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Cell Reports:大脑被切掉一半在某些方面竟然有着更强的功能

大脑有两部分组成,通常被称作大脑半球。每一部分都有不同的区域来负责我们身体机能和认知功能的不同方面。
Cell Reports:大脑被切掉一半在某些方面竟然有着更强的功能
每一部分大脑半球都不能单独行使功能。它们通过建立复杂的神经网络进行交流,从而使得身心的不同部位同步并和谐地工作。
如果把其中一个大脑半球给切除会怎么样呢?这种状况正是那些进行过大脑半球切除术的人们所面对的境况,大脑半球切除术通常是在童年时期作为治疗严重癫痫病的一种手段。很容易设想,一个人切除掉大脑的一半肯定会导致他们的行为与常人有异。
但是,最近以“Intrinsic Functional Connectivity of the Brain in Adults with a Single Cerebral Hemisphere”为题发表在Cell Reports上的一篇文章表明,事实可能并非如此。实际上,大脑有着自己的补偿机制
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令人惊叹的大脑适应能力
在该研究中,研究人员共招募了6名参与者,这些参与者在童年时期均进行了大脑半球切除术用以治疗癫痫病的发作。研究开始时,这些参与者20-30岁左右,在3个月-11岁左右进行了大脑半球切除术。
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研究人员表示,参与者接受大脑半球切除术的年龄差异比较大,这有助于研究人员更好地理解大脑在不同阶段是如何适应这种损伤的。同时,它可以帮助我们研究在差异比较大的大脑半球切除术患者中大脑是如何组织的,并帮我们了解一般情况下的大脑机制。
研究人员让6位大脑半球切除术参与者与6位正常对照参与者均接受了功能性磁共振扫描。这种扫描可以让研究人员追踪静止状态下大脑的活动情况。
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通过对比大脑的扫描结果,研究人员发现,与对照相比,接受大脑半球切除术的参与者的大脑网络连接性更强,这可能与我们的预期相反。研究人员主要关注的是调控视觉、运动认知功能的区域。
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为了确认这些发现,研究人员还将扫描结果与之前通过“脑基因组学超级结构计划”(Brain Genomics Superstruct Project)收集的数据进行了比较。本文的第一作者Kliemann表示,“我们研究的这些接受大脑半球切除术的患者大脑功能确实非常强大,他们具有完整的语言能力。当我对他们的大脑进行扫描时,我会跟他们进行简单的对话,就像我之前扫描的其他数以百计的人们一样”,作者还指出,“当你第一次见到他们时,你几乎会忘记他们的状况”。
Kliemann表示,“当我坐在电脑前面看到这些MRI图像仅显示出了一半的大脑时,我仍然会感觉到惊讶,这些图像竟然来自于我刚刚所见并一起聊天和走路的那些人”。
后期,科研人员计划进行另外一项研究,并尝试复制当前的发现,甚至进一步建立相关图像来阐释大脑是如何组织以及重新组织自身从而处理相关伤害的
因为,虽然当人们仅有一半大脑时仍然可以存活,但是有时候一些比较小的大脑损伤,比如肿瘤或者由自行车事故造成的大脑创伤,都会造成非常严重的后果。
所以我们必须得了解导致大脑启动补偿的一些重组机制,从而让我们可以有针对性的采取相应的干预策略,来帮助更多的脑损伤患者。
参考资料:
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.10.067

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