Vad händer med en person om han bara har hälften av sin hjärna kvar? Vi tror att svaret är uppenbart. Organet som är ansvarigt för de viktigaste livsprocesserna är komplext, och förlusten av en betydande del av den kan leda till fruktansvärda och irreparable konsekvenser. Men vår hjärnas förmåga förvånar fortfarande även neurovetenskapsmän. Biopsykologen Sebastian Ocklenburg delar med sig av forskningsrön som låter som handlingen i en sci-fi-film.
Ibland måste läkare vidta extrema åtgärder för att rädda människoliv. En av de mest radikala ingreppen inom neurokirurgi är hemisfärektomi, fullständigt avlägsnande av en av hjärnhalvorna. Denna procedur utförs endast i mycket sällsynta fall av svårbehandlad epilepsi som en sista utväg när alla andra alternativ har misslyckats. När den drabbade hemisfären avlägsnas, minskar frekvensen av epileptiska anfall, som var och en äventyrar patientens liv, radikalt eller försvinner helt. Men vad händer med patienten?
Biopsykologen Sebastian Ocklenburg vet mycket om hur hjärnan och signalsubstanser påverkar människors beteende, tankar och känslor. Han berättar om en nyligen genomförd studie som hjälper till att förstå hur hjärnan kan fungera när bara hälften finns kvar.
Forskarna undersökte hjärnnätverk hos flera patienter, som var och en fick en hemisfär borttagen i tidig barndom. Resultaten av experimentet illustrerar hjärnans förmåga att omorganiseras även efter allvarlig skada, om denna skada inträffar i ung ålder.
Även utan några specifika uppgifter är hjärnan mycket aktiv: till exempel i detta tillstånd drömmer vi
Författarna använde den neurobiologiska tekniken funktionell magnetisk resonanstomografi (MRT) i vila. I denna studie skannas deltagarnas hjärnor med hjälp av en MR-skanner, en maskin som många sjukhus har idag. En MR-skanner används för att skapa en serie bilder av kroppsdelar baserat på deras magnetiska egenskaper.
Funktionell MRT används för att skapa bilder av hjärnan under en specifik uppgift. Till exempel talar personen eller rör på sina fingrar. För att skapa en serie bilder i vila, ber forskaren patienten att ligga stilla i skannern och inte göra någonting.
Ändå, även utan några specifika uppgifter, visar hjärnan mycket aktivitet: till exempel i detta tillstånd drömmer vi och vårt sinne "vandrar". Genom att bestämma vilka områden i hjärnan som är aktiva när de är vilande, kunde forskarna hitta dess funktionella nätverk.
Forskarna undersökte nätverken i vila i en grupp patienter som genomgick en operation för att avlägsna hälften av sina hjärnor i tidig barndom och jämförde dem med en kontrollgrupp av deltagare som hade båda hjärnhalvorna i funktion.
Vår otroliga hjärna
Resultaten var verkligen fantastiska. Man skulle förvänta sig att avlägsnandet av hälften av hjärnan allvarligt skulle störa dess organisation. Nätverken av patienter som genomgick en sådan operation såg dock förvånansvärt lika ut som kontrollgruppen av friska personer.
Forskarna identifierade sju olika funktionella nätverk, till exempel de som är förknippade med uppmärksamhet, visuella och motoriska förmågor. Hos patienter med borttagen halvhjärna var anslutningen mellan hjärnregioner inom samma funktionella nätverk anmärkningsvärt lik den för kontrollgruppen med båda hemisfärerna. Det betyder att patienterna visade normal hjärnutveckling, trots att hälften saknades.
Om operationen utförs i tidig ålder behåller patienten vanligtvis normala kognitiva funktioner och intelligens.
Det fanns dock en skillnad: patienterna hade en markant ökning av kopplingen mellan olika nätverk. Dessa förbättrade anslutningar verkar återspegla processerna för kortikal omorganisation efter avlägsnandet av halva hjärnan. Med starkare kopplingar mellan resten av hjärnan verkar dessa människor kunna klara av förlusten av den andra hjärnhalvan. Om operationen utförs i tidig ålder behåller patienten vanligtvis normala kognitiva funktioner och intelligens, och kan leva ett normalt liv.
Detta är ännu mer imponerande när man betänker att hjärnskador senare i livet – till exempel vid stroke – kan få allvarliga konsekvenser för den kognitiva förmågan, även om bara små delar av hjärnan är skadade.
Det är uppenbart att sådan ersättning inte alltid förekommer och inte vid vilken ålder som helst. Men resultaten av studien ger ett betydande bidrag till studiet av hjärnan. Det finns fortfarande många luckor inom detta kunskapsområde, vilket innebär att neurofysiologer och biopsykologer har ett brett verksamhetsområde, och författare och manusförfattare har utrymme för fantasi.
Om experten: Sebastian Ocklenburg är biopsykolog.