آیا برداشتن نیمی از مغز عملکرد آن را نصف می‌کند؟

افرادی که در دوران کودکی تحت عمل جراحی قرار گرفتند تا نیمی از مغزشان برداشته شود، هنوز هم می‌توانند تفاوت‌های بین دو کلمه یا دو چهره را به دقت تشخیص دهند.

به نقل از فیز، این پژوهش به منظور بررسی انعطاف‌پذیری و ادراک مغز انجام شد. انعطاف‌پذیری به چیزی گفته می‌شود که مغز در هنگام آسیب به یک نیم‌کره می‌تواند خود را در نیمکره‌ای که آسیبی ندیده است، بازیابی کند.

انعطاف‌پذیری عصبی (Neuroplasticity) یا به عبارت دیگر انعطاف‌پذیری مغزی، واژه‌ای است که به هر دوی انعطاف‌پذیری سیناپسی و غیرسیناپسی اطلاق می‌شود و مربوط به تغییرات در مسیر‌های عصبی و سیناپس‌ها است که در اثر تغییرات در رفتار، مانند آنچه در آسیب جسمی ایجاد می‌شود، به وجود می‌آید.

دانشمندان علوم مغز و اعصاب زمانی تصور می‌کردند که انعطاف‌پذیری عصبی فقط در دوران کودکی بروز می‌کند، اما پژوهش‌ها در نیمه دوم قرن بیستم نشان داد که بسیاری از جنبه‌های مغز حتی تا بزرگسالی نیز قابل تغییر یا منعطف هستند. با این حال، مغز در حال رشد درجه بالاتری از انعطاف‌پذیری نسبت به مغز بزرگسالان را نشان می‌دهد. انعطاف‌پذیری وابسته به فعالیت می‌تواند پیامد‌های قابل توجهی در رشد سالم، یادگیری، حافظه و بهبودی از آسیب مغزی داشته باشد.

شرکت‌کنندگان در این پژوهش جدید توانستند به درستی تفاوت بین کلمات یا چهره‌ها را با دقت بیش از ۸۰ درصد تشخیص دهند.

توانایی مغز در سیم‌کشی مجدد خود

برداشت حجم زیادی از بافت مغزی به پژوهشگران این امکان را می‌دهد تا توانایی مغز را برای بازسازی خود و سازگاری با آسیب یا عوارض جراحی کشف کنند. این پژوهش تلاش می‌کند تا انعطاف پذیری مغز انسان را کشف کند و بفهمد که آیا یک طرف مغز می‌تواند عملکرد‌هایی را که معمولاً بین دو نیم‌کره تقسیم می‌شوند، انجام دهد؟

گفتنی است که به توانایی مغز برای تغییر و سیم‌کشی مجدد پس از آسیب، انعطاف پذیری عصبی یا نوروپلاستیسیتی (Neuroplasticity) گفته می‌شود.

دکتر مارلین برمن، نویسنده ارشد این مطالعه و استاد چشم‌پزشکی و روان‌شناسی در دانشگاه پیتسبورگ و کارنگی ملون می‌گوید: کار با بیماران یک نیم‌کره‌ای، به ما این امکان را داد که مرز‌های بالای ظرفیت عملکردی یک نیم‌کره مغز را مطالعه کنیم. با نتایج این مطالعه، اکنون به دریچه انعطاف‌پذیری عصبی انسان می‌پردازیم و در نهایت می‌توانیم بررسی قابلیت‌های سازمان‌دهی مجدد مغز را آغاز کنیم.

موضوع پژوهش

این مطالعه بررسی می‌کند که وقتی مغز هنوز تغییرپذیر و مجبور به ایجاد تغییرات است، چه اتفاقی برای مغز می‌افتد. پژوهشگران، افرادی را که در کودکی تحت عمل جراحی برداشتن یک نیم‌کره مغز برای کنترل تشنج قرار گرفته‌اند، مورد بررسی قرار دادند که شامل ۴۰ شرکت‌کننده بود.

پژوهشگران برای ارزیابی توانایی‌های تشخیص کلمه‌ها، به شرکت‌کنندگان جفت‌هایی از کلمه‌های شبیه به هم دادند که هر کدام دارای تنها یک حرف متفاوت بودند. همچنین برای ارزیابی اینکه چقدر می‌توانند تفاوت چهره‌ها را به خوبی تشخیص دهند، به هر فرد یک تصویر از دو نفر روی یک صفحه نمایش، نشان داده شد. این تصاویر یا کلمه‌ها فقط برای کسری از ثانیه روی نمایشگر نمایش داده می‌شدند. سپس شرکت‌کنندگان باید تعیین می‌کردند که آیا این جفت چهره‌ها یا کلمه‌ها، یکسان یا متمایز هستند.

نتیجه

این گروه پژوهشی در نهایت متوجه شد که یک نیم‌کره مغز به طور دقیق از هر دو عملکرد پشتیبانی می‌کند. پژوهشگران خاطر نشان کردند که دقت شرکت‌کنندگان در این پژوهش بیش از ۸۰ درصد بوده است و جالب اینکه این میزان دقت بدون توجه به اینکه نیم‌کره چپ یا راست مغز برداشته شده باشد، وجود دارد.

دکتر مایکل گرانووتر، نویسنده ارشد این مطالعه از دانشگاه پیتسبورگ می‌گوید: با اطمینان می‌گویم که از دست دادن نیمی از مغز معادل از دست دادن نیمی از عملکرد کلی آن نیست.

این مطالعه، چشم‌انداز مثبتی را برای بیمارانی که به دلیل تشنج‌های صرع نیاز به عمل برداشت نیم‌کره مغز یا به اصطلاح نیم‌کره‌برداری دارند، به ارمغان می‌آورد.

نیم‌کره‌برداری یا همیسفرکتومی (Hemispherectomy) یک عمل جراحی بسیار نادر مغزی است که در آن یک نیم‌کره مغز، حذف یا به صورت غیرفعال درمی‌آید. این روش جراحی برای درمان بسیاری از اختلال‌های تشنجی منبع صرع که به قسمت بزرگی از نیم‌کره مغز مربوط است، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این عمل صرفاً در موارد شدید که بیمار به درمان دارویی و دیگر اعمال جراحی که تهاجم به بافت کمتری دارند، پاسخ نمی‌دهد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. امروزه همیسفرکتومی به عنوان تهاجمی‌ترین عمل جراحی شناخته شده است، البته خطرناک‌ترین عمل جراحی نیست.

دکتر گرانووتر می‌گوید: در حالی که نمی‌توانیم به طور قطعی پیش‌بینی کنیم که هر کودک ممکن است چگونه تحت تاثیر برداشت نیم‌کره مغز قرار گیرد، اما عملکردی که در این بیماران مشاهده می‌کنیم، دلگرم‌کننده است. هر چه بیشتر بتوانیم انعطاف‌پذیری بعد از جراحی را بشناسیم، می‌توانیم اطلاعات بیشتر و شاید راحتی بیشتری به والدینی که تصمیم‌های دشواری در مورد برنامه درمانی فرزندشان می‌گیرند، ارائه کنیم.

این مطالعه به پژوهشگران اجازه می‌دهد تا عملکرد مغز انسان را بیش از پیش درک کنند و به توانایی آن برای سازماندهی مجدد تحت شرایط خاص پی ببرند.

این پژوهش در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) منتشر شده است.