Cazurile uluitoare ale unor oameni care trăiesc o viaţă relativ normală cu o mare parte a creierului lor deteriorată sau chiar lipsă sfidează adeseori logica.

Din fericire, creierul uman are o capacitate neobișnuită de remodelare funcţională chiar şi în condiţiile pierderii unei mari părţi din ţesutul cerebral.

Un nou studiu asupra unor persoane fără o emisferă cerebrală le-a oferit cercetătorilor indicii despre cum este posibil acest lucru, dezvăluind capacitatea remarcabilă a creierului uman de a executa sarcini în paralel atunci când părți ale ţesutului cerebral sunt literalmente absente.

„Aproape putem trece cu vedere starea în care se află aceşti oameni atunci când îi întâlnim pentru prima dată.

Atunci când stau în fața computerului și privesc aceste imagini RMN (rezonanţa magnetică nucleară) care arată doar jumătate de creier, încă mă mir cum este posibil ca aceste imagini să provină de la aceeași ființă umană pe care tocmai am văzut-o vorbind și mergând și care a ales să-și dedice timpul cercetării”, a declarat neurologul Dorit Kliemann de la California Institute of Technology.

Șase dintre participanții la studiul de faţă au fost supuși unei proceduri neurochirurgicale drastice prin care le-a fost eliminată una dintre emisferele creierului în timpul copilăriei, pentru a trata o formă rară și gravă de epilepsie.

Procedura se numește hemisferectomie și se folosește numai dacă convulsiile epileptice sunt foarte grave.

„Este cu adevărat uimitor ce pot face acești pacienți. Chiar dacă întâmpină greutăţi în cazul efectuării anumitor sarcini, abilitățile lor cognitive sunt remarcabile având în vedere că le lipseşte jumătate din țesutul creierului”, a declarat Kliemann.

Kliemann și colegii săi au comparat imaginile RMN ale acestor 6 participanți la studiu cu cele ale unor persoane având creierul intact şi au utilizat, de asemenea, o bază de date cu imaginile RMN pentru 1.482 creiere umane care au fost scanate în cadrul proiectului Brain Genomics Superstructure Project.

Cercetătorii au descoperit că modelul activității cerebrale, în stare de repaus, în cazul participanților la studiu cu hemisferectomie este remarcabil de asemănător cu cel al oamenilor având creierul intact.

De asemenea, studiul a evidenţiat şi o diferență: în cazul participanților cu hemisferectomie s-a constatat o legătură mult mai mare între rețelele neuronale.

Hemisferectomie

Imaginea RMN în cazul unui participant cu hemisferectomie. Credit: Centrul de imagistică a creierului Caltech

Aceste rețele neuronale controlează atenția, simţurile și activitatea sistemului limbic (emoția și memoria) și implică adesea ambele emisfere ale creierului.

Studiile sugerează că activitatea din interiorul acestor reţele este legată de abilități precum controlul motor al mişcării, în timp ce conexiunile dintre rețele sunt esențiale pentru abilitățile executive ale creierului, precum memoria.

În cazul celor șase participanți la studiu cu hemisferectomie s-a constatat o creștere a numărului de conexiuni în aceste reţele și de-a lungul unor rețele neuronale diferite. De exemplu, în rețeaua responsabilă de atenție s-au înregistrat mai multe conexiuni la rețeaua răspunzătoare de vedere decât în mod obişnuit.

Modelele de conectivitate dintre rețele au rămas aceleași, dar activitatea neuronală s-a dovedit mai intensă.

„Rețelele cerebrale ale acestor persoane par să indice o procesare paralelă a diferitelor sarcini”, a declarat pentru The New York Times neurologul Marlene Behrmann din cadrul Carnegie Mellon University.

Această creștere a conexiunilor dintre rețelele neuronale reflectă modul prin care creierul rămas compensează pierderea ţesutului cerebral pentru a menține funcția cognitivă și conștienţa, au explicat cercetătorii în lucrarea lor.

De asemenea, cercetătorii au subliniat că numărul mic de persoane cu hemisferectomie din acest studiu nu a permis stabilirea unei legături între diferitele modele de activitate cerebrală și unele comportamente specifice sau cogniție, precum coeficientul de inteligenţă IQ.

Cercetările viitoare se vor concentra asupra modului cum funcționează aceste rețele cerebrale pentru a compensa pierderea sau deteriorarea unor ţesuturi cerebrale în timpul unor sarcini specifice, spre deosebire de stările de repaus care au fost testate în acest studiu.

Înţelegerea modului prin care diferitele rețele cerebrale pot efectua sarcini în paralel prin mărirea numărului de conexiuni neuronale i-ar putea ajuta pe oamenii de știință să descopere noi tratamente pentru leziunile cerebrale.

„Este remarcabil faptul că există persoane care pot trăi cu o jumătate de creier, dar uneori o leziune cerebrală foarte mică, produsă de un accident vascular cerebral, un accident de bicicletă sau de o tumoare, poate avea efecte devastatoare”, a spus Kliemann.

Studiul a fost publicat în Cell Reports.

Sursă: Science Alert