Kas notiks ar cilvēku, ja viņam paliks tikai puse smadzeņu? Mēs domājam, ka atbilde ir acīmredzama. Orgāns, kas ir atbildīgs par svarīgākajiem dzīvības procesiem, ir sarežģīts, un ievērojamas tā daļas zaudēšana var radīt briesmīgas un neatgriezeniskas sekas. Tomēr mūsu smadzeņu spējas joprojām pārsteidz pat neirozinātniekus. Biopsihologs Sebastians Oklenburgs dalās ar pētījumu rezultātiem, kas izklausās pēc zinātniskās fantastikas filmas sižeta.
Dažreiz ārstiem ir jāveic ārkārtēji pasākumi, lai glābtu cilvēka dzīvību. Viena no radikālākajām procedūrām neiroķirurģijā ir puslodes izņemšana, pilnīga vienas smadzeņu puslodes noņemšana. Šo procedūru veic tikai ļoti retos neārstējamas epilepsijas gadījumos kā pēdējo līdzekli, kad visas pārējās iespējas ir bijušas neveiksmīgas. Kad tiek noņemta skartā puslode, epilepsijas lēkmju biežums, no kuriem katrs apdraud pacienta dzīvību, tiek radikāli samazināts vai pilnībā izzūd. Bet kas notiek ar pacientu?
Biopsihologs Sebastians Oklenburgs daudz zina par to, kā smadzenes un neirotransmiteri ietekmē cilvēku uzvedību, domas un jūtas. Viņš stāsta par nesen veiktu pētījumu, kas palīdz saprast, kā smadzenes var darboties, ja no tām paliek tikai puse.
Zinātnieki pētīja smadzeņu tīklus vairākiem pacientiem, no kuriem katram agrā bērnībā tika izņemta viena puslode. Eksperimenta rezultāti ilustrē smadzeņu spēju pārkārtoties arī pēc smagiem bojājumiem, ja šis bojājums rodas jaunībā.
Pat bez īpašiem uzdevumiem smadzenes ir ļoti aktīvas: piemēram, šādā stāvoklī mēs sapņojam
Autori miera stāvoklī izmantoja funkcionālās magnētiskās rezonanses attēlveidošanas (MRI) neirobioloģisko tehniku. Šajā pētījumā dalībnieku smadzenes tiek skenētas, izmantojot MRI skeneri, kas mūsdienās ir daudzām slimnīcām. MRI skeneri izmanto, lai izveidotu ķermeņa daļu attēlu sēriju, pamatojoties uz to magnētiskajām īpašībām.
Funkcionālo MRI izmanto, lai konkrēta uzdevuma laikā izveidotu smadzeņu attēlus. Piemēram, subjekts runā vai kustina pirkstus. Lai izveidotu attēlu sēriju miera stāvoklī, pētnieks lūdz pacientu mierīgi gulēt skenerī un neko nedarīt.
Neskatoties uz to, pat bez īpašiem uzdevumiem smadzenes uzrāda lielu aktivitāti: piemēram, šajā stāvoklī mēs sapņojam, un mūsu prāts “klīst”. Nosakot, kuri smadzeņu apgabali ir aktīvi neaktīvā stāvoklī, pētnieki varēja atrast to funkcionālos tīklus.
Zinātnieki pētīja tīklus miera stāvoklī pacientu grupā, kam agrā bērnībā tika veikta operācija, lai izņemtu pusi smadzeņu, un salīdzināja tos ar dalībnieku kontroles grupu, kurai darbojās abas smadzeņu puses.
Mūsu neticamās smadzenes
Rezultāti bija patiesi pārsteidzoši. Varētu sagaidīt, ka puses smadzeņu noņemšana nopietni izjauks to organizāciju. Tomēr pacientu tīkli, kuriem tika veikta šāda operācija, izskatījās pārsteidzoši līdzīgi veselu cilvēku kontroles grupai.
Pētnieki identificēja septiņus dažādus funkcionālos tīklus, piemēram, tos, kas saistīti ar uzmanību, vizuālajām un motoriskajām spējām. Pacientiem, kuriem tika noņemta pussmadzeņu daļa, savienojamība starp smadzeņu reģioniem tajā pašā funkcionālajā tīklā bija ļoti līdzīga kontroles grupai ar abām puslodēm. Tas nozīmē, ka pacientiem bija normāla smadzeņu attīstība, neskatoties uz to, ka nebija vienas tās puses.
Ja operācija tiek veikta agrīnā vecumā, pacients parasti saglabā normālas kognitīvās funkcijas un intelektu.
Tomēr bija viena atšķirība: pacientiem bija ievērojami palielinājies savienojums starp dažādiem tīkliem. Šķiet, ka šie uzlabotie savienojumi atspoguļo kortikālās reorganizācijas procesus pēc puses smadzeņu noņemšanas. Ar spēcīgākiem savienojumiem starp pārējām smadzenēm šie cilvēki, šķiet, spēj tikt galā ar otras puslodes zudumu. Ja operācija tiek veikta agrīnā vecumā, pacients parasti saglabā normālas kognitīvās funkcijas un intelektu, kā arī var dzīvot normālu dzīvi.
Tas ir vēl iespaidīgāk, ja ņem vērā, ka smadzeņu bojājumi vēlākā dzīvē, piemēram, ar insultu, var nopietni ietekmēt kognitīvās spējas, pat ja tiek bojāti tikai nelieli smadzeņu apgabali.
Ir skaidrs, ka šāda kompensācija notiek ne vienmēr un ne jebkurā vecumā. Tomēr pētījuma rezultāti sniedz būtisku ieguldījumu smadzeņu izpētē. Šajā zināšanu jomā joprojām ir daudz nepilnību, kas nozīmē, ka neirofiziologiem un biopsihologiem ir plašs darbības lauks, bet rakstniekiem un scenāriju autoriem ir vieta iztēlei.
Par ekspertu: Sebastians Oklenburgs ir biopsihologs.