“在与生命相容的边缘”,受伤后大脑自我修复

“在与生命相容的边缘”,受伤后大脑自我修复
图为丹尼尔Carr的受伤大脑(左)的高保真形象与典型的大脑相比,医师 - 科学家Nico Dosenbach,MD,PHD(右)。Carr的大脑中的暗空间反映了右侧和左半球的顶部和额叶中的术中的显着损失。尽管有损害,Carr已经过了一个非常正常的生活。他的案子聚焦了大脑的显着弹性,对重新缠身,特别是在生活中。信用:Dosenbach实验室

13年来,丹尼尔·卡尔不知道自己的大脑缺了一部分。

最早的线索之一出现在棒球场上。在圣路易斯郊区,他的七年级男孩竞技队的教练注意到丹尼尔在外场的防守策略不同寻常,尽管很有效。丹尼尔把手套戴在他的手套上。但如果球向他朝向他,他会脱掉手套,用双手抓住球,用左手扔球,然后把手套放在右手上。

“让我告诉你一些关于你儿子的事情,”凯莉·卡尔回忆教练对她说。“丹尼尔接球扔得比大多数用传统方法接球的孩子都快。他有最不可思议的左手。我从来没见过这样的事。”

谈话结束后不久,凯利·卡尔开始回忆儿子的其他身体缺陷。她姐姐注意到丹尼尔有时用右手时很笨拙。再往后看,凯利·卡尔回忆起丹尼尔1岁的时候,他走路极不平衡,偏向左侧行走;结果只是暂时的,很快就被遗忘了。而且,丹尼尔一直是左撇子。当他还是个婴儿的时候,这一点就很明显了,而对于大多数孩子来说,手的支配能力在两三岁左右就出现了。

为了寻找答案,凯利·卡尔带儿子去看了儿科医生、整形外科医生和理疗师。但没人能弄明白这是怎么回事。

直到2012年秋天,卡尔夫妇在圣路易斯华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine)遇到了“尼科医生”(Dr. Nico)。他给出的初步诊断让凯莉·卡尔下巴下垂,心跳加速。

"我还需要做更多的检查,但我觉得原因是丹尼尔得了当他还是个婴儿的时候,”Nico博士,正式的名字是Nico Dosenbach,医学博士,回忆说。

“中风?”凯莉卡尔尖叫起来。

确实。

当血液流向时,发生中风停止,剥夺核糖组织和营养素。Dosenbach常常在婴儿中透明地忽视婴儿的小型抚摸,该副教授是在圣路易斯儿童医院治疗患者的神经病学副教授。然而,为了确认卒中诊断,Dosenbach进行了更广泛的体格检查,包括神经影像。

“这是我见过的最大的一次中风,在没有死亡或遭受极端身体和精神残疾的儿童中,”Dosenbach说,他也是职业治疗、儿科、放射学和生物医学工程的副教授。bob电竞然而,现年22岁的丹尼尔却过着非常正常的生活。他的案例突显了大脑在自我重组方面的非凡韧性,尤其是在生命早期。我知道丹尼尔的大脑值得进一步研究。”

这项研究以一个3月17日发表于《柳叶刀神经病学

丹尼尔的MRI扫描透露,当他是个孩子时,他的大脑两侧都会受伤。此外,暗空间跨越脑皮层的部分,大脑的最外层和思想,情感,记忆和高阶函数的中心集线器。那些暗点表明脑组织的显着损失,但丹尼尔似乎没有认知,记忆或情绪问题。

鸟瞰丹尼尔的大脑显示,运动皮层的两个大脑半球都出现了不对称的损失,这影响了运动和平衡等技能。

人的右脑控制着人的左脑的运动,反之亦然。大多数击打都是针对一侧。但由于双侧中风对双方都有损害,影响可能更严重。

多森巴赫说:“丹尼尔的伤势可能已经到了可以承受的极限了。”

在被确诊为中风后,Dosenbach招募了当时13岁的丹尼尔,并征得了他母亲的同意,进行了一系列运动和神经行为测试,以及其他的神经成像研究。

这项研究本身历时六年。当他第一次见到丹尼尔时,Dosenbach还是一名住院医师,他面临着许多初级研究者所面临的常见障碍,比如资金和时间。但最大的障碍是要找到一个具备分析大量神经成像数据的专业技能的人。幸运的是,Timothy Laumann,医学博士,现在是巴恩斯犹太医院四年级的精神病学住院医师,有这方面的专业知识。

在他们开始神经影像动物之前,Dosenbach和Laumann研究了Daniel的病史,审查了过去的医生笔记,血液和诊断测试和治疗。

医生 - 科学家指出,作为一个新生儿,丹尼尔已经获得了持续三周的感染。医生相信他有某种病毒。丹尼尔经验丰富的呼吸时期,饲养不良,呕吐,腹泻和持续的嗜睡。

丹尼尔在新生儿重症监护室呆了大约一周,接受了静脉输液和输血。然而,诊断测试并没有显示出中风的迹象。最终,丹尼尔恢复了健康,回家了,似乎也没有出现其他严重的问题。

Dosenbach说:“儿科中风的风险随着医疗问题的出现而大大增加,尤其是在新生儿时期的感染。”“然而,通常有更明显的迹象表明中风发生了。我能理解为什么没有人怀疑。”

根据美国心脏协会的说法,4,000名新生儿中的一个人遭受了冲程。Dosenbach表示,卫生成果有所不同,幸存的婴儿具有健康的电动机和认知功能。

“大脑可以更快地弥补童年持续的中风,”他说。“相比之下,成年人的大型笔画经常导致死亡或严重的功能损害,几乎没有恢复的机会。然而,这背后的力学只开始被理解。”

多森巴赫和劳曼认为,在一系列神经行为测试之后,可能会发现更多信息。但总的来说,丹尼尔得分在正常范围内。对他运动技能的评估显示,相对于左上肢,他的右上肢在力量、速度和灵活性方面存在缺陷。然而,其他一切都是发育上的典型。

丹尼尔接受了结构核磁共振检查,以检查他的大脑解剖和病理。Dosenbach和Laumann还使用了精确的功能性核磁共振成像来了解丹尼尔的大脑是如何自我重组的。

这种测绘需要反复进行神经成像,以收集高质量、详细的快照,显示一个人的大脑独特的复杂性。扫描测量了丹尼尔在特定的认知活动和大脑不积极参与任务时的大脑活动。

丹尼尔总共花了大约30个小时进行大脑扫描。

丹尼尔的大脑成像数据与其他年轻人的类似扫描数据进行了比较,其中包括多森巴赫,他发表了几项备受瞩目的研究,这些研究是在扫描自己的大脑数百次后收集的数据。

“丹尼尔的部分大脑结构消失了,”Laumann说,参照他们对核磁共振数据的分析。“他的大脑皮层几乎缺失了四分之一。”

Daniel的脑中的死组织形成了用脑脊液充满活力的凹陷,一种用作脑的缓冲液的液体,保护它免受损伤,同时循环营养成分和去除废物。

神经元重温以保护大脑功能。沿着粪便组织,恢复电动机和认知功能出现的连接。附近的健康组织附近的连接开始重新开始。

多森巴赫说:“我们的研究结果表明,大脑在重组和恢复因严重中风而受损的功能方面很顽强。中风对他的大脑两侧都有影响。”“与组织损伤相关的功能重定位的未来研究可能提供更多的见解。我们的研究结果提出了一种可能性,即结果的可变性可能取决于个体大脑的特定特征。”

丹尼尔的病例也凸显了早期中风准确预测的困难。“如果丹尼尔的脑损伤在他还是婴儿的时候就被发现了,他的家人可能会被告知严重的发育和认知迟缓。”他可能没有上过普通的学校。他可能没有参加过体育运动。”

尽管使用右手有限,但丹尼尔去了他的邻居学校,并通过高中跳出了朋友,并从幼儿园玩棒球,足球和足球。他赢得了一家技术学院的副学士学位,每周工作五天,重建卡车柴油泵。

“他的中风仍然震惊了我,”Kellie Carr说。“我怎么能知道?但回头看,也许这更好的方式。我可能有婴儿丹尼尔,一直害怕让他成为一个普通的孩子。也许是他正常生活的最好的事情。”

丹尼尔同意:“我每天都在思考我的右手,因为我必须经常思考五步到位,以弄清楚如何弥补无法妥善使用它,就像我用棒球手套一样。但我想要的最后一件事就是对于人们来说,就像我的问题一样。我很好。“


进一步探索

新技术的“培训”细胞在中风后修复小鼠损伤的脑组织

更多信息:Timothy O Laumann等人。双侧围产期中风后的青少年大脑网络重组,《柳叶刀神经病学(2021)。DOI:10.1016 / S1474-4422(21)00062-4
期刊信息: 刺血针神经病学

引用:脑重新磨损后受伤后'在与生活兼容的边缘'(2021年,3月22日)从//www.pyrotek-europe.com/news/2021-03-brain -rewires-inury-dedge-compatible.html.
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