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研究结果提供了儿童大脑发育可塑性的详细表征

  研究结果提供了儿童大脑发育可塑性的详细表征

  2018年8月1日

  这个男孩在四岁时遭受了第一次癫痫发作。

  医生尝试用药物和其他治疗方法来控制癫痫发作 - 低级别脑瘤的结果 - 但没有任何效果。作为最后的手段,在男孩七岁生日前不久,外科医生取下了他大脑右半球的三分之一。

  在7月31日出现在Cell Reports杂志上的案例研究中,神经科学家报告了对该男孩进行了三年的脑成像和行为测试的结果,在科学文献中称为“UD”。他们发现他的大脑左半球补偿了视觉任务,如识别面部和物体。但UD无法看到世界的左半边。

  “这些发现提供了儿童大脑发育可塑性的详细表征”。卡内基梅隆大学心理学系和神经认知基础中心的神经科学家Marlene Behrmann说。 “它们还揭示了皮质的视觉系统,并且可以帮助神经科医生和外科医生了解大脑中可能发生的那种变化。”

  人们对失去部分视觉系统后大脑如何恢复运作能力知之甚少。

  在UD的右半球的四个肺叶中,整个枕叶(包括大脑的视觉处理中心)和大部分接收视觉和听觉线索的颞叶被移除。他整个左半球完好无损。因为大脑的右半部分接收到关于左侧视图的视觉信息,所以世界的左侧根本不存在。

  尽管如此,UD在模式感知等任务上执行正常。研究人员发现,他的大脑进行了重组,以补偿一些高阶函数,例如分析面部和物体识别所需的复杂视觉线索,而不是低阶函数,如接收和传输180度场景的所有视觉方面。

  贝尔曼说,尽管UD大脑的大约三分之一被移除,但他的智力,视觉感知以及面部和物体识别技能都适合年龄。

  “唯一的缺点是他无法看到整个视野 - 当他向前看时,输入左侧的视觉信息没有被处理 - 但他可以通过转动头部或移动来弥补这一点他的眼睛,“贝尔曼说。研究人员感到惊讶的是,UD大脑左半球的完整区域开始做“处理图案的所有工作,例如面部,物体和文字”。两个半球。

  相关故事研究人员创建了大脑自身免疫系统的新图谱。

   患有ASD的儿童更容易面临虐待,研究发现PARP抑制剂的组合和免疫治疗导致SCLC小鼠模型中的肿瘤消退“此外,通过跟踪UD开发的大脑中发生的变化,我们能够显示大脑的哪些部分保持稳定,哪些部分随时间重组,“她说,提供洞察大脑如何重塑皮质中的视觉功能。

  “虽然我们知道人类大脑具有重组和重新映射的巨大潜力,但似乎人类仍然需要两个完整且功能齐全的半球才能拥有180度的周边视力而无需移动我们的眼睛或转过头来避免盲点,"贝尔曼说。 “我们的结果表明在高阶函数中随时间的动态重组,但不是低阶视觉皮层。”

  肺叶切除术 - UD接受的手术 - 很少见,只有4-6%的患者在医学难治性癫痫患者中进行。然而,手术完全消除了60-70%完成手术的儿童的癫痫发作。

  失去大部分大脑疾病或受伤的儿童为研究人员提供了一个难得的机会来阐明可塑性的性质和程度 - 大脑各部分能够接管失踪或受损区域的功能。

  UD,现在差不多十一,没有癫痫发作。在手术前,他的智商高于平均水平,他的语言技能适合年龄。他的考试成绩很高,可以提升。在学校,他接受视力治疗,坐在教室的左侧,让他能够接受更多的场景。

  研究人员使用功能磁共振成像(fMRI)在三年内在五个不同点非侵入性地测量UD的大脑活动,研究人员看到负责面部和单词识别的区域随后出现并竞争皮层表现,提供了一种罕见的可塑性。

  贝尔曼说,许多挑衅性的科学问题仍然存在,例如:哪些肺叶切除术患者会表现出康复,哪些不会,以及为什么不呢?如果移除左半球或右半球,患者是否更有可能恢复功能?并且,视觉系统的恢复在年轻人中是否更加健壮?

  出处:http://www.cellpress.com/



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