Dieses faltige und mysteriöse Organ, das wir in unseren Schädeln herumtragen, hat eine fast magische Fähigkeit, sich zu verändern und anzupassen, eine Eigenschaft, die besonders in einer neuen Studie an Menschen deutlich wird, denen die Hälfte ihres Gehirns entfernt worden war.
Die Studie, die am 19. November in der Zeitschrift Cell Reports veröffentlicht wurde, konzentrierte sich auf eine kleine Gruppe von Menschen, die während ihrer Kindheit eine Hemisphärektomie hatten, ein chirurgischer Eingriff, bei dem die Hälfte des Gehirns entfernt wird. Die Ergebnisse zeigten, dass die Teilnehmer trotz des Fehlens einer ganzen Hälfte dieses kritischen Organs gut funktionieren konnten, da die verbleibende Hälfte ihres Gehirns gestärkt war, sagten die Autoren.
Es ist bekannt, dass das Gehirn sehr "plastisch" ist, was bedeutet, dass es ständig neue Netzwerke oder Verbindungen zwischen Gehirnzellen bilden kann. Auf diese Weise lernen wir neue Fähigkeiten: Je mehr wir beispielsweise Gitarre üben, desto mehr stärken sich die für die musikalischen Fähigkeiten verantwortlichen Gehirnnetzwerke.
Eine der besten Möglichkeiten, diese Plastizität zu verstehen, besteht darin, Patienten zu untersuchen, bei denen Teile ihres Gehirns entfernt wurden. Für die neue Studie analysierte eine Gruppe von Forschern am California Institute of Technology das Gehirn von sechs Erwachsenen in den Zwanzigern und Dreißigern, die im Alter zwischen 3 Monaten und 11 Jahren Hemisphärektomien hatten, um epileptische Anfälle zu reduzieren.
Die Autoren analysierten auch das Gehirn von sechs Kontrollpersonen oder Personen, die beide Hemisphären im Takt hatten. Alle Teilnehmer wurden einer funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) unterzogen, einer Technik, die die Gehirnaktivität durch Verfolgung des Blutflusses misst. Die Forscher untersuchten speziell Netzwerke im Gehirn, die mit alltäglichen Funktionen wie Sehen, Bewegung, Emotion und Kognition befasst sind. Anschließend verglichen sie die Gehirnscans mit 1.500 Gehirnbildern, die in einer Datenbank namens Brain Genomics Superstruct Project veröffentlicht wurden.
Das Team stellte fest, dass bei Patienten mit nur einer Gehirnhälfte Gehirnregionen, die an demselben Netzwerk beteiligt waren (z. B. Sehvermögen), genauso gut zusammenarbeiteten wie bei gesunden Patienten, bei denen das gesamte Gehirn intakt war.
Darüber hinaus stellten die Autoren fest, dass die Konnektivität - und damit die Kommunikation - zwischen Teilen verschiedener Netzwerke bei Patienten, bei denen eine Hemisphäre entfernt wurde, tatsächlich stärker ist. Auf diese Weise scheint das Gehirn in der Lage zu sein, den Verlust der Gehirnstruktur zu kompensieren, sagten die Autoren. Viele dieser Patienten waren hochfunktionell und hatten intakte Sprachkenntnisse. "Als ich sie in den Scanner steckte, machten wir Smalltalk, genau wie die Hunderte anderer Personen, die ich gescannt habe", sagte die Hauptautorin Dorit Kliemann, Postdoc am California Institute of Technology, in einer Erklärung. "Sie können ihren Zustand fast vergessen, wenn Sie sie zum ersten Mal treffen."
"Wenn ich vor dem Computer sitze und sehe, dass diese MRT-Bilder nur ein halbes Gehirn zeigen, wundere ich mich immer noch, dass die Bilder von demselben Menschen stammen, den ich gerade beim Sprechen und Gehen gesehen habe und der sich entschieden hat, seine Zeit zu widmen zu recherchieren ", fügte sie hinzu.
Es gibt viele andere Fälle in der Literatur, die die erstaunliche Fähigkeit des Gehirns dokumentieren, sich an eine unerwartete Situation anzupassen. Zum Beispiel wurde einem Jungen ein Drittel seiner rechten Hemisphäre entfernt, einschließlich des Teils des Gehirns, der für das Sehen verantwortlich ist. Einige Jahre nach seiner Operation stellten Neurowissenschaftler jedoch fest, dass die linke Seite seines Gehirns die visuellen Aufgaben der fehlenden linken Seite übernahm und er laut einem früheren Live Science-Bericht immer noch gut sehen konnte.
Eine andere kürzlich durchgeführte Studie ergab, dass eine kleine Gruppe von Frauen trotz fehlender Riechkolben riechen konnte, der Region vor dem Gehirn, die Informationen über Gerüche verarbeitet. Obwohl unklar ist, wie dies geschieht, halten Forscher es für möglich, dass ein anderer Teil ihres Gehirns laut einem anderen Live Science-Bericht die Aufgabe übernommen hat, Gerüche zu verarbeiten.
Jetzt hoffen die Autoren der neuen Studie, besser zu verstehen, wie sich das Gehirn nach einer Verletzung oder einem Schlaganfall neu organisiert und wie einige Regionen die beschädigten oder verlorenen Regionen kompensieren können. "Vielleicht kann diese Arbeit auf der ganzen Linie gezielte Interventionsstrategien beeinflussen ... um mehr Menschen mit Hirnverletzungen zu helfen", sagte Kliemann.
