Sok ember úgy gondol az agyára, mint egy mikrochipekkel és vezetékekkel teli számítógépre, mint egy emlékekkel és tanult dolgokkal teli raktárra, mint egy órára, amelynek milliónyi mechanizmusa szorosan összefonódik egymással, ezért hihetetlen, hogy valaki ennél sokkal kevesebbel, csak egy agyféltekével tud élni. És igen, ez megtörténhet. Ritka, de néhány tucat ember van, aki az agyának nagy része, fele vagy még kevesebb része nélkül él.
Az emberek nem így születtek. Leggyakrabban gyermekkori betegségben szenvedtek, például Rasmussen-encephalitisben, ahol az epilepsziás rohamok nagyon gyakoriak. Az epilepsziára úgy gondolhatunk, mint egy elektromos viharra, amely az agy egy bizonyos területén sürget, és úgy terjed szét az agyban, mintha felhők haladnának előre, és villámokat eregetnének. Amikor ez az impulzusvonat elér egy adott területet, az ott lévő neuronok tüzelni kezdenek, és a vihar tovább terjed. Így amikor az áramütéshullám eléri az agynak a mozgásokban részt vevő területét, a motoros kéregállományt, sok gyors izomösszehúzódás jön létre a test különböző területein, és görcsök keletkeznek.
Sok olyan epilepszia van, amely jól reagál a gyógyszerekre, és tökéletesen kontrollálható, de mindig is volt egy százalékuk, amelyet refrakternek neveznek, amely nem reagál a kezelésekre, és más olyan betegségek, ahol az agyszövet károsodik. A rohamok olyan gyakoriak lehetnek, hogy a gyermek – mert ezekben az esetekben gyerekekről beszélünk – nem tud normálisan fejlődni, mert az agy sosincs nyugalomban, vagy éppen rohamot kap, vagy rohamból lábadozik. Az egyik megoldás az epilepsziás fókusz, a kiindulási pont elpusztítása, de ha ez nem azonosítható, és az agy a rohamok miatt károsodott, a másik lehetőség egy nagy terület eltávolítása.
A Kliemann és munkatársai által 2019 novemberében készített friss tanulmány 1 hat olyan ember agyát elemezte, akiknél ilyen műtétet hajtottak végre, az egyik agyféltekét eltávolították, amit féltekektómiának neveznek. Az eredményeket összehasonlították hat másik egészséges felnőttével, akiket szintén átvilágítottak, valamint egy olyan adatbázissal, amely 1500 másik egészséges felnőtt eredményeit tartalmazta, átlagéletkoruk 22 év volt.
A legfiatalabb páciens három hónapos volt a műtét idején, míg a legidősebb 11 éves. Mind a hat beteg kisgyermekkora óta szenvedett epilepsziás rohamokban, egyiküknél az első rohamok már a születésük után néhány perccel jelentkeztek. Négyüknél az agy jobb oldalát távolították el, míg a maradék kettőnél a bal oldalt. Az okok változatosak voltak: két esetben születés körüli agyvérzés, három másiknál Rasmussen-encephalitis, amely epilepsziát és agykárosodást okoz, a hatodiknál pedig agykérgi diszplázia.
A hat beteg önként jelentkezett funkcionális MRI-re, egy olyan technikára, amellyel a Pasadenában található California Institute of Technology (Caltech) Brain Imaging Centerben a működő agyat jó térbeli és időbeli felbontással lehet látni. Az eredményeket összehasonlították hat másik egészséges felnőtt eredményével, akiket szintén megvizsgáltak, valamint egy olyan adatbázissal, amely 1500 másik egészséges felnőtt eredményeit tartalmazta, átlagéletkoruk 22 év volt. Ami feltűnést keltett, hogy ezek az emberek, akik most a húszas-harmincas éveikben jártak, feltűnően jól működtek, volt munkájuk, a nyelvi funkcióik normálisak voltak, és amikor a szkennerre tették őket, úgy beszélgettek, mint bármelyik normális ember.
A kutatók 400 területre osztották az agyat, mindkét féltekén 200-ra, és hét funkcionális hálózatot hoztak létre. Ugyanaz a mintázat, amelyet az egészséges embereknél megfigyeltek, könnyen megkülönböztethető volt a fél agyvelővel rendelkezőknél is. A második fázisban azt vizsgálták, hogy ha ugyanazt a személyt egy idő után újra szkennelik, ugyanannál a személynél és ugyanannál a feladatnál ugyanazt az aktivitási mintázatot látják, amit ujjlenyomatnak neveznek. A vizsgálat e második részének eredménye az, hogy az aktivitási mintázatok idővel konzisztensek voltak. Ez volt az alapja a végső vizsgálatnak, hogy kiderüljön, a fél agyvelővel rendelkező résztvevők funkcionális hálózatai azonosak vagy különböznek-e az egészséges emberekétől.
Az agyban egy sor neurális hálózat, funkcionális áramkör található, amelyekről úgy gondolják, hogy az érzelmeink, a megismerésünk és a viselkedésünk alappillérét képezik. A kutatók különösen a látást, a mozgást, az érzelmeket és a gondolkodást, az úgynevezett kognitív folyamatokat szabályozó hálózatok agyi aktivitását vizsgálták. Mivel az egyetlen szabályozó funkciónak szentelt neurális hálózatok gyakran mindkét féltekére kiterjednek, a kutatócsoport arra számított, hogy a féltekeeltávolításon átesett betegeknél gyengébb neurális aktivitást látnak, de nem ez volt a helyzet. A tudóscsoport ugyanezeket a hálózatokat tudta felismerni a féltekeeltávolításon átesett betegeknél, és a fő és meglepő következtetés az volt, hogy a hat operált személy és a kontrollcsoport tagjai erőteljes és hasonló kapcsolatokat mutattak a jellemzően ugyanahhoz a funkcionális hálózathoz rendelt agyi régiók között. Ugyanakkor a több különböző hálózat régiói közötti kapcsolódás sokkal nagyobb volt minden olyan résztvevőnél, akinek eltávolították az egyik féltekéjét, és minden hálózat között, mint a kontrollszemélyeknél. Ezek a kontrollok hasonlóak voltak intelligenciaszint, életkor, kézpreferencia, ill, hogy bal- vagy jobbkezesek voltak-e, és a nemük.
Az orvosok már korábban is látták, hogy a féltekeeltávolított betegek kiváló szinten működtek, de ami a legnagyobb figyelmet a neuroimaging vizsgálatban látott nagyfokú kompenzáció keltette. Mindegyikük, még azok is, akiknek a bal féltekéjét távolították el, ahol a legtöbb ember beszéddel kapcsolatos területei, például a Broca- vagy a Wernicke-terület található, képesek voltak beszélni. Úgy tűnik, hogy a beszédterület a műtét után az egyik féltekéről a másikra helyeződik át. Ha a bal félteke hiányzik vagy sérült, a beszédterület a jobb féltekében helyezkedik el. Ezek az eredmények alátámasztják azt a hipotézist, hogy a funkcionális hálózatok közös rendszere teszi lehetővé a megismerést, és arra utalnak, hogy a különböző hálózatok közötti kölcsönhatások kulcsfontosságúak lehetnek a féltekeeltávolítás utáni funkcionális átrendeződésben.
Ezek az eredmények váratlanok és érdekesek voltak, mivel a stroke, baleset, daganat vagy más okok által okozott sokkal kisebb sérülések pusztító hatásokat okoznak. Ez a nagy gyógyulási képesség valószínűleg két szemponton alapul: az agynak sok redundáns rendszere van, és ami talán még szembetűnőbb, hatalmas alkalmazkodási és rugalmassági képességgel rendelkezik, amit neuronális plaszticitásnak nevezünk. Ezért fontos lenne megérteni, hogyan indítja be az agy ezeket a helyreállító vagy kompenzációs folyamatokat, hogy olyan stratégiákat alkalmazzunk, amelyek javítják a kezelések kilátásait.