“你怎么看?”:如果大脑失去一个半球会发生什么

如果一个人的大脑只剩下一半,他会怎么样? 我们认为答案是显而易见的。 负责最重要生命过程的器官是复杂的,失去其中很大一部分可能会导致可怕和无法挽回的后果。 然而,我们大脑的能力仍然让神经科学家感到惊讶。 生物心理学家 Sebastian Ocklenburg 分享了听起来像科幻电影情节的研究结果。

有时,医生不得不采取极端措施来挽救生命。 神经外科手术中最彻底的手术之一是半球切除术,即完全切除大脑半球之一。 此程序仅在非常罕见的顽固性癫痫病例中执行,作为所有其他选择都失败的最后手段。 当受影响的半球被移除时,癫痫发作的频率(每一次都会危及患者的生命)会从根本上减少或完全消失。 但是病人怎么办?

生物心理学家 Sebastian Ocklenburg 非常了解大脑和神经递质如何影响人们的行为、思想和感受。 他谈到了最近的一项研究,该研究有助于了解大脑在只剩下一半的情况下是如何工作的。

科学家们检查了几名患者的大脑网络,每名患者的大脑半球都在儿童早期被切除。 实验结果表明,即使在严重损伤后,如果这种损伤发生在年轻时,大脑也有能力进行重组。

即使没有任何特定任务,大脑也非常活跃:例如,在这种状态下我们做梦

作者在休息时使用了功能性磁共振成像 (MRI) 的神经生物学技术。 在这项研究中,参与者的大脑使用 MRI 扫描仪进行扫描,这是当今许多医院都有的机器。 MRI 扫描仪用于根据身体部位的磁性创建一系列身体部位的图像。

功能 MRI 用于在特定任务期间创建大脑图像。 例如,对象说话或移动他的手指。 为了创建一系列静止的图像,研究人员要求患者静止地躺在扫描仪中,什么也不做。

然而,即使没有任何特定的任务,大脑也会表现出很多活动:例如,在这种状态下我们会做梦,而我们的思想会“游走”。 通过确定大脑的哪些区域在休眠时是活跃的,研究人员能够找到其功能网络。

科学家们检查了一组在儿童早期接受手术切除一半大脑的患者的静止网络,并将它们与两个大脑都在工作的对照组参与者进行了比较。

我们不可思议的大脑

结果真的很惊人。 人们会期望切除一半的大脑会严重破坏其组织。 然而,接受这种手术的患者网络与健康人对照组的网络惊人地相似。

研究人员确定了七种不同的功能网络,例如与注意力、视觉和运动能力相关的网络。 在切除半脑的患者中,同一功能网络内的大脑区域之间的连接性与具有两个半球的对照组的连接性非常相似。 这意味着患者表现出正常的大脑发育,尽管没有一半。

如果在很小的时候进行手术,患者通常会保持正常的认知功能和智力。

但是,有一个区别:患者在不同网络之间的连接显着增加。 这些增强的连接似乎反映了切除一半大脑后皮层重组的过程。 由于大脑其他部分之间的联系更紧密,这些人似乎能够应对另一半球的丧失。 如果手术在早期进行,患者通常会保持正常的认知功能和智力,并能过上正常的生活。

当您考虑到生命后期的脑损伤(例如中风)可能对认知能力产生严重后果时,即使只有大脑的小区域受损,这一点更令人印象深刻。

很明显,这种补偿并不总是发生,也不会发生在任何年龄。 然而,这项研究的结果对大脑的研究做出了重大贡献。 这方面的知识还存在很多空白,这意味着神经生理学家和生物心理学家的活动领域很广,作家和编剧有想象的空间。


关于专家:Sebastian Ocklenburg 是一名生物心理学家。

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