多くの人は、自分の脳を、マイクロチップと配線でいっぱいのコンピューター、記憶や学習した事柄でいっぱいの倉庫、何百万ものメカニズムが互いに密接に絡み合った時計だと思っています。 そして、そう、それは起こりうることなのです。 まれなことですが、脳の大部分、半分、あるいはそれ以下の部分なしで生きている人が数十人います
これらの人々はそのように生まれたわけではありませんでした。 ほとんどの場合、彼らは小児期にラスムッセン脳炎のような、てんかん発作が非常によく起こる病気にかかっていたのです。 てんかんは電気の嵐と考えることができ、脳の特定の部位で切迫し、あたかも雲が前進して稲妻を放つように脳内に広がっていくのです。 このインパルスの列が特定の部位に到達すると、その部位の神経細胞が発火を始め、嵐はさらに広がっていきます。 こうして、電撃の波が脳の運動にかかわる部位、運動野に到達すると、体のさまざまな部位で急激な筋収縮がたくさん起こり、けいれんが起こります。
薬によく効いて完全にコントロールできるてんかんもたくさんありますが、治療に反応しない難治性と呼ばれる病気や、脳の組織が傷ついた病気も昔から何割かはあります。 発作が頻繁に起こるため、このような場合は子供の話ですから、脳が休まることがなかったり、発作を起こしていたり、発作から回復していたりするため、正常な発達ができないことがあるのです。 解決策の一つは、出発点であるてんかんの焦点を破壊することですが、それが特定できず、発作によって脳が損傷している場合、もう一つの可能性として、広い範囲を切除することが挙げられます。
2019年11月からのKliemannらの最近の研究1では、この手術を受けた6人の脳を分析しています、片方の脳半球が切除されており、これは半球切除と呼ばれています。 その結果を、同じくスキャンを受けた他の健康な成人6人の結果と、平均年齢22歳の他の健康な成人1500人の結果を含むデータベースと比較しました。
最も若い患者は手術時3カ月で、最も古い患者は11歳でした。 6人の患者は全員、幼い頃からてんかん発作に悩まされており、そのうち1人は生まれてから数分で最初の発作を起こしたという。 4人は右側、残りの2人は左側の脳を摘出した。
6人の患者は、パサデナにあるカリフォルニア工科大学（Caltech）脳画像センターで、機能的MRIという、機能している脳を空間的・時間的によく見えるようにする技術に志願して参加しました。 その結果は、同じくスキャンを受けた他の6人の健康な成人の結果と、平均年齢22歳の他の健康な成人1,500人の結果を含むデータベースと比較された。 注目されたのは、20代から30代になったこれらの人々が、驚くほどよく機能し、仕事もあり、言語機能も正常で、スキャナーにかけると普通の人と同じようにおしゃべりをしたことです。
研究者は脳を半球それぞれ200ずつ400領域に分け、7つの機能ネットワークを確立しました。 健常者に見られるプロットと同じパターンが、脳が半分になった人でも容易に見分けられるようになったのです。 第二段階は、しばらくしてからもう一度スキャンして、同じ人、同じタスクで、同じパターンの活動が見られるかどうかというもので、これはフィンガープリントと呼ばれている。 この第2段階の結果は、活動パターンが長期にわたって一貫していたことです。 これが最終的な研究の基礎となり、脳が半分になった参加者の機能的ネットワークが、健常者のものと同じか異なるかを確認することになったのです。
脳には一連の神経ネットワーク、機能回路があり、それらは私たちの感情、認知、行動の基層と考えられています。 研究者らは特に、視覚、運動、感情、思考を制御するネットワーク、いわゆる認知過程の脳活動に注目しました。 単一の調節機能に特化した神経ネットワークは、しばしば両半球にまたがって広がっているため、研究チームは、半球切除を受けた患者では神経活動が弱くなると予想していたが、実際はそうではなかった。 研究グループは、半球切除患者でも同じネットワークを認識することができた。主な驚くべき結論は、手術を受けた6人と対照群では、通常同じ機能ネットワークに割り当てられる脳領域の間に強力かつ類似した結合が見られるということであった。 しかし、いくつかの異なるネットワークの領域間の結合は、半球を切除されたすべての参加者で、すべてのネットワーク間で、対照群よりもはるかに大きかったのである。 これらの対照者は、知能レベル、年齢、手の嗜好、すなわち 左利きか右利きか、そして性別も同様であった。
医師はすでに半球切除した患者が優れたレベルで機能するのを見ていましたが、最も注目を集めたのは神経画像研究で見られた高い補償でした。 ブローカ野やウェルニッケ野といった、ほとんどの人の音声関連領域がある左半球を切除された人たちでさえ、全員が話すことができたのです。 どうやら、手術によって言語野が半球から別の半球に移動しているようです。 左半球が欠損または損傷している場合、言語野は右半球に位置する。
脳卒中、事故、腫瘍、その他の理由で生じるはるかに小さな病変は、壊滅的な影響をもたらすので、これらの結果は予想外で興味深いものでした。 脳には多くの冗長システムがあり、さらに驚くべきことに、神経細胞の可塑性と呼ばれる適応と柔軟性の巨大な能力を持っているのです。 したがって、これらの治療の見通しを良くする戦略を実行するためには、脳がどのようにしてこれらの回復または代償のプロセスを動かしているのかを理解することが重要でしょう。