柳叶刀子刊报道离奇病例，损失四分之一大脑皮质的他竟与常人无异！
丁香学术
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「中风」，是一个让所有老人都畏惧的字眼。
图片来源：世界中风组织
根据世界中风组织的统计，全球范围内每年有 550 万人因为中风死亡，其中绝大多数是中老年人。就算患者从中风幸存，他们中的很多往往也会失去生活自理的能力，给家庭带来沉重的负担。
多年来，如何预防与减轻中风所带来的影响，一直是生物医学领域一直关注的重点。
图片来源：The Lancet Neurology
2021 年 4 月 1 号，来自华盛顿大学的 Timothy O Laumann 与团队在医学顶刊柳叶刀的子刊 Lancet Neurology 发表了题为 Brain network reorganisation in an adolescent after bilateral perinatal strokes 的研究 [1]， 报道了一起离奇的中风案例。这位患者在出生后三周就不幸中风，却一直像正常人一样生活。直到十三岁时，该患者才因自己行为的与众不同，被发现由于中风损失了四分之一的大脑皮质。
这个离奇的案例展现出大脑在婴幼儿时期强大的重塑能力，也为中老年人中风的治疗带来了启示。
研究内容：
13 岁的丹尼尔是一名七年级棒球队队员，他有着一项特别的能力，那就是他的左手比所有的同龄人的都要灵敏。
这种异常在丹尼尔一岁时就有体现。与大多数孩子 2-3 岁才决定自己的惯用手不同，丹尼尔在蹒跚学步时就表现出来了明显的左撇子特征。丹尼尔的父母为此带丹尼尔进行了各种体检，却一直找不到丹尼尔拥有超常左手能力的原因。
直到 13 岁这一年，华盛顿大学医学院医生与研究团队才发现丹尼尔异常的原因，那就是丹尼尔在出生三周后就患了中风。丹尼尔之所以有着无与伦比左手灵活性，是因为这场中风影响了丹尼尔右手的一些功能。
研究团队对丹尼尔进行了详细的大脑扫描。发现丹尼尔损失了 259 立方厘米的大脑，占丹尼尔上脑组织的 20%，这意味着的丹尼尔的皮质比正常人少接近四分之一。
图片来源：The Lancet Neurology
为了研究丹尼尔的大脑功能，研究团队对丹尼尔进行了功能性磁共振成像（fMRI），以探究丹尼尔左右手活动对应的脑区。结果显示，丹尼尔右脑中央沟内对应左手功能的控制区域依旧完整，但其左侧脑区对应右手控制部分则消失不见。为了维持丹尼尔右手的正常运作，丹尼尔的大脑将控制右手运动脑区进行了位置上的迁移。与右脑中控制左手运动的脑区位于中央沟不同，丹尼尔控制右手运动的脑区位于左脑的中央后回，两侧根本不对称。这意味着在丹尼尔中风后，他的大脑控制手功能的脑区进行了重新划分。
图片来源：The Lancet Neurology
通过与正常人手部控制脑区的对比，研究团队发现丹尼尔的右脑中控制左手运动的区域与常人无异，但控制右手运动的左脑脑区则完全不同。
图片来源：The Lancet Neurology
随后，研究团队也描绘出了丹尼尔各个脑区功能的完整图谱，发现尽管丹尼尔控制各个功能的脑区位置与常人相比截然不同，但丹尼尔大脑的功能非常齐全。这说明在丹尼尔中风后，他的大脑不仅仅是对控制手部的脑区位置进行了调整，还对所有脑部功能对应区域进行了重新划分，是一次彻底的「重塑」，
这种重塑，也保证损失了 25% 大脑皮质以及 20% 上脑体积的丹尼尔，除了左手异常灵活之外没有其他的异常。
对于这种程度的脑损伤，按照以往的经验，医学界会认为丹尼尔根本无法存活至今，或者至少会经历严重的功能丧失。但事实上，丹尼尔在 13 岁被发现大脑的损伤后度过了愉快的 9 年，还获得了大学学历，现在也在一家自动化公司开始了新的生活。
除了 MRI 结果以及丹尼尔的「神之左手」，没有任何迹象表明丹尼尔失去了四分之一的大脑皮质。
研究意义：
该研究所报道的案例尽管只是孤例，但研究团队通过 fMRI 技术构建出了这个独特病例的脑功能图谱，并证实了婴幼儿时期的脑部损伤可以通过「重塑」功能分区保留几乎所有的脑部功能，体现人类婴幼儿大脑强大的重塑能力。
在今后的研究中，研究团队将进一步探究大脑重塑的能力，理解是什么让丹尼尔如此奇特。如果我们能够利用这种重塑，那么将会给老年中风患者的治疗带来全新的可能。
延伸阅读：
来自华盛顿大学的研究团队之所以能发现丹尼尔的脑部重塑之谜，得益于团队多年来用 fMRI 研究脑部功能的积累。
图片来源：Neuron
早在 2015 年，本文的通讯作者 Timothy O Laumann 就带领团队在 Neuron 上发表了题为 Functional System and Areal Organization of a Highly Sampled Individual Human Brain 的论文 [2]， 该研究通过静息态功能连接（Resting State Functional Connectivity，RSFC）对个体的功能性脑区组织给出了详细的描述。
图片来源：Neuron
2 年后，研究团队再次在 Neuron 上发表了题为 Precision Functional Mapping of Individual Human Brains 的研究 [3]， 对他们使用 fMRI 进行个体脑区功能划分进行了优化，并用大量的人体数据，证明了他们的方法有着极高的准确性与可重复性。
图片来源：Neuron
之后，该研究团队利用自己建立的方法，深入探究了人类「废弃」大脑回路的功能，并证明了「废弃」大脑回路的可塑性与巨大的潜力。相关研究以 Plasticity and Spontaneous Activity Pulses in Disused Human Brain Circuits 为题刊登在 2020 年的 Neuron 之上 [4]。
值得注意的是，这个三个研究都指出了关键性的一点，那就是不同个体之间的脑区功能分布可能有很大的差异。
本次对丹尼尔的研究，也进一步证实了这一点。
同一群正常人脑区功能分布的平均值相比，丹尼尔的脑区功能分布可谓是天壤之别，这种差异使得丹尼尔可以在缺失大量脑组织的情况依旧正常生活。也正是得益于研究团队对大脑功能循序渐进的研究，我们才得以揭开丹尼尔缺失的大脑之谜。
也许，在不久的将来，科学家就能通过控制大脑重塑，让那因脑部受损失去行动能力的患者重获新生。
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参考文献：
