讓我們通過核磁共振來看看這是怎么做到的。

圖源：Caltech Brain Imaging Center

我們總是會聽到這樣讓人震驚的故事：有些人雖然一部分的大腦被毀或者丟失，卻仍然過著正常的生活。這種情況雖然看似有違邏輯，但卻真實存在。在某些情況下，我們的大腦有一項非常不可思議的技能，它能根據缺失的部分來重塑自己的功能。

一項關于缺失腦半球的人群的新研究為這一點是如何實現的提供了線索，揭示了當人的大腦部分缺失時，它仍然具有出色的多任務處理能力。

加州理工學院的神經科學家Dorit Kliemann說：“初次見到這些腦部缺失的人時，你幾乎不會覺得他們有什么與常人不同之處。”

“當我坐在電腦前，看到這些只顯示了半個大腦的核磁共振圖像時，我仍然感到驚訝。這些圖像來自于我的研究對象，而不久之前，我親眼看到他們交談和行走，而且他們還選擇把業余時間貢獻給科學研究。”

在眾多研究對象中，有六人在童年時期就經歷了可怕的大手術。為了治療罕見而極端的癲癇病，他們不得不接受腦半球切除術。這種手術只有在癲癇“災難性”發作或藥物治療失敗時才會使用。

Kliemann.說：“這些患者竟然能做到那么多事情，真是太神奇了。雖然他們面臨著挑戰，但是考慮到他們缺少一半的腦組織，他們的認知能力仍然非常出色。”

將這些缺失了腦半球的患者的核磁共振掃描結果與未切除任何腦組織的六位對照者進行對比，再結合大腦上部結構基因組項目的數據庫中儲存著的1482份腦部核磁共振掃描圖像，Kliemann及其同事發現，只有一半大腦的人，他們的靜息狀態腦活動模式與具有完整腦組織的對照組是很相似的。

但是研究小組還發現了不同之處：接受過腦半球切除術的參與者，大腦網絡之間的聯系更多。

這些大腦網絡涉及到大腦的兩個半球，控制著注意力、感覺和情緒與記憶等邊緣活動。研究表明，網絡內部的活動影響著人們的運動控制能力，而網絡之間的連接對于工作記憶之類的執行能力至關重要。

接受過半球切除術的六位研究參與者的大腦網絡連接一直在增加，并且這種連接的增加并非只發生在單一的網絡中，而是在不同的網絡中都能探測到。例如，負責控制注意力的網絡與控制視覺的網絡之間的連接就比正常情況多。而無論是否接受過腦半球切除術，不同網絡間的連接模式仍然保持不變，只是接受過半球切除術的人連接的數量會增加而已。

來自卡內基梅隆大學的神經科學家Marlene Behrmann在接受《紐約時報》采訪時評論道：“接受過半球切除術的人的大腦網絡似乎可以同時處理多任務。”

研究人員在論文中解釋說，網絡之間連接的增加反映了剩余的腦組織是如何為了維持認知功能和意識，去補償大腦可用部分的硬件損失。

研究人員指出，由于樣本量很小，他們無法將大腦活動的差異與特定的行為或認知能力上的差異關聯起來。

在未來的研究中，研究團隊希望能夠進一步探索這些大腦網絡是如何共同協作以補償缺失或損壞的腦組織，繼而完成某項具體的任務，正好與此次試驗中大腦的靜息狀態截然相反。

此外，理解不同的大腦網絡是如何通過增加連接來完成多重任務也許會幫助科學家發現治療其它腦創傷的方法。

Kliemann說：“最令人吃驚的是，有些人只靠一半大腦就能正常生活，但有時腦中很小的病灶（如中風）或腦外傷（如自行車事故或腫瘤）卻可能具有毀滅性影響。”

蝌蚪五線譜編譯自sciencealert，譯者晴空飛燕，轉載須授權