Split-hjerne-forskning: Historie og indsigter i hjernens tilpasningsevne

Split-hjerne-forskning i midten af 20. århundrede åbnede op for en helt ny videnskab. Videnskabsmænd begyndte at kortlægge hjernen, da de så, hvordan epileptikere – der havde undergået kirurgi til at splitte de to hjernehalvkugler – fungerede. Forskningen viste til sidst, hvor fantastisk hjernen er til at tilpasse sig så radikale ændringer.

Historie

I et forsøg på at lindre lidelsen for mennesker, der havde hyppige grand mal-anfald, når medicin viste sig uvirkningsfuld, udviklede William Van Wagenen en radikal kirurgisk behandling. I 1940, da han arbejdede som neurokirurg i Rochester, N.Y., skar Van Wagenen den store bånd af nervvæv, der forbinder den venstre og højre hjernehalvkugle. Når båndet, kaldet corpus callosum, blev delvist eller helt afskåret, syntes det at få epileptiske anfald til at ophøre hos ca. 50 til 70 pct. af epileptikere.

I begyndelsen af 1960'erne på California Institute of Technology begyndte Nobelprismodtager Roger Sperry at arbejde med en mand, der havde undergået en corpus callosotomi (havde fået sit corpus callosum afskåret for at forhindre anfald). Det tog manden en måned at genvinde sin evne til at tale, men selv efter det havde han vedvarende vanskeligheder med at læse eller beskrive ting på sin venstre side. Sperrys forskning gik videre med at studere effekterne af corpus callosotomi hos dyr, som senere blev fortsat af hans assistent, Michael Gazzaniga, der blev kendt som "far til kognitiv neurovidenskab" for sit arbejde med at kortlægge specialiseringsområder i hjernen.

Effekter hos aber

I eksperimenter med aber viste Gazzaniga, at i de fleste hensyn opførte aber sig og blev behandlet normalt efter operationen. Da de blev præsenteret for to knapper med forskellige symboler på, havde aben intet problem, da den så knapperne med sit højre øje og trykkede på den korrekte for at modtage mad. Da knapperne blev set med venstre øje, kunne aben ikke længere skelne mellem de to knapper og blev forvirret og agitaret.

Effekter hos mennesker

I eksperimenter med mennesker fandt han, at verbal udtryk normalt residere i den venstre hjernehalvkugle, mens form- og mønstergenskning residere i den højre hjernehalvkugle. En mand med et afskåret corpus callosum kunne verbalt beskrive ord og billeder præsenteret til hans højre synsfelt. Dog påstod manden, at han ikke kunne se dem, der blev præsenteret til hans venstre synsfelt, selvom han med lukkede øjne kunne tegne et billede af genstanden eller ordet, han havde set med sit venstre øje. Gazzaniga præsenterede også lignende forsøgspersoner med klodser, der havde forskellige design på hver side, og bad dem om at samle klodserne for at matche et billede. Venstre hånd kunne nemt og hurtigt arrangere klodserne til at matche billedet. Højre hånd var fuldstendig utilstrækkelig til at samle klodserne korrekt. Ved at bruge begge hænder sammen, syntes forsøgspersoners hænder at kæmpe om, hvordan klodserne skulle samles.

Teorier

Selvom de to halvdele af hjernen synes at have specielle specialiteter, der har svært ved at koordinere, når corpus callosum er afskåret eller skadet, findes der bevis for, at hjernen over tid finder andre måder at forbinde de to halvkugler på. Hos mange corpus callosotomi-patienter er kun de første to tredjedele af corpus callosum afskåret, hvilket lader den bageste tredjedel, kaldet splenium, intakt. Patienter lærer til sidst at give verbal kontrol til den halvkugle, der har den relevante sensoriske information, selvom det er den højre halvkugle. Forskere teoretiserer, at splenium ved partiel corpus callosotomi og hjernestammen ved komplet corpus callosotomi bliver ruten til interhemisfærisk kommunikation.

Fremmedhånd-syndrom

Patienter med hjerneskade fra kirurgi, apopleksi eller infektion udvikler nogle gange et syndrom, hvor de kan føle sansationer i deres hånd, men de føler sig ikke ansvarlige for eller i stand til at kontrollere dets bevægelser. Hos patienter med corpus callosotomi manifesterer fremmedhånd-syndrom ofte som ukontrollerede, men formålstjenende bevægelser af den ikke-dominante hånd.