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腦部掃描揭示了移除一個大腦半球時人腦如何補償

研究人員對六名成年人進行了研究,這些成年人在童年時期就去除了大腦半球之一,以減少癲癇發作。研究發現,剩下的一半大腦在不同功能的大腦網絡之間形成了異常牢固的連接,這有可能幫助身體像完整的大腦一樣運作。該案例研究通過半球切除術研究了這些人的腦功能,該研究于11月19日發表在《細胞報告》雜志上。

第一作者Dorit Kliemann說:“我們研究的接受半球切除術的人功能非常出色。他們具有完整的語言能力;當我將他們放入掃描儀中時,我們便像閑聊的數百個人一樣閑聊。”加州理工學院博士后。“當您初次見面時,您幾乎會忘記它們的狀況。當我坐在電腦前,看到這些MRI圖像僅顯示了半個大腦時,我仍然感到驚訝,這些圖像來自我本人。只是看到說話和走路,以及誰選擇將自己的時間用于研究。”

研究參與者(包括六名患有兒童半球切除術的成人和六名對照組)被指示躺在功能磁共振成像儀上,放松并嘗試不入睡,同時研究人員追蹤靜止的自發性大腦活動。研究人員研究了已知控制視覺,運動,情感和認知等事物的大腦區域網絡。他們還將Caltech腦成像中心收集的數據與Brain Genomics Superstruct項目的大約1,500個典型大腦的數據庫進行了比較。

他們認為他們可能在只有一個半球的人的特定網絡中發現較弱的聯系,因為在那些典型大腦的人中,許多網絡通常都涉及大腦的兩個半球。取而代之的是,他們發現了令人驚訝的正常全球連接性,并且比不同網絡之間的控件之間的連接更強。

在研究過程中,所有六名參與者均在20多歲和30多歲初期,但是他們在半球切除術時的年齡從3個月到11歲不等。他們進行手術的年齡范圍很廣,這使得研究人員可以研究受傷時大腦如何自我重組。Kliemann說:“它可以幫助我們檢查在完全不同的半球切除術患者中如何組織大腦,這將使我們更好地了解一般的大腦機制。”

展望未來,在加州理工學院的半球切除術研究計劃中,由拉爾夫·阿道夫(Ralph Adolphs)實驗室(高級心理學家,神經科學與生物學教授,加州理工學院腦成像中心主任)的林恩·保羅(Lynn Paul)領導,希望復制并擴展這項研究,以便更好地理解大腦在具有廣泛的非典型性的個體中如何發展,組織和發揮功能。

克里曼說:“最令人吃驚的是,有些人可以用一半的大腦生活,有時腦中很小的病變(如中風)或腦外傷(如自行車事故或腫瘤)可能具有毀滅性影響。”“我們正在試圖理解可以導致薪酬的大腦重組原則。也許可以這樣說,這項工作可以為有針對性的干預策略和不同的結果方案提供信息,以幫助更多的腦損傷患者。”

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