Dat rimpelige en mysterieuze orgaan dat we in onze schedels dragen, heeft een bijna magisch vermogen om te veranderen en aan te passen, een kenmerk dat vooral duidelijk wordt in een nieuwe studie van mensen bij wie de helft van hun hersenen was verwijderd.
De studie, gepubliceerd op 19 november in het tijdschrift Cell Reports, was gericht op een kleine groep mensen die tijdens de kindertijd een hemispherectomie hadden, een chirurgische ingreep waarbij de helft van de hersenen wordt verwijderd. De bevindingen toonden aan dat, ondanks het missen van een hele helft van dit kritieke orgaan, de deelnemers prima konden functioneren omdat de resterende helft van hun hersenen sterker werd, aldus de auteurs.
Het is bekend dat de hersenen erg 'plastic' zijn, wat betekent dat ze constant nieuwe netwerken of verbindingen tussen hersencellen kunnen vormen. Sterker nog, zo leren we nieuwe vaardigheden: hoe meer we bijvoorbeeld gitaar oefenen, hoe meer de hersennetwerken die verantwoordelijk zijn voor muzikale bekwaamheid, zullen versterken.
Een van de beste manieren om deze plasticiteit te begrijpen, is door patiënten te bestuderen bij wie delen van hun hersenen zijn verwijderd. Voor de nieuwe studie analyseerde een groep onderzoekers van het California Institute of Technology de hersenen van zes volwassenen van in de twintig en dertig die hemisferectomieën hadden toen ze tussen de 3 maanden en 11 jaar oud waren om epileptische aanvallen te verminderen.
De auteurs analyseerden ook de hersenen van zes controles, of mensen die beide hersenhelften in tact hadden. Alle deelnemers ondergingen functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI), een techniek die hersenactiviteit meet door de bloedstroom te volgen. De onderzoekers keken specifiek naar netwerken in de hersenen die betrokken zijn bij alledaagse functies zoals visie, beweging, emotie en cognitie. Vervolgens vergeleken ze de hersenscans met 1500 hersenbeelden die werden gepubliceerd in een database genaamd het Brain Genomics Superstruct Project.
Het team ontdekte dat bij patiënten met slechts één hersenhelft hersengebieden die betrokken waren bij hetzelfde netwerk (zoals visie) net zo goed samenwerkten als die bij gezonde patiënten bij wie hun hele hersenen intact waren.
Bovendien ontdekten de auteurs dat connectiviteit - en dus communicatie - tussen delen van verschillende netwerken sterker is bij patiënten bij wie een halfrond is verwijderd. Op deze manier lijkt het erop dat de hersenen het verlies van de hersenstructuur kunnen compenseren, zeiden de auteurs. Veel van deze patiënten waren goed functionerend, met intacte taalvaardigheden. 'Toen ik ze in de scanner stopte, maakten we een praatje, net als de honderden andere personen die ik heb gescand', zei hoofdauteur Dorit Kliemann, een postdoc bij het California Institute of Technology, in een verklaring. 'Je kunt hun toestand bijna vergeten als je ze voor het eerst ontmoet.'
"Als ik achter de computer zit en deze MRI-beelden zie die slechts een half brein laten zien, verwonder ik me nog steeds dat de beelden afkomstig zijn van dezelfde mens die ik net zag praten en lopen en die ervoor heeft gekozen zijn of haar tijd te besteden om te onderzoeken ', voegde ze eraan toe.
Er zijn veel andere gevallen in de literatuur die het verbazingwekkende vermogen van de hersenen om zich aan te passen aan een onverwachte situatie documenteren. Bij een jonge jongen was bijvoorbeeld een derde van zijn rechterhersenhelft verwijderd, inclusief het deel van de hersenen dat verantwoordelijk is voor het gezichtsvermogen. Maar een paar jaar na zijn operatie ontdekten neurowetenschappers dat de linkerkant van zijn brein de ontbrekende visuele taken van de linkerkant begon op zich te nemen, en hij kon nog steeds prima zien, volgens een eerder WordsSideKick.com-rapport.
Een andere recente studie vond een kleine groep vrouwen die konden ruiken ondanks het missen van hun reukbollen, het gebied in de voorkant van de hersenen dat informatie over geuren verwerkt. Hoewel het onduidelijk is hoe dit gebeurt, denken onderzoekers dat het mogelijk is dat een ander deel van hun brein de taak op zich nam om geuren te verwerken, volgens een ander WordsSideKick.com-rapport.
Nu hopen de auteurs van de nieuwe studie beter te begrijpen hoe de hersenen zichzelf reorganiseren na een verwonding of beroerte, en hoe sommige regio's de beschadigde of verloren gebieden kunnen compenseren. "Misschien komt dat werk later tot gerichte interventiestrategieën ... om meer mensen met hersenletsel te helpen", zei Kliemann.
