Hvað verður um mann ef hann á aðeins helminginn eftir af heilanum? Við teljum að svarið sé augljóst. Líffærið sem ber ábyrgð á mikilvægustu lífsferlunum er flókið og tap á verulegum hluta þess getur leitt til hræðilegra og óbætanlegra afleiðinga. Hins vegar kemur hæfileiki heilans okkar enn á óvart jafnvel taugavísindamenn. Lífsálfræðingurinn Sebastian Ocklenburg deilir rannsóknarniðurstöðum sem hljóma eins og söguþráður vísinda-fimimyndar.
Stundum þurfa læknar að grípa til öfgakenndra aðgerða til að bjarga mannslífum. Ein róttækasta aðgerðin í taugaskurðlækningum er hálfkúlunám, algjörlega fjarlæging á einu heilahvelunum. Þessi aðgerð er aðeins framkvæmd í mjög sjaldgæfum tilfellum af óviðeigandi flogaveiki sem síðasta úrræði þegar allir aðrir valkostir hafa mistekist. Þegar sýkt heilahvel er fjarlægt minnkar tíðni flogaveikifloga, sem hvert um sig stofnar lífi sjúklingsins í hættu, eða hverfur alveg. En hvað verður um sjúklinginn?
Lífsálfræðingurinn Sebastian Ocklenburg veit mikið um hvernig heilinn og taugaboðefnin hafa áhrif á hegðun, hugsanir og tilfinningar fólks. Hann talar um nýlega rannsókn sem hjálpar til við að skilja hvernig heilinn getur starfað þegar aðeins helmingur hans er eftir.
Vísindamennirnir skoðuðu heilanet hjá nokkrum sjúklingum, sem hver um sig hafði fjarlægt eitt heilahvel í æsku. Niðurstöður tilraunarinnar sýna getu heilans til að endurskipuleggja sig jafnvel eftir alvarlegan skaða, ef þessi skaði verður á ungum aldri.
Jafnvel án sérstakra verkefna er heilinn mjög virkur: til dæmis, í þessu ástandi dreymir okkur
Höfundarnir notuðu taugalíffræðilega tækni við starfræna segulómun (MRI) í hvíld. Í þessari rannsókn er heili þátttakenda skannaður með segulómun, vél sem mörg sjúkrahús eru með þessa dagana. MRI skanni er notaður til að búa til röð mynda af líkamshlutum byggða á segulmagnaðir eiginleikar þeirra.
Hagnýtur segulómun er notaður til að búa til myndir af heilanum meðan á ákveðnu verkefni stendur. Til dæmis talar viðfangsefnið eða hreyfir fingurna. Til að búa til röð mynda í hvíld biður rannsakandi sjúklinginn að liggja kyrr í skannanum og gera ekki neitt.
Engu að síður, jafnvel án sérstakra verkefna, sýnir heilinn mikla virkni: til dæmis, í þessu ástandi dreymir okkur og hugur okkar „flakar“. Með því að ákvarða hvaða svæði heilans eru virk þegar þau eru í dvala, gátu rannsakendur fundið starfhæf net hans.
Vísindamennirnir skoðuðu netin í hvíld hjá hópi sjúklinga sem fóru í skurðaðgerð til að fjarlægja helming heilans á barnsaldri og báru þau saman við samanburðarhóp þátttakenda sem voru með báða helminga heilans að vinna.
Ótrúlegur heili okkar
Árangurinn var sannarlega ótrúlegur. Það mætti búast við því að ef helmingur heilans væri fjarlægður myndi það trufla skipulag hans verulega. Samt sem áður voru tengslanet sjúklinga sem gangast undir slíka aðgerð furðulíkt og hjá samanburðarhópi heilbrigðra einstaklinga.
Rannsakendur greindu sjö mismunandi starfræn netkerfi, svo sem þau sem tengjast athygli, sjón og hreyfigetu. Hjá sjúklingum sem voru fjarlægðir úr hálfheila var tengingin milli heilasvæða innan sama starfhæfa netsins ótrúlega svipuð og í samanburðarhópnum með bæði heilahvelin. Þetta þýðir að sjúklingarnir sýndu eðlilegan heilaþroska, þrátt fyrir að helmingur hans hafi ekki verið til staðar.
Ef aðgerðin er framkvæmd á unga aldri heldur sjúklingurinn venjulega eðlilegri vitrænni starfsemi og greind.
Hins vegar var einn munur: sjúklingarnir höfðu áberandi aukningu á tengslum milli mismunandi neta. Þessar auknu tengingar virðast endurspegla ferli endurskipulagningar heilabarka eftir að helmingur heilans hefur verið fjarlægður. Með sterkari tengingum á milli annars heilans virðist þetta fólk geta tekist á við tapið á hinu heilahvelinu. Ef aðgerðin er framkvæmd á unga aldri heldur sjúklingurinn venjulega eðlilegri vitrænni starfsemi og greind og getur lifað eðlilegu lífi.
Þetta er enn áhrifameira þegar haft er í huga að heilaskemmdir síðar á ævinni - til dæmis með heilablóðfalli - geta haft alvarlegar afleiðingar fyrir vitræna getu, jafnvel þótt aðeins smá svæði í heilanum séu skemmd.
Það er augljóst að slíkar bætur koma ekki alltaf til og ekki á hvaða aldri sem er. Niðurstöður rannsóknarinnar leggja hins vegar verulegan skerf til rannsókna á heilanum. Það eru enn margar eyður á þessu þekkingarsviði, sem þýðir að taugalífeðlisfræðingar og lífsálfræðingar hafa breitt starfssvið og rithöfundar og handritshöfundar hafa pláss fyrir ímyndunarafl.
Um sérfræðinginn: Sebastian Ocklenburg er lífsálfræðingur.