О людях, потерявших половину мозга в детстве, но сохранивших 90% когнитивных способностей

Несмотря на то, что с физической точки зрения мозг выглядит совершенно симметричным, разделенным посередине глубокой бороздой, функции головного мозга на самом деле асимметричны или латерализированы. Левая половина мозга в большей степени участвует в управлении речью, эмоциями, чтением, письмом и обучением, в то время как правое полушарие является основным местом для распознавания лиц, пространственной ориентации, управления памятью и рассуждениями, а также решения проблем.

"Обнадеживает то, что потеря половины мозга не равнозначна потере половины его функциональности", - утверждает Майкл Грановеттер. Credit: Getty Images

Такая латерализация прекрасно иллюстрируется последствиями инсульта или травмы левой половины мозга, что часто нарушает способность говорить. С другой стороны, люди с травмами правой стороны мозга склонны теряться даже в знакомой обстановке и могут потерять способность рисовать.

Но если латерализация мозга настолько чувствительна, можно предположить, что человек, потерявший половину мозга, не может жить нормальной жизнью, обреченный на роль человеческого овоща - однако реальность оказалась совершенно иной, о чем свидетельствует новое исследование, проведенное в Питтсбургском университете.

Одной из самых редких и радикальных форм хирургического вмешательства в мозг является процедура под названием гемисферэктомия. У некоторых детей эпилептические припадки настолько сильны, что единственным действенным методом лечения является хирургическое удаление буквально половины мозга (целого полушария).

Люди, перенесшие гемисферэктомию, в буквальном смысле потеряли половину мозга. Credit: PNAS / University of Pittsburgh.

Реабилитация после такой радикальной операции проходит очень тяжело, но благодаря чудесам нейропластики большинство таких пациентов вырастают в высокофункциональных, нормальных людей.

"Вопрос о том, заложены ли в мозге функциональные возможности с рождения или он динамически организует свои функции по мере взросления и знакомства с окружающей средой, во многом определяет нейробиологию зрительного восприятия", - рассказывает старший автор исследования Марлен Берманн, профессор офтальмологии и психологии Питтсбургского университета и Университета Карнеги-Меллон. "Работа с пациентами, перенесшими гемисферэктомию, позволила нам изучить верхние границы функциональных возможностей одного полушария мозга. Благодаря результатам этого исследования теперь мы знаем о нейропластичности человека и можем, наконец, приступить к изучению возможностей реорганизации мозга".

Нейропластичность нашего мозга — это очень крутая штука

Нейропластичность относится к способности мозга реорганизовывать себя путем формирования новых нейронных связей на протяжении всей жизни в ответ на изменения в окружающей среде. Примеры ситуаций, в которых ваш мозг демонстрирует нейропластичность, включают изучение нового языка, занятия музыкой и запоминание того, как ориентироваться в новом незнакомом городе. Несмотря на то, что пик нейропластичности приходится на период становления в детстве, человеческий мозг постоянно претерпевает структурные и функциональные изменения на протяжении всей нашей взрослой жизни.

Со временем мозг человека приобретает все более разделенный характер, и предпочтение левого/правого полушария становятся более выраженными. Именно поэтому взрослые люди, у которых развиваются поражения одного из полушарий мозга, в конечном итоге испытывают серьезные нарушения функций, связанных с поврежденным полушарием мозга.

Но это совершенно не обязательно происходит с детьми, чей мозг все еще очень пластичен. Питт и его коллеги смогли найти и привлечь к исследованию 40 пациентов, перенесших гемисферэктомию (это беспрецедентно большое число пациентов, перенесших столь редкую процедуру). Способность участников к распознаванию слов проверялась с помощью пар слов, которые отличались только одной буквой, например, "рама" и "мама" или "зуб" и "суп". Распознавание лиц проверялось с помощью пар фотографий, которые казались идентичными. Когда на экране компьютера на долю секунды появлялась пара слов или человеческих лиц, участники должны были определить, одинаковые или разные слова или лица мелькают на экране.

Даже несмотря на то, что у испытуемых было только одно сохранившееся полушарие, способность распознавать слова и лица у пациентов с гемисферэктомией была всего на 10% ниже, чем у контрольных испытуемой здоровой группы участников. В среднем их способность к распознаванию превысила 80%. А при прямом сравнении между соответствующими полушариями у пациентов и контрольной группы точность распознавания лиц и слов у пациентов была одинаковой независимо от удаленного полушария.   

"Обнадеживает тот факт, что потеря половины мозга не равнозначна потере половины его функциональности", - считает первый автор исследования Майкл Грановеттер, доктор философии, студент программы подготовки медицинских ученых в Школе медицины Питта. "Хотя мы не можем окончательно предсказать, как на каждого конкретного ребенка может повлиять гемисферэктомия, показатели, которые мы видим у этих пациентов, обнадеживают. Чем лучше мы сможем разобраться в механизме пластичности после операции, тем больше информации и, возможно, дополнительного комфорта мы сможем предоставить родителям, принимающим трудные решения о плане лечения своего ребенка".  

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).