозку поза виконанням будь-яких завдань і впливу будь-якої стимуляції. Всього дослідники зосередилися на семи функціональних зв'язках, які сумарно покривають практично всю кору в обох півкулях: зорова, соматомоторна, дорсальний і вентральний зорові шляхи, пов'язані з роботою уваги, лімбічна система, зв'язок, що відповідає за когнітивний контроль, а також мережа пасивного режиму роботи мозку.

Результати, отримані для пацієнтів, порівняли з шістьма здоровими учасниками контрольної групи, підібраними за демографічними показниками. Вчені з'ясували, що, порівняно з контрольною групою, вивчені функціональні зв'язки в мозку пацієнтів були значно міцнішими (особливо - у двох пацієнтів), але при цьому організовані були так само: наприклад, спостерігався характерний слабкий зв'язок між різними мережами.

Мабуть, за час, що минув з операції з видалення частини мозку, зв'язки встигли організуватися таким чином, щоб займати цілі ділянки. Наприклад, це було добре помітно по мережі пасивного режиму, яка зазвичай займає обидві півкулі: у пацієнтів, залежно від вогнища пошкодження, вона була добре збереження або в одній, або в іншій півкулі.

Утворення більш міцних зв'язків, таким чином, може служити механізмом відновлення роботи мозку після пошкодження. У вивчених пацієнтів це проявляється кращим можливим чином: незважаючи на відсутність великих ділянок мозку, їх когнітивні функції знаходяться на рівні норми. При цьому успіх такої реорганізації, мабуть, не залежить від віку проведення гемісферектомії та розміру вирізаної ділянки: найбільш міцні функціональні зв'язки спостерігалися у пацієнта, який позбувся половини правої півкулі у віці трьох місяців, і пацієнтки, у якої у віці семи років вирізали праву півкулю практично повністю.

Певні функції головного мозку можуть відновлюватися навіть якщо пошкоджено або видалено ключову ділянку. Наприклад, це працює для нюшливої системи: нещодавно вчені розповіли про кількох пацієнтів, які можуть відчувати запахи без нюшливих цибулин. Втім, як саме це відбувається, поки що незрозуміло.