Ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι εντυπωσιακά ευέλικτος και μπορεί να προσαρμόζεται δημιουργικά, παράγοντας από την τέχνη της «Έναστρης Νύχτας» έως τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, αποκαλύπτοντας διαφορετικές πλευρές της πραγματικότητας, όπως τον πυρήνα του νέον-20 με σχήμα κορίνων του μπόουλινγκ.
Ο εγκέφαλος είναι και φυσικά ευπροσάρμοστος. Εμφανίζει πλαστικότητα που αναδιαμορφώνει τις νευρωνικές συνδέσεις, τους τύπους κυττάρων και τις οδούς σηματοδότησης.
Αυτές οι αλλαγές μπορεί να προκύψουν από νευρολογικές παθήσεις, τις αναπόφευκτες επιπτώσεις της γήρανσης ή, για παράδειγμα, από την κατανάλωση πάστας ντομάτας για τρεις μήνες.
Η πλαστικότητα του εγκεφάλου μπορεί επίσης να εμφανιστεί ως απάντηση στις αισθητηριακές εμπειρίες. Για παράδειγμα, η επιστημονική βιβλιογραφία έχει περιγράψει αλλαγές στον εγκέφαλο και βελτιωμένες οπτικές ικανότητες σε κωφά άτομα.
Νέα μελέτη απεικόνισης του εγκεφάλου δείχνει ότι ενήλικες που ζουν με βαθιά κώφωση από την πρώιμη παιδική ηλικία αφιερώνουν σχετικά μεγαλύτερο μέρος του πρώιμου οπτικού τους συστήματος στα πιο ακραία σημεία του οπτικού πεδίου τους.
Στην εργασία τους, που δημοσιεύθηκε στο PNAS, ομάδα ψυχολόγων και νευροεπιστημόνων στο Ηνωμένο Βασίλειο έδειξε ότι αυτή η «αναδιοργάνωση» φαίνεται να ξεκινά εντυπωσιακά νωρίς στην οπτική οδό, πριν καν τα σήματα φτάσουν στο κύριο κέντρο όρασης του εγκεφάλου.
Οι επιπτώσεις μπορεί να είναι σημαντικές για τον εντοπισμό πιθανών κινδύνων.
«Χωρίς ηχητικά ερεθίσματα, οι κωφοί άνθρωποι χρησιμοποιούν την όραση ως σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης για γεγονότα στην περιφέρεια», αναφέρουν οι ερευνητές.
«Πράγματι, οι κωφοί ενήλικες εμφανίζουν καλύτερη επίδοση σε περιφερειακές δοκιμασίες που αφορούν την ανίχνευση ή την προσοχή σε παροδικούς ή κινούμενους στόχους».
Οι ερευνητές στρατολόγησαν 16 ενήλικες με πρώιμη, βαθιά κώφωση και 16 ακούοντες συμμετέχοντες, αντίστοιχης ηλικίας, για την ομάδα ελέγχου.
Χρησιμοποίησαν δομική μαγνητική τομογραφία (MRI) για να αναλύσουν τη νευρωνική δομή και λειτουργική MRI για να πραγματοποιήσουν τοπογραφική χαρτογράφηση της αμφιβληστροειδικής απεικόνισης. Η τεχνική αυτή χαρτογραφεί ποιες περιοχές του εγκεφάλου ανταποκρίνονται σε διαφορετικά σημεία του οπτικού πεδίου ενός ατόμου.
Οι ερευνητές εστίασαν σε δύο βασικές περιοχές. Σε αυτές περιλαμβάνεται ο έξω γονατώδης πυρήνας (LGN) του θαλάμου, ο οποίος λειτουργεί σαν σταθμός αναμετάδοσης για τις οπτικές πληροφορίες που φτάνουν από τον αμφιβληστροειδή, αφού περάσουν από το οπτικό νεύρο.
Ο LGN προβάλλει στον πρωτοταγή οπτικό φλοιό (V1), την κύρια περιοχή επεξεργασίας οπτικών πληροφοριών στο πίσω μέρος του εγκεφάλου.
Στόχος των ερευνητών ήταν να ευθυγραμμίσουν τη δραστηριότητα του εγκεφάλου με τα πραγματικά οπτικά πεδία των συμμετεχόντων και να συγκρίνουν τις διαφορές ανάμεσα στις δύο ομάδες.
Το έκαναν υπολογίζοντας την αναλογία των ενεργών voxels, δηλαδή τρισδιάστατων μονάδων MRI που αντιστοιχούν σε μικρούς όγκους εγκεφαλικού ιστού, σε όλο το οπτικό πεδίο, χωρίζοντάς το σε ζώνες εκκεντρότητας, δηλαδή σε ομόκεντρες τομές της όρασης που απομακρύνονται από το κεντρικό σημείο εστίασης.
Στη συνέχεια συνέδεσαν τη δραστηριότητα του εγκεφάλου με αυτές τις τομές του οπτικού πεδίου, ώστε να αναλύσουν τις σχέσεις ανάμεσα στους εγκεφαλικούς ιστούς και την όραση, και ειδικά ποια οπτικά εγκεφαλικά κέντρα «ανταποκρίνονται πιο έντονα σε ποιο τμήμα της όρασης».
Για να διασφαλίσουν ότι τα αποτελέσματα δεν επηρεάστηκαν από τον τρόπο με τον οποίο όρισαν τα όρια του εγκεφάλου, οι ερευνητές συνέκριναν επίσης τα όρια της τοπογραφικής χαρτογράφησης για τον V1, τα οποία είχαν σχεδιάσει χειροκίνητα, με δύο τυποποιημένους εγκεφαλικούς άτλαντες, δηλαδή χάρτες, μεταξύ των οποίων ένας από το Human Connectome Project.
Συνολικά, τα ευρήματα δείχνουν ότι η δραστηριότητα του LGN εμφανίζει σχετικά μεγαλύτερη προτίμηση στην περιφερειακή όραση στα κωφά άτομα σε σύγκριση με τα ακούοντα, κάτι που υποδηλώνει ότι η οπτική αναδιοργάνωση στον εγκέφαλο ξεκινά τουλάχιστον τόσο νωρίς όσο ο LGN.
Ωστόσο, ενδιαφέρον είναι ότι οι ερευνητές δεν εντόπισαν σημαντική διαφορά στον όγκο του LGN ανάμεσα στις δύο ομάδες.
Η νευρωνική προτίμηση για την περιφερειακή όραση παρέμεινε καθώς οι ερευνητές προχώρησαν πιο βαθιά ψηφιακά στα συστήματα οπτικής επεξεργασίας του εγκεφάλου, εξετάζοντας τις αναπαραστάσεις του οπτικού πεδίου στον V1.
Και εδώ δεν βρέθηκε διαφορά στον συνολικό όγκο του V1 ανάμεσα στις δύο ομάδες.
Βρέθηκε όμως ότι ο όγκος κατανέμεται διαφορετικά. Τα κωφά άτομα εμφάνιζαν νευρωνική προτίμηση για την περιφερειακή όραση, ενώ τα ακούοντα έδειχναν νευρωνική προτίμηση για την πιο κεντρική όραση.
Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτές οι διαφορές στον όγκο φαίνεται να αντανακλούν αλλαγές στην επιφάνεια του φλοιού και όχι στο πάχος του φλοιού.
Συνολικά, η δια βίου μεγαλύτερη εξάρτηση από την όραση στα άτομα με πρώιμη, βαθιά κώφωση φαίνεται να συνδέεται με αντισταθμιστική πλαστικότητα στον LGN και τον V1 ως απάντηση στα λιγότερο χρησιμοποιούμενα ακουστικά συστήματα του εγκεφάλου.
Η μελέτη δεν δείχνει ότι οι κωφοί άνθρωποι βλέπουν καλύτερα σε κάθε περίπτωση.
Αυτό οδηγεί σε ένα οπτικό αντιστάθμισμα, όπως αναφέρουν οι ερευνητές, αποκαλύπτοντας «ανακατανομή των νευρωνικών πόρων σε πρώιμα κωφά άτομα, με μεγαλύτερη αναπαράσταση της περιφέρειας στην επιφάνεια του φλοιού, εις βάρος μικρότερων αναπαραστάσεων του κεντρικού οπτικού πεδίου».
Σε διερευνητική ανάλυση, μικρή για να επιτρέψει έγκυρο στατιστικό έλεγχο, η μεγαλύτερη αύξηση στην προτίμηση για την περιφερειακή όραση, και το αντίστοιχο αντιστάθμισμα προς την κεντρική όραση, ήταν εμφανής σε κωφά άτομα που έμαθαν τη Βρετανική Νοηματική Γλώσσα (BSL) ως πρώτη γλώσσα.
Όπως δείχνουν προηγούμενα στοιχεία, οι ερευνητές αναφέρουν ότι οι νευρωνικές διαφορές στα κωφά άτομα μπορεί να προκύπτουν από μια ακόμη πιο πρώιμη πηγή: τον αμφιβληστροειδή, τον ιστό στο πίσω μέρος του ματιού που είναι ευαίσθητος στο φως και μετατρέπει το φως σε ηλεκτρικά σήματα τα οποία στέλνονται στον εγκέφαλο μέσω του οπτικού νεύρου.
Σχετικό: Η χρόνια εμβοή δεν είναι απλώς βούισμα – αναδιαμορφώνει τον εγκέφαλο
Τέλος, οι ερευνητές σημειώνουν ότι ορισμένα από τα κωφά άτομα που συμμετείχαν στην έρευνα ήταν γενετικά κωφά. Αντίθετα, για άλλα τα αίτια της κώφωσης ήταν άγνωστα, κάτι που μπορεί να δείχνει την επίδραση κάποιου μη αναγνωρισμένου γενετικού παράγοντα.
Μελλοντικές μελέτες θα μπορούσαν να διερευνήσουν περαιτέρω τη σχέση ανάμεσα στη γενετική κώφωση, την οπτική ενίσχυση και τις ειδικές διεργασίες πλαστικότητας του εγκεφάλου.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στα Proceedings of the National Academy of Sciences.
Το παρόν κείμενο δημιουργήθηκε με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης.
