انعطاف‌پذیری شگفت‌انگیز مغز در افراد فاقد جسم پینه‌ای
بین دو نیمه‌ی مغز شکافی وجود دارد که پر از مایع است و به‌وسیله‌ی جسم پینه‌ای در بر گرفته شده. جسم پینه‌ای پلی از رشته‌های عصبی است که اطلاعات را به دو سمت مغز منتقل می‌کند. اما برخی افراد بدون جسم پینه‌ای متولد می‌شوند؛ یعنی فاقد شاهراه عصبی تشکیل‌شده از حدود ۱۹۰ میلیون آکسون هستند که به‌طور معمول اطلاعات را بین نیمکره‌های راست و چپ مغز منتقل می‌کند. نحوه‌ی سازگاری مغز این افراد در برابر فقدان جسم پینه‌ای واقعا خارق‌العاده است.
مطالعات نشان داده است که در افرادی که در آن‌ها هرگز این ارتباط مهم ایجاد نمی‌شود، مغز مجددا اتصالاتی در خود ایجاد می‌کند و مسیرهای پیونده‌دهنده‌ی کاملا جدیدی به وجود می‌آورد که سیگنال‌ها را ازطریق مناطق مغزی دیگر هدایت می‌کنند و جریان ارتباطات را از راه مغز میانی و مغز پیشین ادامه می‌دهند. وانسا سیفردی، دانشمند علوم اعصاب دانشگاه ژنو در سوئیس، توضیح می‌دهد تارهای جدیدی که برای اتصال مجدد دو نیمکره مغز ساخته می‌شود، جایگزین کاملی برای جسم پینه‌ای نیستند و بااینحال، به طرز چشمگیری ارتباط دو نیمکره حفظ می‌شود. بخش زیادی از این فرایند به‌صورت یک معما مانده است؛ اما پژوهش جدید سیفردی و همکارانش نشان می‌دهد انعطاف‌پذیری مغز در کودکان فاقد جسم پینه‌ای بسیار عمیق‌تر از چیزی است که در گذشته نشان داده می‌شد. نتایج تصویربرداری مطالعه‌ای روی کودکان استرالیایی نشان می‌دهد که مغز فاقد جسم پینه‌ای، برای حفظ عملکرد کلی، درون هر نیمکره نیز اتصالات جدیدی ایجاد می‌کند.
تقریبا از هر ۴ هزار نفر، یک مورد بدون جسم پینه‌ای متولد می‌شود. اندازه‌ی جسم پینه‌ای حدود ۱۰ سانتی‌متر است و حدود هفته‌ی بیستم بارداری تشکیل می‌شود. حدود نیمی از افرادی که بدون جسم پینه‌ای متولد می‌شوند (آژنزی کورپوس کالوزوم) دچار مشکلات یادگیری و حافظه هستند. برخی از آن‌ها ممکن است نسبت به همتایان سالم خود، ضعف توجه و انعطاف‌پذیری شناختی کمتری داشته باشند. برخی نیز به‌طور شدیدتری تحت‌تأثیر قرار می‌گیرند. بااینحال یک‌چهارم از افرادی که مشکل آن‌ها تشخیص داده می‌شود، هیچ نشانه‌ی قابل‌مشاهده یا اختلالی نشان نمی‌دهند. پژوهشگران تصور می‌کردند بررسی ارتباط رشته‌های عصبی درون هر نیمکره ممکن است به توضیح این تنوع در اثرات کمک کند.
در مطالعه‌ی جدید، مغز ۲۰ کودک ( ۸ تا ۱۷ ساله) که بدون جسم پینه‌ای یا با جسم پینه‌ای ناقص به دنیا آمده بودند، با استفاده از دستگاه MRI اسکن شد تا پژوهشگران بتوانند ارتباطات قسمت‌های مختلف مغز آن‌ها را بررسی کنند. این موارد با اسکن مغز ۲۹ کودک سالم با جسم پینه‌ای سالم مورد مقایسه قرار گرفتند. علاوه‌بر اسکن مغز، کودکان به منظور آزمایش حافظه‌ی کاری، توجه و توانایی‌های یادگیری کلامی، وظایفی را انجام دادند.
پژوهشگران با تجزیه‌و‌تحلیل اتصالات ساختاری در تصاویر مغز کودکان دارای جسم پینه‌ای ناقص دریافتند مغز در برابر این وضعیت، با تقویت مسیرهای عصبی درون هر یک نیمکره‌ها پاسخ می‌دهد. کودکان فاقد جسم پینه‌ای نسبت به گروه کودکان سالم، دارای اتصالات بیشتری درون هر نیمکره مغز بودند.
در مغز سالم (بالا)، دو نیمکره به‌وسیله‌ی تارهای جسم پینه‌ای به هم متصل می‌شوند که با رنگ قرمز نشان داده شده است. در مغز فاقد جسم پینه‌ای (پایین)، این تارها وجود ندارد
به طرزی باورنکردنی، هنگام تجزیه‌و‌تحلیل ارتباطات عملکردی در اسکن‌های مغز (این بار فقط در ۱۶ کودک فاقد جسم پینه‌ای)، تفاوت معناداری بین دو گروه وجود نداشت. حتی بدون جسم پینه‌ای، قسمت‌های مختلف مغز کودکان هنوز فعالانه با مناطق دیگر مغز ارتباط داشتند؛ هم درون نیمکره‌ها و هم بین نیمکره‌ها. این اتصال عملکردی با همتایان سالم آن‌ها که دارای جسم پینه‌ای طبیعی بودند، قابل مقایسه بود. این نتیجه باز هم نشان می‌دهد چگونه انعطاف‌پذیری مغز می‌تواند بر آنچه در اولین برداشت، نقایص ساختاری در توسعه‌ی مغز به نظر می‌رسد، غلبه کند. سیفردی می‌گوید:
ما فکر می‌کنیم مکانیسم‌های انعطاف‌پذیری مانند تقویت ارتباطات ساختاری درون هر نیمکره، فقدان تارهای عصبی میان نیمکره‌ها را جبران کند. اتصالات جدیدی ایجاد می‌شود و سیگنال‌ها می‌توانند از مسیر دیگری هدایت شوند به‌طوری که ارتباط میان دو نیمکره حفظ شود.
پژوهشگران با تمرکز روی کودکان فاقد جسم پینه‌ای و نتایج آزمون آن‌ها همچنین کشف کردند که اتصالات ساختاری بزرگ‌تر درون نیمکره‌ها با نتایج یادگیری، حافظه‌ی کاری و حافظه‌ی بلندمدت و توجه بهتر همراه بود.
اگرچه ممکن است تعداد کودکان شرکت‌کننده در این مطاله کم به نظر برسد، برای پژوهش در این زمینه قابل توجه است. علاوه‌بر‌این، مطالعات معدودی وجود دارد که همچون مطالعه‌ی حاضر، تصویربرداری مغز را با پیامدهای رفتاری درکنار هم قرار داده باشد. برخی از کودکان مورد مطالعه علاوه‌بر اینکه دچار فقدان جسم پینه‌ای بودند، ناهنجاری‌های مغزی دیگری نیز داشتند؛ البته سطوح انعطاف‌پذیری مغزی این کودکان با هم‌گروهی‌هایشان مشابه بود.
به‌طور کلی، پدیده‌ی توصیف‌شده نمونه‌ای چشمگیر از انعطاف‌پذیری مغز است و یافته‌های جدید می‌تواند توضیح دهد چرا برخی از کودکانی که دچار این وضعیت استثنایی هستند، نسبت به دیگران عملکرد بسیار بهتری دارند.
این پژوهش در مجله‌ی Cerebral Cortex منتشر شد.