來源:Cell Press,翻譯:胡琦琳
一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),兒童時(shí)期接受大腦半球切除術(shù)的個(gè)體成年后,剩余大腦半球中各部分之間的聯(lián)系遠(yuǎn)超一般水平,從而得以實(shí)現(xiàn)原本需要整個(gè)大腦才能實(shí)現(xiàn)的功能。
研究人員研究了 6 個(gè)童年時(shí)期因癲癇接受大腦半球切除術(shù)的成年人,發(fā)現(xiàn)他們剩余的大腦中各部分之間的聯(lián)系遠(yuǎn)超一般水平,從而可能實(shí)現(xiàn)原本需要整個(gè)大腦才能實(shí)現(xiàn)的功能。這項(xiàng)調(diào)查大腦半球切除術(shù)后大腦功能的研究于 11 月 19 日在 Cell Reports 發(fā)表。
“我們所研究的切除大腦半球患者的大腦功能非常強(qiáng)大。他們有完整的語言能力,讓他們進(jìn)入掃描儀之前,我們進(jìn)行了簡短的交流,(他們的表現(xiàn))和我之前掃描過的數(shù)百人沒什么區(qū)別。”本研究第一作者、加州理工學(xué)院博士后研究員 Dorit Kliemann 說,“你第一次見到他們的時(shí)候,你甚至?xí)浰麄兊纳眢w狀況。當(dāng)我坐在電腦前,看到這些只顯示半個(gè)大腦的 MRI 圖像時(shí),我還是感到非常驚訝。這些照片居然是來自剛才在我面前說話、走動(dòng)的那群人,并且他們選擇投入自己的時(shí)間為研究做貢獻(xiàn)?!?/p>
研究參與者包括 6 名在童年時(shí)期接受過大腦半球切除術(shù)(hemispherectomy)的成年人和 6 名對(duì)照組。他們被要求躺在 fMRI 掃描儀中,放松并盡量保持清醒,與此同時(shí)研究人員追蹤他們休息時(shí)的大腦即時(shí)活動(dòng)。研究人員觀察了大腦中控制視覺、運(yùn)動(dòng)、情感以及認(rèn)知區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)。他們還與加州理工學(xué)院腦成像中心(Caltech Brain Imaging Center)收集到的大約 1500 組典型大腦的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了對(duì)比。
他們?cè)菊J(rèn)為可能會(huì)在這些僅有一個(gè)大腦半球的人群的大腦里發(fā)現(xiàn)較弱的連接,因?yàn)樵谄胀ㄈ说拇竽X中,這些網(wǎng)絡(luò)通常是兩個(gè)大腦半球之間的連接。但與此相反,他們居然在這個(gè)人群中發(fā)現(xiàn)了正常情況下全腦的連接,而且比對(duì)照組大腦中的連接更強(qiáng)。
研究開展期間,6 名參與者的年齡都在 20 多歲至 30 歲出頭,但他們接受大腦半球切除術(shù)的年齡分布在 3 個(gè)月至 11 歲之間。他們接受手術(shù)的年齡范圍很廣,這讓研究者得以深入地研究大腦受傷后如何自我重組?!斑@項(xiàng)研究可以幫助我們分析在差異巨大的大腦半球切除術(shù)患者身上,大腦組織怎樣進(jìn)行重組,這也有助于我們更好的理解一般的大腦機(jī)制?!?Kliemann 說。
接下來,加州理工學(xué)院大腦半球切除術(shù)研究項(xiàng)目(hemispherectomy research program)計(jì)劃重復(fù)并擴(kuò)展這項(xiàng)研究,希望能更好地理解大腦在各種非典型性個(gè)體中如何發(fā)育、自我重構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)其功能。該項(xiàng)目由資深研究科學(xué)家、主要研究者(PI)Lynn Paul 領(lǐng)導(dǎo),她任職于心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和生物學(xué) Bren 紀(jì)念教授、加州理工大腦成像中心主任 Ralph Adolphs 的實(shí)驗(yàn)室。
“值得關(guān)注的是,有時(shí)候很小的大腦損傷都會(huì)產(chǎn)生毀滅性的影響,例如中風(fēng)、自行車事故或腫瘤引起的腦損傷,而有些人僅有半個(gè)大腦也能正常生活?!?Kliemann 說,“我們嘗試著理解產(chǎn)生補(bǔ)償機(jī)能的大腦重組機(jī)制。在未來,這項(xiàng)研究或許可以提供針對(duì)性的干預(yù)策略和不同的結(jié)果,以幫助更多的腦損傷患者。”
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