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脑部扫描揭示了移除一个大脑半球时人脑如何补偿

研究人员对六名成年人进行了研究,这些成年人在童年时期就去除了大脑半球之一,以减少癫痫发作。研究发现,剩下的一半大脑在不同功能的大脑网络之间形成了异常牢固的连接,这有可能帮助身体像完整的大脑一样运作。该案例研究通过半球切除术研究了这些人的脑功能,该研究于11月19日发表在《细胞报告》杂志上。

第一作者Dorit Kliemann说:“我们研究的接受半球切除术的人功能非常出色。他们具有完整的语言能力;当我将他们放入扫描仪中时,我们便像闲聊的数百个人一样闲聊。”加州理工学院博士后。“当您初次见面时,您几乎会忘记它们的状况。当我坐在电脑前,看到这些MRI图像仅显示了半个大脑时,我仍然感到惊讶,这些图像来自我本人。只是看到说话和走路,以及谁选择将自己的时间用于研究。”

研究参与者(包括六名患有儿童半球切除术的成人和六名对照组)被指示躺在功能磁共振成像仪上,放松并尝试不入睡,同时研究人员追踪静止的自发性大脑活动。研究人员研究了已知控制视觉,运动,情感和认知等事物的大脑区域网络。他们还将Caltech脑成像中心收集的数据与Brain Genomics Superstruct项目的大约1,500个典型大脑的数据库进行了比较。

他们认为他们可能在只有一个半球的人的特定网络中发现较弱的联系,因为在那些典型大脑的人中,许多网络通常都涉及大脑的两个半球。取而代之的是,他们发现了令人惊讶的正常全球连接性,并且比不同网络之间的控件之间的连接更强。

在研究过程中,所有六名参与者均在20多岁和30多岁初期,但是他们在半球切除术时的年龄从3个月到11岁不等。他们进行手术的年龄范围很广,这使得研究人员可以研究受伤时大脑如何自我重组。Kliemann说:“它可以帮助我们检查在完全不同的半球切除术患者中如何组织大脑,这将使我们更好地了解一般的大脑机制。”

展望未来,在加州理工学院的半球切除术研究计划中,由拉尔夫·阿道夫(Ralph Adolphs)实验室(高级心理学家,神经科学与生物学教授,加州理工学院脑成像中心主任)的林恩·保罗(Lynn Paul)领导,希望复制并扩展这项研究,以便更好地理解大脑在具有广泛的非典型性的个体中如何发展,组织和发挥功能。

克里曼说:“最令人吃惊的是,有些人可以用一半的大脑生活,有时脑中很小的病变(如中风)或脑外伤(如自行车事故或肿瘤)可能具有毁灭性影响。”“我们正在试图理解可以导致薪酬的大脑重组原则。也许可以这样说,这项工作可以为有针对性的干预策略和不同的结果方案提供信息,以帮助更多的脑损伤患者。”

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