Noua cercetare poate ajuta la dezvoltarea brațelor robotice. UfaBizPhoto/Shutterstock

Majoritatea oamenilor care și-au pierdut un membru încă îi simt prezența zeci de ani mai târziu. Acest fenomen, numit „membrul fantomă”, a fost mult timp un mister. Dar, cu o nouă scanare a creierului cu rezoluție ultra-înaltă, acum putem căuta în interiorul creierului persoanelor amputate indicii ascunse anterior. Am arătat recent trei cazuri izbitoare de amputate cu hărți incredibil de detaliate reprezentând toate cele cinci degete lipsă din creier.

Dar de ce persistă aceste hărți, în ciuda deceniilor fără nicio contribuție din partea membrului lipsă? Într-un nou studiu, publicat în revista eLife, am dezvăluit acum că cantitatea pe care o persoană își poate „mișca” în mod intenționat membrul fantomă este esențială pentru a determina cât de asemănătoare este harta mâinilor lipsă a creierului lor cu cea a celor care au două mâini. Studiul nostru arată că membrele fantomă nu sunt doar o ciudățenie interesantă, ci un fenomen care poate fi valorificat pentru a pune întrebări fără răspuns anterior despre creier.

Dacă o persoană este suficient de nefericită încât să-și piardă un braț, multe se vor schimba. Cum iti pui ciorapii? Sau deschide o sticlă de băutură? Ceea ce ar putea fi mai puțin în mintea unei persoane (iertați jocul de cuvinte) este modul în care pierderea unui braț îi poate schimba creierul.

Există o serie de bunuri ale creierului care odată controla mișcarea și senzația membrului pierdut. Deci, ce fac acele bucăți de creier acum? Aceasta poate fi o întrebare surprinzător de greu de răspuns. În mod normal, pentru a explora zona „brațului” a creierului – cu imagistica creierului, de exemplu – am face-o atingeți sau mișcați brațul respectiv. Dacă acel braț lipsește, aceasta reprezintă o problemă.

De-a lungul deceniilor de cercetare în mare parte pe animale, cercetătorii au atins și au mișcat părțile rămase ale corpului pentru a vedea dacă ceva pare să pătrundă în această zonă lipsă a mâinii. Acest lucru ne-a arătat că, dacă, de exemplu, o maimuță pierde un deget mijlociu, zona creierului (care odată controla degetul mijlociu) este preluată. aproape instantaneu langa degetele arătător și inelar vecine. Este o invazie de teritoriu la fel ca un joc corporal de Risc.

Această cercetare a pictat o imagine în care hărțile vechi ale corpului par să fie șterse și spațiul valoros al creierului redistribuit pentru a sprijini membrele care rămân. Dar acest lucru se dovedește a fi departe de întreaga poveste.

Lecții de fantomă

Deoarece animalelor le este greu să ne spună ce simt, doar prin cercetările umane – în mare parte recente – am aflat despre fantomele părților pierdute ale corpului care bântuie creierul persoanelor amputate, și perspectivele surprinzătoare pe care le oferă științei.

Imagistica creierului dezvăluie hărți detaliate ale degetelor individuale ale mâinii la persoanele amputate (de jos), care sunt surprinzătoare similare în comparație cu hărțile mâinilor participanților de control cu ​​două mâini (sus). Autorul a oferit

Mulți oameni nu realizează că persoanele amputate nu numai că își pot simți membrele fantomă, ci și majoritatea le simt control bun asupra mișcării lor. Am arătat anterior că le-am cerut persoanelor amputate să-și miște degetele fantomă în scaner rezultă hărți frumoase ale degetelor individuale (lipsă) (vezi imaginea de mai sus). Cu toate acestea, persoanele amputate din acel studiu au fost selectate special pentru că aveau fantome foarte vii. Acest lucru ne face să ne întrebăm, sunt aceste senzații fantomă care mențin în viață membrul lipsă în creier?

Pentru a răspunde la asta, noi recent a scanat un grup mare de persoane amputate cu diferite niveluri de senzație fantomă, mișcare fantomă și durere fantomă. Am descoperit că măsura în care o persoană își putea mișca degetele fantomă a fost cel mai bun indicator al cât de asemănătoare era harta unei persoane cu două mâini.

În mod surprinzător, mișcarea fantomă a fost mai importantă în prezicerea organizării acestor hărți ale mâinilor decât simpla intensitate a senzațiilor fantomă - cât de mult își puteau simți degetele lipsă. Am fost, de asemenea, surprinși să aflăm că aceste hărți lipsă ale mâinilor rămân chiar și la oamenii care nu au senzații fantomă puține, ceea ce indică faptul că aceste hărți sunt incredibil de stabile odată ce s-au format.

În cele din urmă, am vrut să știm ce se întâmplă în zona brațului lipsă a persoanelor născute fără un membru (congenital one-handers). Aici, însă, am avut o problemă: oamenii născuți fără membre nu experimentați de obicei senzații fantomă (deși asta este putin controversata). Acest lucru a însemnat că nu le-am putut cere acestor participanți să-și mute fantoma în scaner, așa cum am făcut cu cei amputați.

Cererea persoanelor congenitale cu o singură mână să-și imagineze mișcându-și brațul lipsă în scaner a produs foarte puțină activitate asemănătoare mâinii (dintre care majoritatea credem că pot fi legate de aspectele vizuale a sarcinii noastre). Dar ca să privim mai profund, aveam nevoie de o nouă tactică.

Când vă mișcați mâna dreaptă, aceasta activează propria hartă a mâinii drepte în partea stângă (opusă) a creierului. Cu toate acestea, mișcarea mâinii drepte provoacă și modificări ale activității care ne permit să vedem harta mâinii stângi nemișcate pe cealaltă parte a creierului.

Deci, făcându-i pe participanții noștri cu o singură mână să-și miște mâna intactă, am putea surprinde o privire indirectă asupra hărții mâinilor lipsă. Când persoanele amputate și persoanele cu două mâini și-au mișcat mâna intactă, am văzut o hartă a mâinii cu aspect foarte normal pe partea mâinii lipsă. Participanții născuți fără o mână nu au arătat o astfel de activitate, dându-ne o nouă încredere că într-adevăr nu există nicio hartă a mâinilor acolo.

Membrele fantomă ne captează atenția pentru că sunt fascinante și bizare. Dar și valoarea lor științifică devine din ce în ce mai clară. Cercetarea noastră ridică întrebarea dacă oamenii ar putea să-și antreneze în mod explicit mâna fantomă pentru a-și restabili hărțile cu degetele la o stare mai normală. Acest lucru poate părea inutil, dar oamenii de știință de la Universitatea Pitt din SUA implantează în prezent electrozi în hărțile degetelor lipsă ale pacienților paralizați, permițându-le să controlați și simțiți degetele individuale ale unei mâini robotizate. Ar putea fi în curând timpul pentru antrenamentul mâinii fantomă.

Despre autor

Harriet Dempsey-Jones, cercetător postdoctoral în neuroștiințe cognitive, UCL

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.

Cărți conexe

at InnerSelf Market și Amazon