Немецкие нейробиологи выяснили, что при временном отключении важного языкового отдела другие участки головы мгновенно берут его функции на себя в режиме реального времени. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование в журнале Nature Communications.
Команда специалистов из Лейпцигского университета и Института когнитивных исследований и наук о мозге имени Макса Планка провела серию экспериментов со здоровыми молодыми добровольцами. Ученые поставили цель проследить, как центральная нервная система сохраняет работоспособность при резком локальном нарушении ее функций. Для этого авторы работы объединили две сложные методики, которые обычно применяют раздельно. Сначала исследователи использовали транскраниальную магнитную стимуляцию, или TMS (Transcranial Magnetic Stimulation). Этот метод позволяет бесконтактно воздействовать магнитными импульсами на кору головного мозга и временно глушить работу выбранного крошечного участка.
Одновременно с магнитной стимуляцией медики сканировали голову испытуемых с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии, или fMRI (Functional Magnetic Resonance Imaging). Данный аппарат фиксирует изменения кровотока и показывает, какие именно зоны мозга активно потребляют кислород в конкретную секунду. Во время теста участники читали пары слов и определяли, связаны ли они по смыслу. В этот момент ученые точечно блокировали участок мозга, отвечающий за семантическую обработку речи, то есть за понимание значений слов.
Наблюдения выявили два противоположных процесса, которые происходят в голове не по очереди, а строго одновременно. Подавленный магнитным импульсом речевой центр резко повышал свою активность, но это сопровождалось замедлением реакции испытуемого. В ту же секунду отдаленные контрольные зоны мозга, которые в обычной жизни выполняют общие управленческие задачи, перехватывали инициативу и усиливали работу. Благодаря такой мгновенной подстраховке добровольцы продолжали успешно справляться с тестами и почти не теряли способность понимать текст.
Авторы открытия считают, что этот механизм быстрой компенсации помогает людям сохранять концентрацию и поддерживать беседу в сложных бытовых условиях, например в очень шумных помещениях. Кроме того, результаты эксперимента раскрывают ранние процессы, которые запускаются в нервной системе сразу после инсульта. В будущем врачи смогут использовать эти знания для создания новых программ реабилитации, чтобы быстрее возвращать речь пациентам после тяжелых травм головы.
Обложка: magnific
