• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14.11.2019
София Жаботинская
23 337

Женщина без обонятельных луковиц не потеряла обоняние: как и почему люди умудряются нормально жить без важных участков мозга

4.0

Исследователи обнаружили у девушки удивительную аномалию — отсутствие обонятельных луковиц при сохранном обонянии. Попробуем разобраться, почему это возможно и как мозг справляется с необходимостью «заменять» проблемные участки.

Слева — МРТ нормального мозга; справа — МРТ мозга девушки без обонятельных луковиц
Слева — МРТ нормального мозга; справа — МРТ мозга девушки без обонятельных луковиц / © Weiss et al., Neuron, 2019

Мы привыкли думать, что «нервные клетки не восстанавливаются». Конечно, многие слышали о компенсаторных возможностях мозга, постинсультной реабилитации, а может, даже о том, что, на самом деле, новые нейроны появляются у нас всю жизнь. Но человеческий мозг — шкатулка с такими сюрпризами, которые иногда невозможно себе представить, а можно только увидеть и искать им объяснение.

Пациентка с изюминкой — вернее, без

В статье израильских ученых из Института Вейцмана, недавно опубликованной в журнале Neuron, рассказывается об исследовании своего рода научной загадки.

Авторы работы вначале изучали совершенно другую область: они хотели узнать, как обоняние участвует в межполовых отношениях и какова его роль в поиске партнера. Мозг каждого участника эксперимента сканировали с помощью МРТ.

Внезапно на одном из снимков исследователи не обнаружили обонятельных луковиц. Но поразительно было не это: в мире каждый десятитысячный человек страдает аносмией. Однако люди с аносмией напрочь или практически полностью лишены обоняния. А вот 29-летняя участница эксперимента, данные которой поставили ученых в тупик, оказалась отличным «нюхачом». Она прошла все тесты, показала обычную картину активности нужных участков коры мозга и вообще замечательно жила, нисколько не подозревая о том, что ее обонятельная система хоть в чем-то аномальна.

Авторы на всякий случай обратились к коллегам-инженерам из Мельбурнского университета. Они предположили, что виной всему мог быть дефект или неточность МРТ. Однако и новые способы уверенно показали: луковиц нет.

В чем загвоздка

Обонятельные луковицы — обязательная (как до сих пор считалось) часть нашей обонятельной системы головного мозга. Это парный орган: две такие состоящие из нейронов луковицы расположены в районе внутричерепных полостей носа. Хеморецепторы, находящиеся в носу, улавливают молекулы летучих веществ, отправляют сигнал через обонятельный нерв в луковицы, где он обрабатывается, а после передается в подкорковые центры и, наконец, в височный отдел, где находится корковый центр обоняния мозга.

Обонятельные луковицы в мозге человека (выделены зеленым цветом) / © Quora

Отсутствие луковиц фактически перерубает этот многоступенчатый путь. Однако факт налицо: девушка есть, обоняние есть, луковиц — нет. Чтобы проверить, уникальный ли это случай, ученые обследовали еще несколько женщин того же возраста, как дополнительный фактор определив леворукость («нулевая пациентка» была левшой). На девятой попытке они нашли еще одну такую же девушку. Впоследствии, обследовав еще 1113 человек, ученые обнаружили трех женщин с аналогичной аномалией. Ни один из полутысячи обследованных мужчин при этом такой проблемы не имел. Возможно, каким-то образом такая суперспособность связана с полом, возможно, учитывая ее редкость, на большей выборке обнаружится хотя бы один такой мужчина.

Как вообще такое может быть? Этот случай невероятен, ученые в шоке разводят руками — или нет?

Железного объяснения механизму феномена, как и причин его появления, исследователи пока не нашли, только зафиксировали его существование. Но наиболее вероятный вариант — нейропластичность, которая способна буквально творить чудеса.

Мозг-Протей: что такое нейропластичность

В течение долгого времени предполагалось, что мозг человека формируется внутриутробно, заканчивает свое развитие в детстве, а во взрослом состоянии остается структурно неизменным. Современные исследования показали, что это не так. На протяжении всей жизни мозг остается изменчивым и пластичным.

Нейропластичность, то есть возможность мозга человека меняться под воздействием нового опыта, включает не только способность чинить нейронные связи, пострадавшие при повреждении, образовывать новые либо усиливать существующие при обучении. 

Исследования последних лет показывают, что мозг способен вырастить значительные объемы новых нейронов в различных своих отделах, а при невозможности полностью заместить утраченное может «переназначить» одну группу нейронов выполнять функции другой. Причем примеры возможностей таких «заместителей» иногда поражают воображение.

«Человек не использует 90% своего мозга»

Эта фраза была невероятно популярна лет 10-20 назад, во времена расцвета различных псевдонаучных техник, обещавших раскрыть интеллектуальные способности каждого и вырастить гения из любого менеджера по раскладыванию пасьянса на рабочем месте. Однако наука знает случаи, в которых это выражение близко к истине. Иной раз — прямо-таки «не какой-нибудь факт, а чистая правда»!

Наиболее часто встречающиеся примеры — постинсультная реабилитация. Дети, перенесшие инсульт, не отличались по своим умственным способностям от сверстников, а функции пострадавших участков левого полушария, которые отвечают за речь, полноценно смогли выполнять симметричные участки правого. Но бывают и более яркие примеры.

Так, летом врачи в Подмосковье обнаружили мужчину без левого полушария головного мозга. Совсем. На снимках МРТ можно видеть пустое пространство на этом месте. По словам медиков, к которым пациент поступил с ишемией, он прожил так всю жизнь, до 60 лет, но не подозревал о своей особенности. Развитие пошло не так еще внутриутробно, однако остальные отделы мозга смогли компенсировать недостающую часть. Мужчина не демонстрировал никаких проблем ни с моторикой, ни со зрением или психикой; более того, вполне успешно учился и много лет работал инженером.

Сканирование мозга пациента с отсутствующим полушарием / © “Московский комсомолец”

Но минус одно полушарие — не предел для нейропластичности. Это доказывает француз, у которого в 2007 году диагностировали разрушение 90% коры головного мозга. Мужчина с детства страдал от гидроцефалии, которая и привела к таким разрушительным последствиям. Однако о происходящих изменениях ни он сам, ни его родные не знали, и пациента к 44 годам беспокоила только небольшая слабость в одной из конечностей.

Даже его IQ не был снижен до уровня умственной отсталости, несмотря на то, что вся высшая психологическая деятельность человека связана с функционированием коры. Тем не менее обычный госслужащий (да, он вполне справлялся со своими обязанностями) успешно обошелся остатками коры, стволом мозга и мозжечком.

МРТ 44-летнего француза с практически полностью разрушенным мозгом / © Feuillet et al., The Lancet, 2007

Совладать мозг способен не только с потерей участков коры. Так, китаянка, жившая нормальной жизнью, родившая двух детей и испытывавшая только небольшие моторные нарушения, стала ценным пациентом для ученых. Оказалось, всю жизнь она прожила вообще без мозжечка.

Все эти случаи показывают, что хотя травмы мозга или аномалии в его развитии опасны и часто приводят к печальным последствиям, незаменимых отделов мозга нет. Буквально для любой части мозга, если человеку повезет, можно найти своего рода «исполняющего обязанности».

Снимок мозга пациентки без мозжечка / © Feng et al.

Как это вообще работает

То, что умеет делать нейропластичность, звучит как магия. Но это не большая магия, чем любой другой процесс, происходящий в нашем теле, если подробно в него вглядываться с точки зрения науки.

В целом мозг — достаточно устойчивая система с определенным запасом прочности. Без этого мы не смогли бы выжить. Мозг картирует нас полностью: все, что мы делаем, каждое умение или часть тела имеют свое «представительство» в виде нервных путей и связанных друг с другом нейронов. Чем выше активность, тем больше это представительство, а чем меньше времени мы уделяем, например, тренировке какого-то навыка, тем слабее становятся связи. 

В течение жизни нейроны, входящие в такие структуры, частично обновляются, при этом сама схема сохраняется. В детстве мы отращиваем до тысячи новых нейронных связей в секунду. После этого периода высочайшей восприимчивости наступает время для нейронального (синаптического) прунинга. Мозг стремится делать схемы взаимодействия нейронов в сетях-представительствах максимально простыми. Количество синапсов и нейронов в этих связках стремится к оптимальному минимуму, отсекая излишки через элиминацию синапсов. Этот процесс противостоит постоянно возникающим в процессе обучения новым связям между нейронами и их группами. Проще говоря, без прунинга наш мозг превратился бы в огромный беспорядочный клубок связей, малоэффективный как для обработки информации, так и с точки зрения энергетического баланса. Благодаря постоянному поддержанию равновесия между созданием связей и их разрушением, мозг имеет способность в случае необходимости искать новые пути для функционирования внезапно сломавшихся частей. 

На этих свойствах мозга основаны, например, техники постинсультной реабилитации. Если пациент вынужден пытаться пользоваться конечностью, управляющий центр которой в мозгу пострадал, он активирует уцелевшие участки этой системы, которые ищут «обходные пути». 

Связываясь с подходящими по своим функциям нейронами, структура пытается заново принять привычную форму, насколько это возможно. Чем больше уцелело оригинальных нейронов и чем больше вокруг них «учителей на замену», тем проще и полнее восстановится функция. 

Плотность нейронов у ребенка при рождении (слева), в 6 лет (по центру) и в 14 лет / © Rima Shore

Кроме того, чем младше человек в тот момент, когда мозгу надо изобрести новый способ функционирования какой-то его части, тем больше шансов на успех. При врожденных дефектах такая перестройка подготавливается еще внутриутробно. В случае с французским пациентом разрушения в его мозгу хоть и были невероятно обширными и наступили, по всей видимости, уже после 14 лет, но зато происходили они медленно, что дало время мозгу перестраиваться не спеша.

Вернемся к загадке женщин, которые могут чувствовать запахи, хотя теоретически им нечем. Попробуем подытожить: точно ли дело в нейропластичности?

Что могло дать такой эффект? Один из вариантов — генетические аномалии, возможно, сцепленные с полом, при которых обонятельные луковицы редуцированы так, что обонятельная информация идет обходным путем.

Другой — старая, добрая нейропластичность. Возможно, другие системы в связанных с обонянием отделах и структурах мозга смогли создать ансамбли, которые заменили все функции луковиц без потери качества жизни. Как мы видели, история знает и не такие случаи.

В-третьих, есть шанс, что мы неполно или принципиально неверно представляем себе весь аппарат обонятельной системы человека. Если этому найдутся подтверждения, авторы изначальной статьи, конечно, приобретут лавры ученых, изменивших целую отрасль науки. Этот (несомненно, лестный для них) сценарий, впрочем, вряд ли возможен. Не все исследования обонятельной системы, проводившиеся на животных, можно повторить на людях — прежде всего с этической точки зрения. Но все же она неплохо картирована, и, скорее всего, речь идет о двух других вероятностях.

Ну и не стоит сбрасывать со счетов то, что все же остается вероятность (хоть и очень небольшая) простой ошибки. Луковицы могут быть просто или очень маленькие, или крайне нетипично расположенные. Транспозиция органов — не редкий случай, а порой бывает так, что у пациента, скажем, зуб растет в носу. Так что, возможно, пока научный мир пытается придумать красивое объяснение уникальному феномену, луковицы мирно живут своей жизнью где-то на задворках соседнего отдела мозга и ни о чем не переживают.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 11:02
Игорь Байдов

Грузовой самолет будут использовать для перевозки 90-метровых лопастей ветряных турбин, которые невозможно доставить по суше из-за размеров. Предполагается, что этот аппарат произведет революцию в сфере возобновляемых источников энергии.

Вчера, 13:05
Ольга Иванова

Новые автомобили известных брендов, купленные за последние несколько лет, оказались в два раза менее качественными, чем те, что были приобретены в 2010 году. И в будущем ситуация будет только хуже. К такому выводу пришли исследователи из США, которые также оценили марки машин по их надежности, составив рейтинг — от более к менее качественным автомобилям.

Вчера, 19:23
Полина

Распространено мнение, что, чтобы справиться с гневом, необходимо дать волю негативным эмоциям. Исследователи из США доказали, что такой метод не позволяет снизить уровень агрессии.

Вчера, 11:02
Игорь Байдов

Грузовой самолет будут использовать для перевозки 90-метровых лопастей ветряных турбин, которые невозможно доставить по суше из-за размеров. Предполагается, что этот аппарат произведет революцию в сфере возобновляемых источников энергии.

Позавчера, 08:39
Михаил Орлов

Глобальные изменения климата сказываются как на природе, так и на населении Земли. Среди последствий потепления — волны жары и увеличение числа жарких дней, которые напрямую влияют на здоровье людей и повседневную жизнь. Российские ученые из Высшей школы экономики и Института географии РАН спрогнозировали, как летний зной будет влиять на жителей России в ближайшие десятилетия. Они назвали регионы РФ, которые могут пострадать от жары сильнее всего, и выявили ведущие факторы таких изменений.

15 марта
Юлия Трепалина

Рассмотрев опыт ферм по выращиванию крупных питонов в Азии, ученые пришли к выводу, что это один из эффективных, но в то же время наименее вредных для экологии видов животноводства. По мнению исследователей, людям стоит всерьез задуматься о его внедрении в массовых масштабах.

11 марта
Игорь Байдов

Американская компания Stratolaunch сообщила об успешном завершении летных испытаний прототипа гиперзвукового аппарата Talon-A, оснащенного ракетным двигателем. Во время беспилотного полета планер развил сверхзвуковую скорость.

Вчера, 11:02
Игорь Байдов

Грузовой самолет будут использовать для перевозки 90-метровых лопастей ветряных турбин, которые невозможно доставить по суше из-за размеров. Предполагается, что этот аппарат произведет революцию в сфере возобновляемых источников энергии.

13 марта
Алиса Гаджиева

Древние переселенцы из Анатолии не только устроили геноцид в Скандинавии, но и одарили выживших новыми болезнями.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: