مونیکا جونز اندکی پس از تولد نخستین پسرش، متوجه شد او دچار بیماری عصبی نادری است که موجب می‌شود یک طرف از مغز او به‌صورت غیرطبیعی بزرگ شود. پسرش، هنری، مقادیر زیادی دارو دریافت می‌کرد؛ اما هر روز دچار صدها تشنج می‌شد. برای درمان این وضعیت، او به چندین عمل جراحی نیاز داشت. جراحی‌ها از زمانی شروع شد که او سه‌و‌نیم‌ماهه بود و درنهایت، وقتی به سه‌سالگی رسید، به حذف یک نیم‌کره‌ی مغز او منجر شد.

روش برداشت مغز نخستین‌بار در دهه‌ی ۱۹۲۰ برای درمان تومورهای مغزی بدخیم طراحی شده بود؛ اما موفقیت آن در درمان کودکان دچار بدشکلی‌های مغزی یا تشنج‌های شدید یا بیماری‌های محدود به نیمی از مغز، موجب شگفتی دانشمندان شده است. پس از انجام این عمل، بسیاری از کودکان می‌توانند راه بروند، صحبت کنند، بخوانند و وظایف روزانه‌ی خود را انجام دهند. تقریبا ۲۰ درصد از بیمارانی که با این روش عمل می‌شوند، می‌توانند در بزرگ‌سالی شغلی نیز به‌دست آورند.

پژوهشی که به‌تازگی در مجله‌ی Cell Reports منتشر شده است، نشان می‌دهد برخی افراد به‌دلیل سازمان‌دهی مجدد در نیمه‌ی باقی‌مانده‌ی مغز چنین عملکرد خوبی را پس از جراحی نشان می‌دهند. دانشمندان انواعی از شبکه‌های عصبی موجود در مغز را شناسایی کرده‌اند که کار بافت حذف‌شده‌ی مغز را برعهده می‌گیرند و برخی از بخش‌های مغز که قبلا عملکردی تخصصی داشتند، در انجام وظایف عمومی‌تر نیز مشارکت می‌کنند. دوریت کلیمن، دانشمند علوم اعصاب مؤسسه‌ی فناوری کالیفرنیا و نویسنده‌ی نخست این مقاله می‌گوید:

مغز انعطاف‌پذیری بسیاری دارد و می‌تواند کاهش در ساختار خود را جبران کند و در برخی موارد، شبکه‌ی عصبی باقی‌مانده می‌تواند از عملکرد شناختی معمولی حمایت کند.

یکی از حامیان مالی مطالعه‌ی جدید سازمانی غیرانتفاعی است که جونز و همسرش آن را برای حمایت از افرادی راه‌اندازی کرده‌اند که برای توقف تشنج به عمل جراحی نیاز دارند. یافته‌های این مطالعه می‌تواند برای کسانی دلگرم‌کننده باشد که تمایل دارند عمل حذف نیم‌کره‌ی مغز را انجام دهند. در این مطالعه، تعدادی از افرادی با روش حذف نیم‌کره‌ی مغز عمل شده بودند، اجازه دادند پژوهشگران از مغز آن‌ها اسکن‌هایی تهیه کنند. از روی رفتار به‌نظر می‌رسید آن‌ها مانند افراد طبیعی توسعه پیدا کرده باشند. آن‌ها با دکتر کلیمن دست می‌دادند و با خنده با او صحبت می‌کردند؛ اما نتایج MRI نشان می‌داد نیمی از مغز این افراد در دوران کودکی برداشته شده است. رالف آدولف، دانشمند علوم اعصاب مؤسسه‌ی فناوری کالیفرنیا و نویسنده‌ی همکار مقاله می‌گوید:

وقتی به اسکن‌های مغز آن‌ها نگاه می‌کردیم، با خود می‌گفتیم این مغز واقعا نباید بتواند کار کند. اگر شما هر سیستم دیگری مانند قلب را در نظر بگیرید که اجزایی داشته و عملکرد همه‌ی بخش‌ها به‌هم وابسته باشد و آن را به دو قسمت تقسیم کنید، آن عضو دیگر کار نخواهد کرد؛ مثلا اگر لپ‌تاپ مرا بردارید و آن را دو قسمت کنید، دیگر کار نخواهد کرد.

اسکن MRI برشی از مغز فرد بالغی که به‌علت صرع یکی از نیم‌کره‌های مغز او در دوران کودکی برداشته شده است.

عملکرد اکثر شبکه‌های مغزی وابسته به هر دو نیم‌کره‌ی مغز است. برای مثال، تشخیص چهره شامل هر دو طرف قشر مغز می‌شود. مهارت‌های دیگری مانند توانایی حرکت‌دادن یکی از عضوها با بخش‌ مخالف مغز پردازش می‌شوند. نیم‌کره‌ی سمت راست حرکات سمت چپ بدن را کنترل می‌کند؛ درحالی‌که نیم‌کره‌ی سمت چپ بازو و پای سمت راست را کنترل می‌کند. مارلن بهرمن، دانشمند علوم اعصاب دانشگاه کارنگی ملون، درباره‌ی این موضوع می‌گوید:

مثل این است که بگوییم شما به همه‌ی اعضای مختلف گروه نیاز دارید تا بتوانند موسیقی را هماهنگ و اجرا کنند.

بااین‌همه، پژوهشگران دریافتند اگرچه نوع اتصالات عصبی در افرادی که فقط یک نیم‌کره‌ی مغز دارند، همچون گذشته باقی می‌ماند، مناطق مختلف مسئول پردازش اطلاعات حسی‌حرکتی، بینایی، توجه و نشانه‌های اجتماعی اتصالات موجود را تقویت می‌کنند و درمقایسه‌با مغزهای معمولی، بیشتر با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند.

دکتر بهرمن می‌گوید چنین به‌نظر می‌رسد بخش‌هایی از مغز که در حالت معمول عملکرد تخصصی دارند، مثل نوازندگان ترومپت با سایر اعضای گروه صحبت می‌کنند و مسئولیت‌ اضافه‌ای برای اجرای سازهای ضربی نیز برعهده می‌گیرند. به‌نظر می‌رسد شبکه‌های مغز عملکرد چندوظیفه‌ای داشته باشند.

این نتایج برای پژوهشگران و خانواده‌هایی دلگرم‌کننده است که می‌خواهند بدانند چگونه مغز پس از عمل حذف یک نیم‌کره سازگاری پیدا می‌کند و عملکرد دارد. دکتر آجی گوپتا، دانشمند عصب‌شناس کلینیک کلیوند، حدود ۲۰۰ کودک را پس از جراحی بررسی کرده است. وی بیان می‌کند:

فکر می‌کنم شواهد بسیاری وجود دارد که نشان می‌دهد انعطاف‌پذیری مغز پدیده‌ای طولانی‌مدت است.

اسکن مغزی ۶ بیمار نشان می‌دهد چگونه مغز افراد بدون نیمی از خود همچنان می‌تواند به‌طور کامل فعالیت کند.

تا همین اواخر، اتفاق‌نظر دانشمندان بر این بود که جراحی برداشت نیم‌کره‌ی مغز بهتر است در سنین کم و تا قبل از این چهار‌پنج سالگی کودک انجام شود. بدین‌ترتیب، آن‌ها می‌توانند عملکرد طبیعی خود را همگام با افزایش سن به‌دست آورند. اگرچه انعطاف‌پذیری عصبی در اوایل کودکی قوی‌تر است، مطالعه‌ی جدید نشان می‌دهد نباید چنین برهه‌ای برای جراحی در نظر گرفت و پس از آن از جراحی اجتناب کرد. افراد بالغ شرکت‌کننده در این مطالعه در دامنه‌ی ۳ ماهگی تا ۱۱ سالگی با روش حذف نیم‌کره‌ی مغز عمل جراحی شده بودند. عاملی که ممکن است نقش مهم‌تری در نتایج این بیماران داشته باشد، سنی است که در آن تشنج‌ها آغاز می‌شود. با‌این‌حال، جراحی به‌عنوان راه‌حل آخر و پس از درمان دارویی در نظر گرفته می‌شود. اگر مدت تشنج‌ها و آسیب مغزی حاصل را بتوان محدود کرد، بیماران ممکن است عملکردهای بیشتری بازیابی کنند. لین کی پائول، دانشمند علوم اعصاب مؤسسه‌ی فناوری کالیفرنیا و یکی دیگر از نویسندگان مقاله می‌گوید:

قبل از درمان بیماران، نیم‌کره‌ی دیگر مغز در حال انجام مسئولیت‌های اضافی است. وقتی نیم‌کره‌ی آسیب‌دیده را بیرون می‌آورید، نیم‌کره‌ی سالم به‌کار خود ادامه می‌دهد. بنابراین آنچه واقعا می‌خواهیم این است که از نیم‌کره‌ی دارای عملکرد محافظت کنیم.

البته عمل حذف نیم‌کره‌ی مغز که حدود هشت ساعت طول می‌کشد، بدون خطر نیست. بافت مغز باید با دقت و هربار بخشی از آن برداشته شود. اگر حتی یک رشته‌ی کوچک باقی بماند، می‌تواند دوباره موجب تشنج شود و روی نیمه‌ی سالم مغز تأثیر بگذارد. همچنین، خطر بروز سردردهای مداوم و تجمع مایع در مغز وجود دارد. پس از این عمل، در سمت مقابل نیم‌کره‌ای که حذف می‌شود، کودکان ازنظر عملکرد دست‌ها و بازوها ضعیف‌تر می‌شوند. همچنین، بینایی آن‌ها در سمت نیم‌کره‌ی حذف‌شده مسدود می‌شود و ممکن است تا حدودی توانایی تشخیص منشأ صدا را از دست بدهند. دکتر گوپتا می‌گوید:

در مواردی مانند خواندن و نوشتن و ریاضیات قطعا به سطوح بالاتری از آموزش و توان‌بخشی نیاز است.

جونز امیدوار است پژوهش‌های بیشتر و پیگیری طولانی‌مدت‌تر بیماران به پژوهشگران کمک کند نحوه‌ی سازمان‌دهی و توسعه‌ی مغز را درک کنند و این اطلاعات بتواند به ایجاد مداخلات هدفمند برای طیف وسیعی از افراد دچار جراحت و بیماری مغزی کمک کند. در‌حال‌حاضر، او از این موضوع خوشحال است که پسرش می‌تواند به‌طور مستقل راه برود و با گوشی هوشمند ارتباط برقرار کند و بدون نیاز به لوله‌ی تغذیه غذا بخورد.