
四年前,一個小男孩的大腦很大一部分被清除了。在隨後的幾年中,他再次向神經科學家展示了大腦的適應能力。
這個男孩(在醫學文獻中被稱為UD)被移除了右半球的三分之一,其中包括負責視力的大腦的一部分。但是根據有關UD的新病例報告,他大腦的左側開始承擔通常保留用於大腦右側缺失部分的視覺任務。
案件報告今天(7月31日)在《雜誌》上發表細胞報告。
但是讓我們備份。 UD在4歲時首次發作。癲癇發作越來越惡化,當藥物和其他治療無法正常工作時,他進行了葉切除術或手術以去除大腦的葉片。在UD近7歲時進行的手術期間,醫生去除了大腦右半球的三分之一,其中包括他枕葉的右側(大腦的視覺處理中心)和大部分右顳葉(大腦的聲音處理中心)。 [3D圖像:探索人腦這是給出的
UD現在已經快11歲了,沒有癲癇發作 - 但他看不到世界的左側。
缺少視覺
在光線擊中我們的眼睛和我們看到世界形象的時間之間,大腦做很多工作。
大腦過程視覺的兩側,但左半球是視野右側的原因,反之亦然。當我們直接凝視著前方時,我們的大腦將視覺場兩側的視覺信息縫合在一起,成為統一的圖像。
卡內基·梅隆大學(Carnegie Mellon University)的高級作家瑪琳·貝爾曼(Marlene Behrmann)說,但是UD沒有枕葉的右側,需要移動他的眼睛和頭部,以從世界的左側獲得大腦的剩餘視覺處理部分。想像一下,拍攝全景圖像並移動相機以捕獲整個場景 - 這就是UD需要做的。
但是,他的眼睛沒有錯,貝爾曼告訴《現場科學》。 UD仍然可以從某種意義上“看到”,他的兩隻眼睛都從他的世界的左側拾取了光明的信息。但是,由於他大腦的右側缺乏處理中心,因此該信息無處可尋。她說,它迷失了。
貝爾曼說:“我懷疑他沒有明顯意識到他缺少這些信息。” “有點像每個人都有一個盲點,“但是我們並不真正意識到這一點。
貝爾曼(Behrmann)和她的團隊想知道,如果沒有很大一部分願景處理系統,UD會如何看待和處理他的世界。
因此,在手術後的三年中,團隊進行了行為測試,並使用A的大腦拍攝了圖像功能磁共振成像(fMRI)機器,全部由美國國立衛生研究院資助。行為測試包括要求UD在混亂的圖像中找到特定對象,並查看他是否可以檢測到圖像之間的細微變化。
除了無法看到世界的左側外,該團隊還發現他在認知和視力處理方面的表現與其他人一樣。
他的手術後,他識別物體和場景的能力保持不變,並與年齡的其他孩子的能力相匹配。貝爾曼說:“視覺系統的某些區域很早就成熟,並且在加時保持穩定。”兩個半球都有檢測物體和場景的能力,即使沒有右側,左側也繼續這樣做。更重要的是,他的閱讀能力在手術前後的年齡中保持高於平均水平。
言語和麵孔會一起起作用還是爭取關注?
不過,儘管大腦的兩側都處理視覺的大多數方面,但“大腦的右側和左側的視覺功能略有不同,並且它們是一種加權有些不同,”貝爾曼說。雖然右側在檢測面前占主導地位,但左邊的左側是處理文字或閱讀的。
事實證明,在沒有正確的視覺處理中心的情況下,左步進。 UD大腦的左側開始探測到臉和正確的面孔,而不必放棄其在檢測單詞方面的實力。 Behrmann說,在fMRI圖像中,這兩個功能都開始在大腦左半球區域並排彈出。
這是大腦可塑性的另一個引人注目的例子,或者大腦如何適應和變化。神經元或腦細胞開始在大腦中形成新的連接,並在其中承擔新任務。但是大腦的大小不會改變,那麼大腦的相同大小面積如何承擔額外的任務,而又沒有兌換部分處理單詞的能力? [切片患者HM的大腦這是給出的
貝爾曼說:“我希望我能在細胞層面上回答。”她說,目前尚不清楚,但是神經元“可以以新的方式與鄰近的神經元進行互動,[他們]可以啟動新的聯繫。”
尚不清楚UD的年輕時代是否會考慮到他的大腦可塑性的程度。眾所周知,孩子的大腦有一個更改的能力更大貝爾曼說,比成人的。因此,如果研究人員觀察到有類似葉切除術的成年人,結果可能會有所不同。
UD不是第一個讓神經科學家瞥見大腦部分缺失時發生的情況的患者。也許是最著名的患者亨利·莫拉森(Henry Molaison) - 他只被稱為HM幾十年來,失去了葉切除術後的記憶。在接下來的五十年中,他為神經科學家提供了前所未有的觀點,即記憶如何在大腦中起作用,並且有人可能會說,定義了現代神經科學。
最初出版現場科學。