Co se stane s člověkem, když mu zbyde jen polovina mozku? Myslíme si, že odpověď je zřejmá. Orgán, který je zodpovědný za nejdůležitější životní procesy, je složitý a ztráta jeho významné části může vést k hrozným a nenapravitelným následkům. Schopnosti našeho mozku však stále udivují i neurovědce. Biopsycholog Sebastian Ocklenburg sdílí výsledky výzkumu, které znějí jako děj ze sci-fi filmu.
Někdy musí lékaři přistoupit k extrémním opatřením, aby zachránili lidský život. Jedním z nejradikálnějších výkonů v neurochirurgii je hemisferektomie, úplné odstranění jedné z mozkových hemisfér. Tento postup se provádí pouze ve velmi vzácných případech neřešitelné epilepsie jako poslední možnost, kdy všechny ostatní možnosti selhaly. Při odstranění postižené hemisféry se radikálně sníží nebo zcela vymizí frekvence epileptických záchvatů, z nichž každý ohrožuje pacienta na životě. Ale co se stane s pacientem?
Biopsycholog Sebastian Ocklenburg ví hodně o tom, jak mozek a neurotransmitery ovlivňují chování, myšlenky a pocity lidí. Hovoří o nedávné studii, která pomáhá pochopit, jak může mozek fungovat, když z něj zůstává jen polovina.
Vědci zkoumali mozkové sítě u několika pacientů, z nichž každému byla v raném dětství odstraněna jedna hemisféra. Výsledky experimentu ilustrují schopnost mozku reorganizovat se i po těžkém poškození, pokud k tomuto poškození dojde v mladém věku.
I bez jakýchkoliv konkrétních úkolů je mozek velmi aktivní: například v tomto stavu sníme
Autoři použili neurobiologickou techniku funkční magnetické rezonance (MRI) v klidu. V této studii jsou mozky účastníků skenovány pomocí MRI skeneru, stroje, který má v dnešní době mnoho nemocnic. MRI skener se používá k vytvoření série snímků částí těla na základě jejich magnetických vlastností.
Funkční MRI se používá k vytváření obrazů mozku během konkrétního úkolu. Subjekt například mluví nebo pohybuje prsty. Aby vytvořil sérii snímků v klidu, výzkumník požádá pacienta, aby ležel v klidu ve skeneru a nic nedělal.
Nicméně, i bez jakýchkoliv konkrétních úkolů, mozek vykazuje velkou aktivitu: například v tomto stavu sníme a naše mysl „bloudí“. Tím, že vědci určili, které oblasti mozku jsou aktivní, když jsou spící, dokázali najít jeho funkční sítě.
Vědci zkoumali sítě v klidu na skupině pacientů, kteří podstoupili operaci k odstranění poloviny mozku v raném dětství, a porovnali je s kontrolní skupinou účastníků, kterým fungovaly obě poloviny mozku.
Náš neuvěřitelný mozek
Výsledky byly opravdu úžasné. Dalo by se očekávat, že odstranění poloviny mozku vážně naruší jeho organizaci. Sítě pacientů podstupujících takovou operaci však vypadaly překvapivě podobně jako u kontrolní skupiny zdravých lidí.
Vědci identifikovali sedm různých funkčních sítí, jako jsou sítě spojené s pozorností, zrakovými a motorickými schopnostmi. U pacientů s odstraněnou poloviční částí mozku byla konektivita mezi oblastmi mozku v rámci stejné funkční sítě pozoruhodně podobná konektivitě u kontrolní skupiny s oběma hemisférami. To znamená, že pacienti vykazovali normální vývoj mozku, i když jedna jeho polovina chyběla.
Pokud je operace provedena v raném věku, pacient si obvykle zachovává normální kognitivní funkce a inteligenci.
Byl tu však jeden rozdíl: u pacientů se výrazně zvýšilo spojení mezi různými sítěmi. Zdá se, že tato vylepšená spojení odrážejí procesy kortikální reorganizace po odstranění poloviny mozku. Díky pevnějším spojením mezi zbytkem mozku se zdá, že se tito lidé dokážou vyrovnat se ztrátou druhé hemisféry. Pokud je operace provedena v raném věku, pacient si obvykle zachová normální kognitivní funkce a inteligenci a může vést normální život.
To je ještě působivější, když uvážíte, že poškození mozku později v životě – například mrtvicí – může mít vážné důsledky pro kognitivní schopnosti, i když jsou poškozeny pouze malé oblasti mozku.
Je zřejmé, že k takové kompenzaci nedochází vždy a ne v žádném věku. Výsledky studie však významně přispívají ke studiu mozku. V této oblasti znalostí je stále mnoho mezer, což znamená, že neurofyziologové a biopsychologové mají široké pole působnosti a spisovatelé a scénáristé mají prostor pro představivost.
O odborníkovi: Sebastian Ocklenburg je biopsycholog.