Mulți oameni se gândesc la creierul lor ca la un computer plin de microcipuri și fire, ca la un depozit plin de amintiri și lucruri învățate, ca la un ceas cu milioane de mecanisme intim împletite între ele, așa că este incredibil să te gândești că cineva poate trăi cu mult mai puțin decât atât, cu o singură emisferă cerebrală. Și da, se poate întâmpla acest lucru. Este rar, dar există câteva zeci de persoane care trăiesc fără părți mari din creierul lor, jumătate sau chiar mai puțin.
Acești oameni nu s-au născut așa. Cel mai frecvent au avut o boală în copilărie, cum ar fi encefalita Rasmussen, în care crizele epileptice sunt foarte frecvente. Ne putem gândi la epilepsie ca la o furtună electrică, care este urgentă într-o anumită zonă a creierului și se răspândește prin creier ca și cum ar fi niște nori care avansează și eliberează fulgere. Atunci când acest tren de impulsuri ajunge într-o anumită zonă, neuronii din acea zonă încep să tragă și furtuna continuă să se răspândească. Astfel, când valul de șocuri electrice ajunge în zona creierului implicată în mișcări, cortexul motor, se produc multe contracții musculare rapide în diferite zone ale corpului și apar convulsiile.
Există multe epilepsii care răspund bine la medicamente și sunt perfect controlate, dar întotdeauna a existat un procent care se numesc refractare, care nu răspund la tratamente, și alte boli în care țesutul cerebral este afectat. Crizele pot fi atât de frecvente încât copilul, pentru că în aceste cazuri vorbim de copii, nu se poate dezvolta normal pentru că creierul nu este niciodată în repaus, sau are o criză sau se recuperează după o criză. O soluție este distrugerea focarului epileptic, punctul de plecare, dar dacă acesta nu poate fi identificat și creierul este afectat de crize, o altă posibilitate este îndepărtarea unei zone mari.
Un studiu recent 1 realizat de Kliemann și colaboratorii, din noiembrie 2019, a analizat creierele a șase persoane care au suferit această operație, o emisferă a creierului a fost îndepărtată, ceea ce se numește hemisferectomie. Rezultatele au fost comparate cu cele ale altor șase adulți sănătoși care au făcut, de asemenea, scanări și cu o bază de date care includea rezultatele altor 1.500 de adulți sănătoși, cu o vârstă medie de 22 de ani.
Cel mai tânăr pacient avea trei luni în momentul operației, în timp ce cel mai în vârstă avea 11 ani. Toți cei șase pacienți suferiseră de crize de epilepsie încă de când erau copii mici, unul dintre ei având primele crize la câteva minute după naștere. La patru dintre ei a fost îndepărtată partea dreaptă a creierului, în timp ce la ceilalți doi a fost vorba de partea stângă. Cauzele au fost variate: în două cazuri a fost vorba de un accident vascular cerebral în preajma nașterii, în alte trei cazuri a fost encefalita Rasmussen, care provoacă epilepsie și leziuni cerebrale, iar în cazul celui de-al șaselea a fost vorba de displazie corticală.
Cei șase pacienți s-au oferit voluntari pentru un RMN funcțional, o tehnică care permite vizualizarea creierului funcțional cu o bună rezoluție spațială și temporală la Centrul de imagistică cerebrală al Institutului de Tehnologie din California (Caltech) din Pasadena. Rezultatele au fost comparate cu cele ale altor șase adulți sănătoși care au fost, de asemenea, scanate și cu o bază de date care includea rezultatele altor 1.500 de adulți sănătoși, cu o vârstă medie de 22 de ani. Ceea ce a atras atenția este faptul că aceste persoane, care aveau acum douăzeci sau treizeci de ani, funcționau remarcabil de bine, aveau locuri de muncă, funcțiile lor lingvistice erau normale și, atunci când au fost puse pe scaner, discutau ca orice persoană normală.
Cercetătorii au împărțit creierul în 400 de zone, 200 în fiecare emisferă, și au stabilit șapte rețele funcționale. Același model de parcele observat la persoanele sănătoase a putut fi distins cu ușurință la persoanele cu jumătate de creier. A doua fază a fost aceea de a vedea dacă aceeași persoană a fost scanată din nou după un timp și dacă la aceeași persoană și pentru aceeași sarcină s-a observat același tipar de activitate, ceea ce este cunoscut sub numele de amprentă digitală. Rezultatul acestei a doua părți a studiului este că modelele de activitate au fost consecvente în timp. Aceasta a fost baza pentru studiul final, pentru a vedea dacă rețelele funcționale ale participanților cu jumătate de creier erau identice sau diferite de cele ale persoanelor sănătoase.
În creier există o serie de rețele neuronale, de circuite funcționale despre care se crede că sunt substratul emoțiilor noastre, al cogniției, al comportamentului. Cercetătorii au analizat în special activitatea cerebrală din rețelele care reglează vederea, mișcarea, emoțiile și gândirea, așa-numitele procese cognitive. Întrucât rețelele neuronale dedicate unei singure funcții de reglementare se extind adesea în ambele emisfere, echipa de cercetare se aștepta să observe o activitate neuronală mai slabă la pacienții cu hemisferectomie, dar nu a fost așa. Grupul de oameni de știință a reușit să recunoască aceleași rețele la pacienții cu hemisferectomie, iar principala și surprinzătoarea concluzie a fost că cele șase persoane operate și cele de control au prezentat conexiuni puternice și similare între regiunile regiunile cerebrale care sunt de obicei atribuite aceleiași rețele funcționale. Cu toate acestea, conectivitatea între regiunile din mai multe rețele diferite a fost mult mai mare la toți participanții cărora li s-a extirpat o emisferă și între toate rețelele decât la persoanele de control. Aceste persoane de control erau similare în ceea ce privește nivelul de inteligență, vârsta, preferința pentru mână, adică, dacă erau stângaci sau dreptaci, și sexul.
Medicii văzuseră deja că pacienții cu hemisferectomie funcționau la un nivel excelent, dar ceea ce a atras cel mai mult atenția a fost gradul ridicat de compensare observat în studiul de neuroimagistică. Toți aceștia, chiar și cei cărora le fusese extirpată emisfera stângă, unde sunt localizate zonele legate de vorbire ale majorității oamenilor, cum ar fi zona lui Broca sau Wernicke, au reușit să vorbească. Se pare că zona de vorbire este mutată de la o emisferă la alta după operație. Dacă emisfera stângă lipsește sau este afectată, zona de vorbire este localizată în emisfera dreaptă. Aceste rezultate susțin ipoteza că un sistem comun de rețele funcționale face posibilă cogniția și sugerează că interacțiunile dintre diferite rețele pot fi un aspect cheie al reorganizării funcționale după o hemisferectomie.
Aceste rezultate au fost neașteptate și interesante, deoarece leziuni mult mai mici produse de un accident vascular cerebral, un accident, o tumoare sau alte motive provoacă efecte devastatoare. Această mare capacitate de recuperare se bazează probabil pe două aspecte: creierul are multe sisteme redundante și, poate și mai surprinzător, are o capacitate enormă de adaptare și flexibilitate, care se numește plasticitate neuronală. Prin urmare, ar fi important să se înțeleagă modul în care creierul pune în mișcare aceste procese de refacere sau de compensare, pentru a pune în aplicare strategii care să îmbunătățească perspectivele acestor tratamente.