В 1968 году нейробиолог Роджер Сперри подтвердил, что и у пациентов с каллозотомией, и у пациентов с БК связи между полушариями мозга либо отсутствуют, либо значительно уменьшены. Однако эти два типа пациентов демонстрируют парадоксальную разницу в передаче информации между двумя сторонами своего мозга.
В то время как типичные пациенты с каллозотомией страдают синдромом отключения, при котором связь между левым и правым полушариями мозга незначительна или отсутствует, у пациентов с БК эти два полушария фактически способны общаться друг с другом.
Например, когда невидимый объект удерживается в правой руке и, таким образом, распознается левым полушарием, как каллозотомизированные, так и пациенты с CD могут легко назвать этот объект словесно, потому что именно левое полушарие чаще всего доминирует в речевом языке.
Однако, когда объект удерживается в левой руке и, таким образом, распознается правым полушарием, каллозотомированные пациенты не могут словесно назвать объект, потому что отсутствующее мозолистое тело препятствует общению правого полушария с левым полушарием. И наоборот, пациенты с CD не испытывают затруднений в назывании невидимого объекта независимо от руки, держащей его.
Наблюдение за тем, что мозолистое тело является основным связующим звеном между полушариями мозга, принесло Роджеру Сперри Нобелевскую премию в 1981 году, но его собственное парадоксальное открытие, что пациенты с CD не имеют классического синдрома разъединения, наблюдаемого у пациентов с каллозотомией, оставалось необъяснимым до сих пор.
В статье, озаглавленной «Структурная и функциональная перестройка мозга, проясняется сохраненный межполушарный перенос у людей, рожденных без мозолистого тела» и опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), группа ученых из Рио-де-Жанейро и Оксфорда помещает конец парадоксу Сперри.
Предыдущая работа привела к гипотезе о том, что дефект в формировании мозолистой оболочки заставит мозг пациентов с БК создавать альтернативные пути в раннем возрасте, но об этих потенциальных путях было мало что известно. Группа, возглавляемая Фернандой Товар-Молл и Роберто Лент из Института исследований и образования D’Or и Института биомедицинских наук в Рио-де-Жанейро, Бразилия, проверила мозг пациентов с CD, используя современные методы функциональной нейровизуализации. Исследователи смогли идентифицировать, морфологически описать и установить функцию двух альтернативных путей, которые помогают компенсировать отсутствие мозолистого тела. Эти пути позволяют передавать сложную тактильную информацию между полушариями, что отсутствует у пациентов, подвергшихся хирургической каллозотомии.
Кроме того, сравнивая шесть пациентов с CD с 12 нормальными людьми, группа смогла продемонстрировать, что пациенты с CD обладают способностями к тактильному распознаванию, аналогичными тем, которые наблюдались в контрольной группе, что указывает на функциональную роль этих недавно обнаруженных мозговых путей.
Авторы считают, что развитие альтернативных путей является результатом способности мозга к пластичности на больших расстояниях и происходит в матке во время развития эмбриона, что указывает на то, что связи, сформированные в человеческом мозге на ранних этапах развития, могут быть значительно изменены, и, скорее всего, под воздействием окружающей среды. или генетические факторы.
Эти результаты изменят то, как мы воспринимаем механизмы пластичности мозга, и могут проложить путь к лучшему пониманию ряда заболеваний человека, возникающих в результате аномальных нейронных связей во время эмбрионального развития.
Исследование было поддержано различными грантами и стипендиями, предоставленными Бразильским советом по развитию науки и технологий (CNPq); Фонд CAPES Министерства образования Бразилии; Фонд поддержки исследований Рио-де-Жанейро (FAPERJ); Национальный институт трансляционной нейробиологии Министерства науки, технологий и инноваций Бразилии; и сеть больниц D’Or.