Распознавание слов и лиц может осуществляться одной половиной мозга

BioMedFest 2.0 начнется уже завтра! Подробнее о фестивале на официальном сайте — http://biomedfest.com

Исследование пластичности мозга и визуального восприятия показало, что люди, которые в детстве перенесли операцию по удалению половины мозга, правильно распознают различия между парами слов или лиц более чем в 80 % случаев. Учитывая объем удаленной мозговой ткани, удивительная точность подчеркивает способность мозга перестраиваться и адаптироваться к последствиям операций или травм.

Выводы, опубликованные учеными из Питтсбургского университета в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), являются первой в истории попыткой охарактеризовать нейропластичность у людей и понять, может ли одно полушарие мозга выполнять функции, которые обычно разделены между двумя полушариями.

Нейропластичность — это процесс, который позволяет мозгу изменять свою активность и перестраивать себя структурно или функционально в ответ на изменения в окружающей среде. Хотя пластичность мозга достигает своего пика в раннем развитии, наш мозг продолжает меняться и во взрослой жизни.

С возрастом полушария мозга становятся все более специализированными. Несмотря на то, что это разделение не является абсолютным, полушария берут на себя различные обязанности: левое полушарие созревает и становится основным местом для чтения печатных слов, а правое полушарие становится основным местом для узнавания лиц.

Но у нейропластичности есть ограничения, и «предпочтения» полушарий со временем становятся более направленными. 

В некоторых случаях у взрослых, у которых развивается поражение головного мозга из-за инсульта или опухоли, могут возникнуть проблемы с чтением информации, а также прозопагнозия (слепота на лица). Это зависит от того, какое именно полушарие мозга поражено патологическим процессом.

Но что происходит, когда мозг вынужден меняться и приспосабливаться, пока он еще очень пластичен? Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи взяли особую группу пациентов, перенесших полную гемисферэктомию, — хирургическое удаление одного полушария для контроля эпилептических припадков в детстве.

Поскольку гемисферэктомия является относительно редкой операцией, ученые не всегда имеют доступ к нескольким пациентам одновременно. Но команда Питта обнаружила неожиданный положительный момент пандемии COVID-19: нормализацию услуг телемедицины, которая позволила зарегистрировать 40 пациентов с удаленным полушарием, беспрецедентное количество для исследований такого рода.
 

Верхний ряд: удаление левого полушария. Нижний ряд: удаление правого полушария.
Источник: София Роберт

Для оценки способности к распознаванию слов исследователи представили своим участникам пары слов, каждое из которых отличалось только одной буквой, например, soap (мыло) и soup (суп), или tank (бак) и tack (прихватка). Чтобы проверить, насколько хорошо дети узнают разные лица, ученые показывали им пары фотографий людей. Тот или иной стимул появлялся на экране всего на долю секунды, и участники должны были решить, одинаковы ли пара слов или пара лиц, или они различаются.

Поразительно, но единственное оставшееся полушарие поддерживало обе эти функции. Способность к распознаванию слов и лиц у испытуемых группы контроля и людей с гемисферэктомией отличалась, но различия были менее 10 %, а средняя точность превышала 80 %.

При прямом сравнении пациентов с гемисферэктомией и группы контроля точность распознавания лиц и слов у пациентов была сопоставима независимо от того, какое полушарие было удалено.

Удивительно, что потеря половины мозга не означает потерю его функциональности. Конечно, точно предсказать, как гемисферэктомия может повлиять на конкретного пациента, трудно, но результаты уже обнадеживают.