最近发表在科学杂志《人类大脑图谱》上的一项巴西研究首次确定了先天性失明患者大脑中解剖结构的重组。该研究由多尔研究与教育研究所 (IDOR)、里约热内卢联邦大学 (UFRJ) 和巴西专业眼科中心开展。

巴西的研究揭示了为什么先天性失明的人在大脑的视觉处理区域表现出活动

几十年前,科学研究报告了一个奇怪的发现,即先天失明的人在从事非视觉活动时可以激活大脑的视觉处理区域,即枕叶皮层,例如阅读盲文(一种触觉语言系统) . 这些研究进一步证明了所谓的大脑可塑性,即大脑重组其连接以面对逆境的能力。这个过程可能涉及一系列结构修改,例如开发新的神经通路或重组现有连接。

“在我们出生后不久,我们就会接触到我们的感官所捕捉到的刺激,这些刺激是决定大脑回路的基础。这也是我们大脑发生巨大转变的时期。从技术上讲,我们可以认为先天失明的人的枕叶皮质是无功能的,但我们知道事实并非如此。它被激活。我们缺乏了解的是它背后的结构过程,”当前研究的通讯作者兼 IDOR 主席 Fernanda Tovar-Moll 博士解释道。

在这项研究中,磁共振成像技术被用来分析人脑中的结构连通性,并研究替代神经连接的可能性。将 10 名先天性失明患者和盲文阅读器的神经图像与由 10 名视力完好者组成的对照组进行比较。经过详细分析,科学家们观察到丘脑连接的结构变化,丘脑是位于间脑的结构,间脑是大脑的中心区域,负责接收、处理和分发人类主要感官(如视觉、听觉和感知)捕获的信息。触摸——到不同的大脑区域。

“多年来,可塑性一直是我们小组的研究重点,在先天性盲人的跨模态可塑性案例中,大脑的远处区域呈现这种交流,我们怀疑这种现象起源于丘脑,因为它是负责连接多个皮质区域的大脑结构,并且它可能是一个轴突电路[负责传导电脉冲的神经元的一部分]几乎没有变化的区域,它能够连接远离的皮质彼此”,这位神经科学家评论道。

该研究还观察到,盲人与枕叶皮层(视觉)连接的丘脑区域更小、更弱,这为与颞叶皮层(听觉)的连接提供了空间,与盲人相比,颞叶皮层被证明得到加强在没有视力障碍的个体中观察到。这意味着除了被激活之外,视觉皮层还被改进其他感官(例如听觉和触觉)的连接所侵入。

这是第一次在人类中描述丘脑与枕叶和颞叶皮质连通性的替代映射,这些可塑性重组可能是一种能够解释非视觉刺激如何到达并激活视觉皮质的机制先天失明的人。Tovar-Moll 博士补充说:“神经影像学研究使我们能够了解大脑的结构并更好地了解大脑可塑性的多样性,这也可以为新的视觉康复计划等发现铺平道路”,并告知她的研究小组正在仍然参与了对先天性失明人群的其他研究,除了结构之外,他们还调查了这一人群大脑可塑性的功能适应性。