1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

МРТ показала, как живут люди с половиной мозга

МРТ показала, как живут люди с половиной мозга

МРТ показала, как живут люди с половиной мозга

Поразительные истории о людях, живущих нормальной жизнью без огромной части мозга, на первый взгляд, бросают вызов логике. Но, учитывая, что наш мозг обладает сверхъестественной способностью формировать недостающие отделы из того, что осталось, в этом нет ничего сверхъестественного.

Новое исследование с участием людей, у которых отсутствует половина мозга, дает предметное представление об их когнитивных способностях.

«Вы можете начисто забыть об их состоянии при общении с ними», — говорит нейробиолог Дорит Климанн из Калифорнийского технологического института. «Когда я сижу перед компьютером и вижу эти МРТ-изображения, показывающие только половину мозга, я все еще поражаюсь, что это сканы того же человека, которого я только что видел, с которым разговаривал, ходил на прогулку»

Шесть участников исследования еще в детстве подверглись пугающе радикальной процедуре удаления одного из полушарий головного мозга для лечения редкого и опасного типа эпилепсии. Процедура называется гемисферэктомия и используется только в том случае, если судороги являются «катастрофическими» или лекарства потерпели полную неудачу.

«Это поистине удивительно, на что способны эти пациенты. Да, у них есть проблемы, но их когнитивные способности на удивление высоко функционируют, учитывая, что им не хватает половины мозговой ткани», — комментирует Климанн.

Сравнивая результаты МРТ-сканирования этих участников с шестью контрольными пациентами, у которых не было удалено каких-либо частей мозга, а также с базой данных, состоящей из 1482 МРТ мозга, сделанных для проекта по изучению геномики мозга, Климан и его коллеги обнаружили, что паттерны активности мозга в состоянии покоя у людей с половиной своего мозга очень похожи на паттерны людей, которые обладают неповрежденным мозгом.

Но команда все же обнаружила разницу: все испытуемые, перенесшие полусферэктомию, показали гораздо большую связь между любыми сетями мозга по сравнению с контрольными участниками.

МРТ человека у которого была гемисферэктомия в детстве. (Центр визуализации мозга Caltech)

Исследования показывают, что внутрисетевая активность связана с такими способностями, как управление движениями, тогда как связи между сетями необходимы для исполнительных способностей, таких, например, как рабочая память. Увеличение межсетевой связи отражает то, как оставшийся мозг компенсирует потерю, чтобы поддерживать когнитивную функцию и сознание, объясняют ученые.

«Их мозговые сети кажутся многозадачными», — говорит Марлен Берманн, невролог из Университета Карнеги-Меллона, которая не участвовала в исследовании.

Понимание того, как наши различные мозговые сети могут работать в многозадачном режиме благодаря расширению связей, может помочь ученым найти способы лечения других повреждений головного мозга.

«Хотя нам известны люди, способные нормально жить с половиной мозга, вместе с тем, иногда небольшие поражения головного мозга, вследствие инсульта, черепно-мозговой травмы или опухоли, могут иметь разрушительные и невосполнимые последствия», — сказал Климанн.

Ученые: человеку хватило бы и половины мозга

У человека — половина мозга, а кумекает будто бы с целым.

Неврологи из Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology) провели МРТ-сканирования мозга 6 пациентам, которым в детстве удали одно из полушарий. Удалили, чтобы вылечить от особо тяжелой эпилепсии. Перенесшие столь тяжелую операцию — гемисферэктомию — не стали умственно отсталыми.

По словам руководителя исследования Дорит Климан (Dorit Kliemann), общение с этими пациентами не вызывает никаких подозрений в том, что у них лишь половина мозга. Когнитивные способности прооперированных — в норме, они ведут нормальный образ жизни. МРТ-сканирования и дало ответ на вопрос «Почему?»

Медики исследовали 6 пациентов с удаленными полушариями — правыми и левыми.

Неврологи указывают в отчете, опубликованном в журнале Cell Reports — на него коротко ссылается портал ScienceAlert, что причина феномена кроется в удивительной способности мозга восстанавливать утраченные связи и компенсировать деятельность потерянных участков за счет подключения других. Ученые об этом, конечно, догадывались. Но теперь убедились. Так у людей, потерявших половину мозга, образовалась новая и весьма прочная нейронная сеть — более разветвленная, чем обычно. В результате чего оставшаяся половина стала работать как целый мозг. По крайней мере наблюдавшаяся в ней активность была похожа на ту, которую обычно демонстрирует целый мозг.

Читать еще:  Коронарное шунтирование это

Выходит, что для нормальной жизнедеятельности нам бы хватило и половины мозга. Зачем тогда нужен целый? Да еще такой сложный? И такой объемный — 1, 2 литра в среднем? И 0,75 было бы достаточно. Ответов нет. К слову, ученые пока не знают, каким образом в мозгу появляются новые связи взамен утраченных.

НЕ В ПЕРВЫЙ РАЗ

Женщина в 24 года узнала, что у нее нет мозжечка

Журнал NewScientist рассказал о китаянке, которая прожила 24 года, не вызывая подозрений в том, что у нее в мозгу чего-то не хватает. Недостачу обнаружили медики (Chinese PLA General Hospital of Jinan Military Area Command in Shandong Province), к которым женщина обратилась с жалобой на головокружение. И на то, что её укачивает при ходьбе — словно бы начинается морская болезнь.

Мать пациентки сообщила, что девочка поздно начала ходить — только в 7 лет, а нормально говорить стала в 6 лет.

Медики поместили женщину в компьютерный томограф. Скан показал: у нее нет мозжечка. И, видимо, никогда не было. Там, где он должен бы быть, пустое место.

Женщина без мозжечка (вверху), внизу скан мозга с мозжечком.

Мозжечок — важная часть головного мозга. По форме и строению его напоминает. Располагается под полушариями. Этот отдел даже называют малым мозгом. Он отвечает за координацию движения, чувство равновесия, мышечный тонус. Человек с легким повреждением мозжечка ходит как пьяный. Или как матрос по палубе корабля, попавшего в сильную качку. Не может попасть пальцем в указанную точку.

При сильном повреждении — человек не может не только ходить или стоять, но даже сидеть. А вообще без мозжечка жить просто невозможно. Тем не менее у женщины это получается. Еще одно чудо адаптации. Медики полагают, что функции мозжечка взяла на себя кора мозга.

Почти без мозгов, но с мозговой жидкостью

Может быть, у женщин такой мозг, что они не замечают отсутствия какой-либо его части? Отнюдь. Представители сильного пола еще более удивительны в этом смысле. Несколько лет наад во Франции был выявлен мужчина 44 лет, у которого от мозга осталась самая малость — тонкий слой, примыкающий к черепу. Остальной объем заполнен жидкостью.

— У него отсутствуют примерно три четверти мозга, — удивлялся Лайонелл Филет (Lionel Feuillet), невролог из Средиземноморского университета (Mediterranean University in Marseille, France), описавший свои наблюдения в журнале The Lancet, на который ссылался NewScientist.

Мужчина с жидкостью вместо мозга (левые снимки), справа нормальное строение мозга.

Недостача, опять же, вскрылась случайно — после того, как мужчина пришел в поликлинику с жалобами на слабость в левой ноге. Сделали томограмму. И увидели, что мозга почти нет.

В процессе обследования выяснилось, что в младенчестве пациент страдал от гидроцефалии — как раз от жидкости в голове, для откачки которой установили дренажную трубочку. Ее убрали, когда парню исполнилось 14 лет. Но жидкость, как оказалось, скопилась вновь. И словно бы растворила большую часть мозга.

На удивление, минимум мозга и жидкость в голове не беспокоили пациента. Да и окружающие ничего странного в его поведении не замечали. В тестах на IQ мужчина набирал по 75 баллов при средней норме в 100. Работает в сфере обслуживания, женат, имеет двоих детей.

Сканы МРТ показывают, как человеческий мозг перестраивается после удаления одного из полушарий

В редких случаях пациенты, страдающие тяжелой эпилепсией, подвергаются операции, при которой удаляется все полушарие мозга. Новое исследование показывает поразительную степень, в которой оставшееся полушарие способно преодолеть провисание.

Человеческий мозг обладает удивительной способностью реконфигурировать себя после резкой потери функции, явление, которое было известно на протяжении десятилетий. Новое исследование, опубликованное на этой неделе в Cell Reports, дополняет эту область знаний: исследователи изучают шесть взрослых пациентов, перенесших полусферэктомию ( полное удаление одного из полушарий головного мозга) в детстве. Исследование показало, что пациенты демонстрировали удивительно сильную нервную связь между различными частями оставшегося мозга.
Новая работа, соавтором которой является нейробиолог Дорит Климанн из Калифорнийского технологического института, дает представление о том, как мозг реорганизуется после радикальной утраты материала мозга. Исследования свидетельствуют о «компенсированном познании», пишут ученые.
«Люди с гемисферэктомией, которые мы изучали, были превосходно функционирующими. Например обнаружилось, что у таких людей совершенно нормально развитые языковые навыки. «Когда я положил их в сканер, мы провели небольшую беседу, точно так же, как и сотни других людей, которых я сканировал », — сказал Климанн в своем заявлении. «Когда я сижу перед компьютером и вижу эти МРТ-изображения, показывающие только половину мозга, я все еще поражаюсь, что изображения исходят от того же человека, с которым я только что разговаривал и гулял, и который решил посвятить свое время тому, чтобы провести исследование.»

Читать еще:  Как лечить глаукому: капли, лазер или хирургия

Сканирование с помощью фМРТ, показывающее мозг взрослого человека, у которого в детстве было удалено целое полушарие вследствие эпилепсии. Изображение: Центр визуализации мозга Caltech.

Действительно так и у людей с полусферэктомией может быть достаточно хорошее когнитивное здоровье, несмотря на суровый характер процедуры, проведенной много лет назад. Новое исследование ученых — это попытка узнать больше об ответственных неврологических процессах после удаления полушария мозга..

Среди участников, набранных для исследования, были четыре мужчины и две женщины, которым сейчас по 20 и 30 лет, у которых были полусферэктомии, когда они были в возрасте от 11 месяцев до 11 лет. Еще шесть участников с неповрежденным мозгом составили контрольную группу.

Используя фМРТ, ученые искали сигналы, связанные со спонтанной активностью мозга, пока участники находились в расслабленном состоянии покоя. Исследователи сосредоточились на областях мозга, которые отвечают за зрение, движение, эмоции и высшее мышление. Затем эти данные сравнивались с ранее существовавшей базой данных, проектом надстройки геномики головного мозга, содержащей сканирование мозга 1842 нормально функционирующих людей.
Было бы неразумно ожидать, что сканирование покажет радикально перестроенные мозговые сети, поскольку одно полушарие в настоящее время выполняет работу, обычно выполняемую двумя.

Удивительно, но активность мозга у пациентов с гемисферэктомией выглядела в основном типично, показывая то же самое что можно было бы увидеть в нормальном мозгу. Но было одно серьезное исключение: мозги с одним полушарием показали большую, чем обычно, связь между нейроннами, чем контрольные (с двумя полушариями) мозги.

«Эти результаты … предполагают, что межсетевые взаимодействия могут характеризовать функциональную реорганизацию в полусферэктомии, о чем пишут авторы исследовния. Остается открытым вопрос о том, как расширение возможностей соединения может помочь — или даже ухудшить — функционирование среди субъектов гемисферэктомии, таких как их общительность, моторные навыки и принятие решений. Согласно исследованию, в будущих исследованиях «необходимо изучить поведенческие коррелянты» этих связей.
Новая работа является предварительной, и в будущем команда хотела бы расширить свои исследования, чтобы проверить эти результаты при большем размере выборки, а также среди других улучшений их экспериментального дизайна.

Полусферэктомии были выполнены, когда участники исследования были детьми,
что, вероятно, облегчило их мозгу приспособиться к такому драматическому изменению. Выводы из этого исследования могут пролить новый свет на то, как мозг реорганизует себя после травматической травмы и потери неврологической функции.

«Удивительно то, что есть люди, которые могут жить с половиной мозга. Посудите, иногда очень маленькое поражение головного мозга, такое как инсульт, или черепно-мозговая травма, например, авария на велосипеде или опухоль, может иметь разрушительные последствия для жизни и здоровья человека», — сказал Климанн. «Мы пытаемся понять принципы реорганизации мозга, которые могут привести к компенсации его полногоо функционала. Может быть в дальнейшем эта работа даст ученым информацию о целевых стратегиях вмешательства и различных сценариях исходов, чтобы помочь большему количеству людей с травмами мозга ».

Нам еще многое предстоит узнать о человеческом мозге, который одновременно невероятно хрупок, но в то же время очень эластичен.

Наука

Медицина

«Ничего не беспокоит»: как живут без половины мозга

В Подмосковье обнаружили уникального пациента с половиной мозга

Пациент без половины мозга попал в руки подмосковных врачей. Мужчина прожил более 60 лет, получил образование и завел семью, не зная о своей особенности. От дальнейших обследований он отказался, не желая лишней «славы».

В подмосковную больницу попал пациент с нарушением кровообращения мозга. Когда врачи провели компьютерную томографию, то увидели, что у пациента нет одного полушария. О необычном клиническом случае сообщает «Московский комсомолец» со ссылкой на невролога Федерального центра экстрапирамидных заболеваний и психического здоровья ФМБЦ им. А.И.Бурназяна Марину Аникину.

Читать еще:  Анализ крови покажет, умрете ли вы в ближайшие годы

«Мужчина был доставлен в районную клиническую больницу на юге Московской области в связи с транзисторной ишемической атакой, — рассказала Аникина. — Это преходящее нарушение кровообращения головного мозга по ишемическому типу. В отличие от инсульта при ишемической атаке симптомы не сопровождаются развитием инфаркта мозга (необратимого повреждения участка мозга). У пациента наблюдались проблемы с подвижностью руки и ноги.

Когда радиологи сделали ему КТ, то некоторое время пребывали в недоумении — у пенсионера отсутствовала та часть мозга, где произошла та самая ишемическая атака.

Вместо левого полушария на снимке зияла черная «дыра». Неврологи сделали вывод, что функции всего мозга у этого человека всю жизнь выполняло только оставшееся правое полушарие».

Такая особенность не помешала мужчине прожить 60 с лишним лет, получить высшее образование, отслужить в армии и завести семью. До пенсии мужчина работал по специальности на одном из подмосковных заводов. До последнего времени отсутствие полушария никак не сказывалось на его жизни — он рос нормальным ребенком, у него не выявляли проблем ни с двигательным аппаратом, ни со зрением, ни с психикой.

Когда ишемическая атака сошла на нет и функции конечностей восстановились, врачи отпустили мужчину домой. Обследоваться дальше он отказался, сославшись на то, что не хочет даже задумываться о том, что у него нет одного полушария.

«Я прожил нормальную жизнь, меня ничего не беспокоило, и теперь мне не нужна лишняя «слава», — сказал он врачам и то же самое повторил исследователям из Института им. Бурназяна.

«Ученым известны случаи отсутствия определенных частей полушария головного мозга, — пояснила Аникина. — Такие бывают у больных ДЦП: в части случаев интеллект у таких людей сохранен, а вот двигательные функции почти всегда нарушены. Но ДЦП развивается на более поздних сроках развития плода. Мы же столкнулись со случаем, когда нарушение в развитии мозга произошло на самом раннем эмбриональном сроке беременности, возможно, было какое-то кровоизлияние или другие события. Иногда они могут приводить к фатальным последствиям, к примеру, выкидышу, но, как мы видим на примере нашего уникальнейшего случая, могут закончиться и вполне благополучно».

Прожить совершенно нормальную жизнь мужчине удалось благодаря нейропластичности — способности человеческого мозга изменяться под действием опыта, а также восстанавливать утраченные связи после повреждения или в качестве ответа на внешние воздействия. Нейропластичность может проявляться на разных уровнях, от клеточных изменений мозга до крупномасштабных изменений с переназначением ролей в коре головного мозга, как ответная реакция на повреждение конкретных отделов. Однако обычно такие изменения происходят уже после рождения, в сформировавшемся мозге.

«У эмбриона функции мозга еще не распределены в центры, а значит, мозг обладает огромным ресурсом к перераспределению функций, и при неразвитии или повреждении одного полушария второе полностью берет на себя функции обоих, — рассказала Аникина. — Если бы мама нашего уникального инженера готовилась к родам не 60 лет назад, а в наше время, то ей, скорей всего, посоветовали бы искусственно прервать беременность. Перинатальный скрининг, УЗИ сразу показали бы у будущего ребенка нехватку целого полушария, и врачи не стали бы рисковать. Однако в 50-х годах прошлого века еще не существовало таких технологий, и ребенок смог появиться на свет без полушария, вырос, родил здоровых детей».

Чем в более раннем возрасте происходят изменения в мозге, тем выше его вероятность восстановиться без потери функций.

Так, в США врачи удалили шестилетнему мальчику треть правого полушария — там была расположена крупная опухоль, которая вызывала мигрени и судорожные припадки. Также он рисковал потерять зрение и пострадать от задержек в развитии.

Врачи удалили опухоль вместе с прилежащими тканями — затылочной долей мозга, обеспечивающей восприятие зрительной информации, и половиной височной доли, которая участвует в образовании долговременной памяти, обрабатывает визуальную и слуховую информацию, способствует пониманию языка.

Спустя пять лет утраченные функции правого полушария полностью взяло на себя левое. Единственная проблема мальчика — потеря периферического зрения на левом глазу. По закону, ему нельзя будет водить машину, однако в повседневной жизни он компенсирует этот дефект, просто поворачивая голову. Мальчик не показывает никаких отклонений в развитии и прекрасно играет в шахматы.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector