Das Gehirn findet einen Weg, sich anzupassen, selbst wenn wir die Hälfte entfernen
Eine faszinierende neue Studie mit Menschen, die sich im Kindesalter einer Hemisphärektomie unterzogen haben - einer Operation zur Entfernung einer der Gehirnhälften - zeigt, dass diese Personen jetzt fast keine unmittelbar offensichtlichen Auswirkungen dieses Verfahrens aufweisen.
Gehirne haben zwei Hälften, die als Hemisphären bekannt sind. Jedes hat verschiedene Regionen, die unterschiedliche Aspekte unserer körperlichen und kognitiven Funktionen regulieren.
Diese Hälften arbeiten nicht separat. Stattdessen kommunizieren sie, indem sie komplexe neuronale Netze aufbauen, die es verschiedenen Teilen von Körper und Geist ermöglichen, sich zu synchronisieren und in Harmonie zu arbeiten.
Aber was passiert, wenn Sie eine Hemisphäre wegnehmen? Dies ist die Situation von Menschen, die sich - normalerweise in der Kindheit - einer Hemisphärektomie unterziehen, um schwere Anfälle zu behandeln.
Es ist leicht anzunehmen, dass das Entfernen der Hälfte des Gehirns eines Menschen dazu führen würde, dass er sichtbar anders funktioniert.
Laut einer aktuellen Fallstudie aus ZellenberichteDies ist nicht wirklich der Fall. Tatsächlich lernt das Gehirn, den Verlust auszugleichen.
"Staunen" über die Anpassungsfähigkeit des Gehirns
In der Studie arbeiteten die Forscher mit sechs Teilnehmern zusammen, die sich im Kindesalter einer Hemisphärektomie unterzogen hatten, um epileptische Anfälle zu behandeln.
Die Teilnehmer waren zu Beginn der Studie zwischen 20 und 30 Jahre alt und hatten sich im Alter von 3 Monaten bis 11 Jahren einer Gehirnoperation unterzogen.
Die Forscher sagen, dass die Arbeit mit Teilnehmern, die sich in ihrer Kindheit an so unterschiedlichen Punkten einer Hemisphärektomie unterzogen hatten, ihnen geholfen hat, besser zu verstehen, wie sich das Gehirn in verschiedenen Stadien an diesen Verlust anpasst.
"Es kann uns helfen zu untersuchen, wie die Organisation des Gehirns in sehr unterschiedlichen Fällen von Hemisphärektomie-Patienten möglich ist, wodurch wir die allgemeinen Gehirnmechanismen besser verstehen können", erklärt die Erstautorin der Studie, Dorit Kliemann, Ph.D., vom California Institute of Technologie, in Pasadena.
Das Team bat die Teilnehmer, die sich einer Hemisphärektomie unterzogen hatten, sowie sechs Kontrollteilnehmer, funktionelle MRT-Scans zu erhalten. Die Scans ermöglichten es den Forschern, die Aktivität im Gehirn im Ruhezustand zu verfolgen.
Beim Vergleich der Gehirnscans stellte das Team fest, dass die Gruppe, die sich einer Hemisphärektomie unterzogen hatte, im Vergleich zur Kontrollgruppe eine stärkere Konnektivität des Gehirnnetzwerks aufwies - und nicht wie erwartet eine schwächere Konnektivität. Die Regionen, auf die sich die Forscher konzentrierten, waren diejenigen, die Vision, Bewegung, Emotion und Kognition regulieren.
Um diese Ergebnisse zu bestätigen, verglich das Team die Scans auch mit Daten, die zuvor vom Brain Genomics Superstruct Project gesammelt wurden, bei dem Gehirndaten von mehr als 1.500 Teilnehmern gesammelt wurden.
„Die Menschen mit Hemisphärektomien, die wir untersucht haben, waren bemerkenswert gut funktionierend“, betont Kliemann.
„Sie haben intakte Sprachkenntnisse - als ich sie in den Scanner steckte, haben wir Smalltalk gemacht, genau wie die Hunderte anderer Personen, die ich gescannt habe“, fährt sie fort und bemerkt: „Sie können ihren Zustand fast vergessen, wenn Sie sie für das treffen erstes Mal."
„Wenn ich vor dem Computer sitze und sehe, dass diese MRT-Bilder nur ein halbes Gehirn zeigen, wundere ich mich immer noch, dass die Bilder von demselben Menschen stammen, den ich gerade sprechen und gehen sah und der sich entschieden hat, seine Zeit zu widmen forschen."
Dorit Kliemann, Ph.D.
In Zukunft planen die Forscher, eine weitere Studie durchzuführen, um zu versuchen, die aktuellen Ergebnisse zu replizieren, und dann noch weiter zu gehen, indem sie ein Bild davon erstellen, wie sich das Gehirn organisiert und neu organisiert, um mit Verletzungen umzugehen.
Denn wie Kliemann betont, kann es zwar „bemerkenswert“ sein, dass Menschen mit einem halben Gehirn leben können, aber eine sehr kleine Hirnläsion, ein Tumor oder eine traumatische Hirnverletzung, die beispielsweise durch einen Fahrradunfall verursacht wird, „verheerend“ sein Auswirkungen."
"Wir versuchen, die Prinzipien der Gehirnreorganisation zu verstehen, die zu einer Kompensation führen können. Vielleicht kann diese Arbeit auf der ganzen Linie gezielte Interventionsstrategien und unterschiedliche Ergebnisszenarien beeinflussen, um mehr Menschen mit Hirnverletzungen zu helfen “, sagt Kliemann.
