Mitä ihmiselle tapahtuu, jos hänellä on vain puolet aivoistaan jäljellä? Mielestämme vastaus on ilmeinen. Elin, joka on vastuussa tärkeimmistä elämänprosesseista, on monimutkainen, ja sen merkittävän osan menettäminen voi johtaa kauheisiin ja korjaamattomiin seurauksiin. Aivomme kyvyt hämmästyttävät kuitenkin edelleen jopa neurotieteilijöitä. Biopsykologi Sebastian Ocklenburg jakaa tutkimustuloksia, jotka kuulostavat sci-fi-elokuvan juonelta.
Joskus lääkäreiden on ryhdyttävä äärimmäisiin toimenpiteisiin ihmishenkien pelastamiseksi. Yksi neurokirurgian radikaaleimmista toimenpiteistä on aivopuoliskon poisto, yhden aivopuoliskon täydellinen poistaminen. Tämä toimenpide suoritetaan vain erittäin harvoissa vaikean epilepsian tapauksissa viimeisenä keinona, kun kaikki muut vaihtoehdot ovat epäonnistuneet. Kun vahingoittunut aivopuolisko poistetaan, epileptisten kohtausten esiintyvyys, joista jokainen vaarantaa potilaan hengen, vähenee radikaalisti tai katoaa kokonaan. Mutta mitä potilaalle tapahtuu?
Biopsykologi Sebastian Ocklenburg tietää paljon siitä, kuinka aivot ja välittäjäaineet vaikuttavat ihmisten käyttäytymiseen, ajatuksiin ja tunteisiin. Hän puhuu tuoreesta tutkimuksesta, joka auttaa ymmärtämään, kuinka aivot voivat toimia, kun niistä on jäljellä vain puolet.
Tutkijat tutkivat aivoverkkoja useilla potilailla, joista jokaiselta oli poistettu yksi aivopuolisko varhaislapsuudessa. Kokeen tulokset havainnollistavat aivojen kykyä organisoitua uudelleen myös vakavan vaurion jälkeen, jos tämä vaurio tapahtuu nuorena.
Jopa ilman erityisiä tehtäviä, aivot ovat erittäin aktiiviset: esimerkiksi tässä tilassa näemme unta
Kirjoittajat käyttivät neurobiologista toiminnallista magneettikuvausta (MRI) levossa. Tässä tutkimuksessa osallistujien aivot skannataan MRI-skannerin avulla, joka on monilla sairaaloilla nykyään käytössä oleva kone. MRI-skanneria käytetään luomaan sarja kuvia kehon osista niiden magneettisten ominaisuuksien perusteella.
Funktionaalista MRI:tä käytetään kuvien luomiseen aivoista tietyn tehtävän aikana. Esimerkiksi kohde puhuu tai liikuttaa sormiaan. Kuvasarjan luomiseksi levossa tutkija pyytää potilasta makaamaan paikallaan skannerissa ja tekemättä mitään.
Siitä huolimatta, jopa ilman erityisiä tehtäviä, aivot osoittavat paljon aktiivisuutta: esimerkiksi tässä tilassa näemme unta ja mielemme "vaeltelee". Määrittämällä, mitkä aivojen alueet ovat aktiivisia lepotilassa, tutkijat onnistuivat löytämään sen toiminnalliset verkostot.
Tutkijat tutkivat verkostoja levossa potilasryhmässä, joille tehtiin varhaislapsuudessa leikkaus poistaakseen puolet aivoistaan, ja vertasivat niitä kontrolliryhmään, jossa molemmat aivopuoliskot toimivat.
Uskomattomat aivomme
Tulokset olivat todella hämmästyttäviä. Voisi odottaa, että puolen aivoista poistaminen häiritsisi vakavasti niiden organisointia. Leikkauksen saaneiden potilaiden verkostot näyttivät kuitenkin yllättävän samanlaisilta kuin terveiden ihmisten verrokkiryhmässä.
Tutkijat tunnistivat seitsemän erilaista toiminnallista verkostoa, jotka liittyvät huomioimiseen, visuaalisiin ja motorisiin kykyihin. Potilailla, joilta oli poistettu puoliaivot, aivoalueiden välinen yhteys samassa toiminnallisessa verkostossa oli huomattavan samankaltainen kuin vertailuryhmässä, jolla oli molemmat aivopuoliskot. Tämä tarkoittaa, että potilaiden aivokehitys oli normaalia, vaikka puolet siitä puuttui.
Jos leikkaus tehdään varhaisessa iässä, potilas yleensä säilyttää normaalit kognitiiviset toiminnot ja älykkyys.
Yksi ero kuitenkin oli: potilaiden yhteys eri verkkojen välillä lisääntyi huomattavasti. Nämä parantuneet yhteydet näyttävät heijastavan aivokuoren uudelleenorganisointiprosesseja puolikkaan aivoista poistamisen jälkeen. Vahvemmat yhteydet muun aivojen välillä nämä ihmiset näyttävät pystyvän selviytymään toisen pallonpuoliskon menetyksestä. Jos leikkaus tehdään varhaisessa iässä, potilas yleensä säilyttää normaalit kognitiiviset toiminnot ja älykkyys ja voi elää normaalia elämää.
Tämä on vieläkin vaikuttavampaa, kun otetaan huomioon, että myöhemmällä iällä tapahtuvalla aivovauriolla – esimerkiksi aivohalvauksella – voi olla vakavia seurauksia kognitiivisille kyvyille, vaikka vain pienet aivoalueet olisivat vaurioituneet.
On selvää, että tällaista korvausta ei aina tapahdu eikä missään iässä. Tutkimuksen tulokset antavat kuitenkin merkittävän panoksen aivojen tutkimukseen. Tällä tietoalueella on vielä paljon aukkoja, mikä tarkoittaa, että neurofysiologeilla ja biopsykologeilla on laaja toimintakenttä ja kirjoittajilla ja käsikirjoittajilla on tilaa mielikuvitukselle.
Tietoja asiantuntijasta: Sebastian Ocklenburg on biopsykologi.