Ученые из Германии и США обнаружили, что неполное рассечение мозолистого тела взрослого человека не нарушает интеграцию двух полушарий мозга, даже если разрушена большая часть соединяющих полушария нервных волокон. Как считают исследователи, это противоречит классическим представлениям о соответствии структуры и функции и свидетельствует о том, что механизмы межполушарной интеграции очень адаптивны. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Мозолистое тело представляет собой плотный пучок нервных волокон, которые соединяют два полушария мозга и позволяет им обмениваться информацией. Считается, что отдельные волокна мозолистого тела поддерживают интеграцию определенных областей. Рассечение этих волокон иногда проводится для лечения эпилепсии и приводит к неврологическим нарушениям: например, человек больше не может назвать предмет, находящийся в его левой руке, поскольку информацию об этом предмете обрабатывает правое полушарие, а за речь отвечает левое. Однако имеющиеся данные по таким пациентам скудные, а сами пациенты чаще всего — дети, пластичность мозга которых позволяет им восстановить интеграцию двух полушарий даже после рассечения мозолистого тела.
Команда ученых во главе с Тайлером Сантандером (Tyler Santanfder) из Калифорнийского университета изучала группу взрослых пациентов, которые ранее перенесли рассечение мозолистого тела в связи с эпилепсией. У четырех из них рассечение было полным, у пятого была перерезана небольшая часть соединительных волокон, а у шестого сохранился только один сантиметр валика — задней части мозолистого тела. Ученые проводили с пациентами тесты на межполушарную интеграцию, а также анализировали данные их фМРТ. Результаты испытуемых затем сравнивались с результатами контрольных пациентов из базы проекта Human Connectome Project.
Как и ожидалось, пациенты с полным рассечением мозолистого тела демонстрировали нарушение межполушарной интеграции в классических поведенческих тестах. Нейровизуализация показала, что функциональная связность двух полушарий в самом деле была нарушена: их нейронные сети были более латерализованными (то есть чаще раполагались лишь в одном полушарии), чем у здорового контроля. Однако лимбические области двух полушарий сохраняли связность — скорее всего, благодаря ненарушенным волокнам передней комиссуры. Также в некоторой степени интегрированными оставались зрительные и сенсомоторные области. Но это могло быть связано не с интеграцией двух полушарий, а с тем, что информация от органов чувств поступала синхронно в оба полушария.
У обоих пациентов с частичным рассечением полушария не были функционально разделены, несмотря на то, что у одного из них сохранился лишь один сантиметр валика мозолистого тела. Результаты их поведенческих тестов и нейровизуализации были сравнимы с нейротипичным контролем. Исследователи пришли к выводу, что небольшого числа волокон мозолистого тела может быть достаточно для функционального соединения двух полушарий. Анализ показал, что у пациента с небольшим количеством сохранных мозолистых путей произошла существенная топологическая реорганизация функциональных сетей. Так, лобные и задние области мозга были связаны друг с другом сильнее, чем у контрольных пациентов. Это, возможно, обеспечивало более оптимальное использование оставшихся мозолистых волокон.
Авторы подчеркнули сложность структурно-функциональных связей в мозге. Они отметили, что, вопреки ожиданиям, у пациентов с частичным рассечением мозолистого тела, оставшиеся волокна обеспечивали функциональную связанность не только тех областей полушарий, которые напрямую соединяли, но и остальных. Это предполагает, что основные механизмы межполушарной интеграции более адаптивны, чем считается. Вместе с тем ученые предположили, что локализация сохранившихся волокон все-таки могла играть роль: в задней части мозолистого тела встречаются толстые сильно миелинизированные волокна, которые быстрее передают сигналы — в отличие от преимущественно тонких волокон в передней части.
Ранее ученые обнаружили, что обработка больших и малых чисел по всей видимости разделена между двумя полушариями человеческого мозга. Так, согласно исследованию, правое полушарие обрабатывает меньшие числа, а левое — большие. Вероятно, с этим связана наша склонность считать слева направо.
