Unser Gehirn, das komplexeste Organ unseres Körpers, ist in zwei Hälften unterteilt, die sogenannte Hemisphären. Lange Zeit ging die Wissenschaft davon aus, dass beide Hälften für die normale Funktion und Leistungsfähigkeit des Gehirns unerlässlich sind. Doch die Realität zeigt, dass ein Leben mit nur einer Gehirnhälfte möglich ist, wenn auch mit Einschränkungen.
Die erstaunliche Anpassungsfähigkeit des Gehirns
Eine Studie zeigt, dass das Gehirn in der Lage ist, den Verlust einer kompletten Hemisphäre zu kompensieren. Obwohl der Verlust einer Gehirnhälfte schwerwiegende Folgen für die kognitiven Fähigkeiten haben kann, können einige Betroffene erstaunlich normale Denk- und Sprachfähigkeiten aufweisen. Diese Fähigkeit zur Kompensation beruht auf der Bildung ungewöhnlich starker Verknüpfungen zwischen verschiedenen Hirnnetzwerken in der verbleibenden Gehirnhälfte.
Hirnnetzwerke als Grundlage für Kognition und Verhalten
Unser Gehirn ist in Netzwerken organisiert, in denen bestimmte Hirnregionen gemeinsam aktiv werden, um bestimmte Aufgaben zu bewältigen. Diese funktionellen Verbindungen sind entscheidend für unsere kognitiven Fähigkeiten, Emotionen und unser Verhalten. Viele dieser Netzwerke erstrecken sich über beide Hirnhälften. Wenn jedoch eine Hemisphäre fehlt, kann die verbleibende Hemisphäre die Verbindungen innerhalb und zwischen den Netzwerken verstärken, um die fehlende Funktion zu kompensieren.
Hemisphärektomie: Ein drastischer Eingriff mit überraschenden Ergebnissen
Eine Hemisphärektomie, die Entfernung einer Gehirnhälfte, wird manchmal bei Patienten mit schweren Formen von Epilepsie durchgeführt. Dieser Eingriff kann schwerwiegende Folgen haben, aber in einigen Fällen können die Patienten überraschend gut funktionieren. Einige Patienten haben intakte Sprachfähigkeiten und können sich normal unterhalten.
Forschungsergebnisse zur Gehirnaktivität bei Menschen mit einer Gehirnhälfte
Mithilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) haben Forscher die Gehirnaktivität von Menschen mit nur einer Hirnhälfte untersucht. Die Ergebnisse zeigten eine frappierende Ähnlichkeit zwischen der Gehirnaktivität bei Probanden mit nur einer Hirnhälfte und denen mit zwei Hemisphären. Beide Gruppen zeigten innerhalb der Hirnhälften eine ausgeprägte und vergleichbare Verknüpfung von Bereichen, die typischerweise einem funktionellen Netzwerk zugeschrieben werden. Der entscheidende Unterschied bestand jedoch darin, dass fast alle Patienten mit nur einer Hemisphäre eine deutlich stärkere Verknüpfung zwischen unterschiedlichen Netzwerken aufwiesen.
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Kompensationsmechanismen im Gehirn
Die erhöhte Kommunikation zwischen einzelnen Hirn-Netzwerken könnte ein wichtiger Kompensationsmechanismus sein. Es ist möglich, dass diese funktionelle Reorganisation die Grundlage für den Erhalt der kognitiven Fähigkeiten nach dem Verlust einer Gehirnhälfte bildet. Intrinsische Mechanismen der Hirnorganisation in nur einer Hälfte des typischerweise verfügbaren Cortex können ausreichen, um eine umfangreiche kognitive Kompensation zu ermöglichen.
Fallbeispiele: Leben mit halbem Gehirn
Michelle Mack: Ein Leben mit nur einer Hirnhälfte
Ein bemerkenswertes Beispiel ist Michelle Mack, der fast die gesamte linke Hirnhälfte fehlt. Trotz dieser Fehlbildung lebt sie ein überraschend selbstständiges Leben. Ärzte vermuten, dass ein Schlaganfall vor der Geburt die Ursache dafür war, dass sich ihre linke Hirnhälfte nicht ausgebildet hat. Ihre rechte Hirnhälfte hat sich jedoch "neu verdrahtet" und wichtige Funktionen wie Sprechen und Lesen übernommen. Sie hat zwar Schwierigkeiten mit dem räumlichen Vorstellungsvermögen und der Kontrolle ihrer Gefühle, führt aber dennoch ein erfülltes Leben.
Philipp Dörr: Schach, Goethe und Tauchen mit halbem Gehirn
Philipp Dörr lebt seit seinem elften Lebensjahr mit einem halben Großhirn. Aufgrund schwerer Epilepsie wurde ihm eine Gehirnhälfte entfernt. Trotz dieses massiven Eingriffs hat er seine intellektuellen Fähigkeiten nicht verloren. Er spielt Schach, liest Goethe und hat sogar die Prüfung als Rettungstaucher bestanden. Philipp ist ein Beispiel für die enorme Veränderungsfähigkeit des Gehirns.
Nele: Hoffnung nach der Hemisphärotomie
Die anderthalbjährige Nele wurde aufgrund einer komplexen Hirnfehlbildung linkshemisphärisch operiert. Bei einer Hemisphärotomie wird die fehlgebildete Hirnhälfte funktionell von der "gesunden" Hälfte abgetrennt. Nele ist seit der Operation in ihrer kognitiven Entwicklung verlangsamt und ihre rechte Körperseite ist gelähmt. Es gibt jedoch Hoffnung, dass sie irgendwann nicht mehr auf Hilfsmittel angewiesen sein wird und sprechen können wird.
Die Bedeutung der Hirnasymmetrie
Obwohl das Gehirn in zwei Hälften geteilt ist, ist es nicht genau spiegelbildlich. Die beiden Hemisphären sind auf unterschiedliche Funktionen spezialisiert. So wird beispielsweise die Aufmerksamkeit bei den meisten Menschen überwiegend in der rechten Hemisphäre verarbeitet, die Sprache überwiegend in der linken. Diese Lateralisation ist von Mensch zu Mensch unterschiedlich ausgeprägt.
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Forschung zur Hirnasymmetrie
Wissenschaftler haben untersucht, wie sich Asymmetrien entlang von funktionellen Gradienten entwickeln. Das Ergebnis: Es gibt tatsächlich feine Unterschiede darin, wie Hirnregionen unterschiedlicher Funktionen auf der linken und rechten Seite des Gehirns aufreihen. Auf der linken Seite sind es die Regionen zur Sprachverarbeitung, die sich am weitesten entfernt von denen für Sehen und Wahrnehmung liegen. Auf der rechten Seite befindet sich hingegen das Netzwerk für Aufmerksamkeit und Arbeitsgedächtnis am weitesten entfernt von den sensorischen Regionen. Die individuellen Unterschiede in dieser Anordnung sind vererbbar, aber auch durch die Umwelt geprägt.
Hydrocephalus: Leben mit Wasser im Gehirn
Ein weiterer Fall, der die Anpassungsfähigkeit des Gehirns verdeutlicht, ist der des Mannes mit Hydrocephalus, auch bekannt als "Wasser im Gehirn". Über Jahre sammelte sich Flüssigkeit im Hirn des Betroffenen an und drückte sein Gehirn in eine dünne Schicht gegen den Rand seines Schädels. Trotzdem hatte der Mann ein erfolgreiches Leben aufgebaut.
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