Мы запускаем роботов в космос, редактируем геном в лабораториях, лечим болезни, которые уносили миллионы жизней наших предков однако по-прежнему очень мало знаем о том самом органе, который делает нас теми, кто мы есть — о мозге. Миллиарды нейронов ежесекундно формируют наше восприятие реальности и нас самих. Известно, что мозг принимает решения за долю секунды и обрабатывает огромное количество информации. Этот удивительный орган таит в себе целую вселенную, которую нам только предстоит открыть. Так, работа исследователей, которая опубликована в журнале Cell Reports, свидетельствует о невероятной способности мозга к адаптации и изменениям.
Оказывается, мозг способен компенсировать отсутствующие участки
Как вы думаете, сможет ли мозг нормально функционировать, если удалить одно из полушарий? Звучит довольно сомнительно, учитывая тот факт, что некоторые травмы мозга приводят к серьезным нарушениям. Так, повреждение зоны Брока или область Вернике — области головного мозга, которая ответственна за речь и ее восприятие, может привести к потере способности говорить или воспринимать речь. Однако в ходе проведенного исследования ученые провели МРТ сканирование поперечного сечения мозга взрослых пациентов. В качестве испытуемых выступила небольшая группа людей, перенесших гемисферэктомию — хирургическое вмешательство, при котором половина мозга удаляется в детстве. Результаты показали, что, несмотря на отсутствие всей половины этого критически важного для жизни органа, испытуемые могли абсолютно нормально функционировать, так как оставшаяся половина их мозга укрепилась, утверждают авторы. По мнению специалистов этот морщинистый и таинственный орган обладает почти волшебной способностью к изменениям и адаптации.
Что такое нейропластичность?
Наверняка вы не раз слышали о том, что мозг очень «пластичен». Это означает, что он может постоянно формировать новые связи между клетками мозга — нейронами. Каждый человек рождается с огромным количеством нейронов, но они не связаны между собой. По мере того, как мы обучаемся новым навыкам, нейронные связи начинают формироваться. И чем больше мы учимся, например, играть на гитаре, тем крепче становятся нейронные связи в областях мозга, ответственных за музыкальное мастерство. Один из лучших способов понять нейропластичность — это изучить пациентов, у которых были удалены части мозга. Для нового исследования группа ученых из Калифорнийского технологического института проанализировала мозг шести взрослых людей в возрасте от 20 до 30 лет. Каждый испытуемый перенес гемисферэктомиею в возрасте от 3 месяцев до 11 лет. Данная операция проводится в целях уменьшения эпилептических припадков.
МРТ сканирование испытуемых с одним полушарием
Авторы также проанализировали мозг шести человек с двумя полушариями. Все участники прошли функциональную магнитно-резонансную томографию (МРТ). Ученые намеренно изучали области мозга, которые связаны с выполнением повседневных функций, таких как зрение, движение, эмоции и познание. Затем они сравнили сканирование мозга с 1500 изображениями мозга, опубликованными в базе данных под названием Brain Genomics Superstruct Project. Полученные сканы МРТ представляют собой срезы головного мозга (от верхушки головного мозга до нижней части) людей, у которых было удалено полушарие, когда они были моложе.
Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен
Команда обнаружила, что среди пациентов только с одним полушарием головного мозга нейронная активность ничем не отличалась от активности мозга испытуемых с двумя полушариями. Более того, авторы обнаружили, что нейронные связи у испытуемых с одним полушарием на самом деле сильнее чем у испытуемых с двумя. Таким образом, кажется, что мозг способен компенсировать потерю своей структуры, полагают авторы. Многие из испытуемых, которые перенесли в детстве тяжелую операцию, были высоко функционирующими, с неповрежденными языковыми навыками.
Это МРТ головного мозга (от верхушки головного мозга до нижней части) людей, у которых в детстве было удалено полушарие
Удивительные способности мозга
Однако это не первый удивительный случай. В литературе описано множество других случаев о способности мозга к адаптации в неожиданных ситуациях. Так, у одного мальчика была удалена треть правого полушария, включая часть мозга, ответственную за зрение. Но через несколько лет после операции нейробиологи обнаружили, что левая сторона его мозга начала выполнять зрительные функции отсутствующей левой стороны, и он по-прежнему все прекрасно видит, как сообщает издание Live Science. Еще одно исследование, опубликованное в журнале Neron, посвящено небольшой группе женщин, которые могут чувствовать запахи, несмотря на отсутствие обонятельных луковиц и области в передней части мозга, которая обрабатывает информацию о запахах. Хотя до сих пор остается загадкой как именно это происходит, неясно, исследователи полагают, что, возможно, другая часть мозга взяла на себя задачу обработки запахов.
Авторы нового исследования надеются, что смогут лучше понять, как мозг реорганизует себя после травмы или инсульта и как некоторые области мозга компенсируют утраченные или поврежденные. Возможно, в конечном итоге, благодаря этой работе ученые смогут помочь большому количеству людей, страдающими от последствий травм и различных заболеваний головного мозга.
