Ampuutit kertovat usein ”phantom-raajojen” ilmiöstä, jossa he voivat silti tuntea puuttuvien sormien, käsien, käsivarsien, jalkojen tai jalkojen läsnäolon ja jopa tuntea kipua, kun amputoidut osat olivat kerran. Tähän mennessä tiede ei ole selittänyt tätä ilmiötä.

Nyt, käyttämällä erittäin korkean resoluution kuvantamista, Oxfordin yliopiston tutkijat ovat voineet tutkia ampuutien aivot nähdäkseen, miten heidän aivonsa muuttuvat käsivarren häviämisen jälkeen. Aivojen näkeminen tällä yksityiskohtaisella tasolla on paljastanut ensimmäistä kertaa, että amputeiden aivot säilyttävät uskomattoman yksityiskohtaisen kartan puuttuvista käsistä ja yksittäisistä sormista. Tämän yksityiskohtaisen käsikartan olemassaolo aivoissa - vuosikymmenten kuluttua amputoinnista - voisi olla osa fantomaattisen raajan ilmiön selitystä.

Aistinpuute, esimerkiksi sokeutta, kuuroutta tai amputointia kokeneilla ihmisillä, on pitkään ollut hedelmällinen aivojen plastisuutta tutkiville tutkijoille. Johtava tutkija Sanne Kikkert, kollegoidensa kanssa Käsi- ja aivolaboratorio apulaisprofessorin Tamar Makinin johdolla hyödynnettiin fantomaattisen raajan ilmiön yhtä näkökohtaa, jossa ampuutit eivät vain tunne puuttuvan raajan läsnäoloa tai tuntemusta, vaan voivat myös "hallita" myös fantomikättään. Pyytämällä yksilöitä siirtämään omia sormiaan yksilöllisesti, kun heidän aivonsa on skannattu, fantomikäden esittäminen aivoissa voidaan kartoittaa yksityiskohtaisesti.

Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että Phantom-käden siirtäminen luo aktiivisuutta ampuutien aivoissa, mutta tähän asti on ollut vaikea sanoa, mitä tämä toiminta todella edustaa. Esimerkiksi on vaikea todistaa, että aivotoiminta osoittaa kadonneen käden kartan olemassaoloa, toisin kuin jotakin epänormaalia aktiivisuutta, joka johtuu amputoinnista.

Kikkertin tutkimus osoittaa, että phantom-käden aktiivisuusmallit sisältävät tärkeitä "normaalin" käsiesityksen tunnusmerkkejä, esimerkiksi sormien tilasuunnittelua suhteessa toisiinsa. Itse asiassa joukkue pystyi osoittamaan, että fantomikäsien käsikartat olivat hyvin kahden käden osallistujan kontrollinäytteessä olevien joukossa. Ottaen huomioon, että näytteenotetut amputeet menettivät kätensä 25in ja 31in välillä jo aiemmin, tämä on varsin uskomatonta.

Aivojen kuvantaminen paljastaa yksityiskohtaiset kartat käden yksittäisistä sormista ampuuteissa (alareunassa), jotka ovat hämmästyttäviä samankaltaisia ​​kuin käsikäyttöiset kahden käden ohjausosapuolet (alkuun). Tekijä toimittiKirjassaan julkaistu lehdessä eLife, tutkijat pystyivät myös kumottamaan joitakin muita, vähäisempiä selityksiä fantoma-aivotoiminnasta. He osoittivat, että phantom-käden aktivointi ei johda pelkästään lihasten tai hermojen aktivoitumiseen amputeoiden jäljellä olevaan osaan. Esimerkiksi käyntikartat pysyivät samoina ampuesseissa, jotka puuttivat näitä lihaksia (johtuen kyynärpään yläpuolisesta amputaatiosta) tai jotka eivät voineet lähettää tai vastaanottaa syötteitä raajaan ollenkaan (hermovaurion vuoksi). On kuitenkin edelleen arvoitus siitä, onko aivojen säilynyt käsikartta aiheuttanut fantomaattisen raajan tunteita, vai onko tunteet itsessään säilyttäneet käsikartan aivoissa.

Miten mieli näkee kehon

Nämä havainnot ovat kaksinkertaisesti jännittäviä, koska ne ovat toisin kuin perinteinen viisaus siitä, miten aivoissa oleva aistien kehon kartta luodaan ja ylläpidetään. Tämä aisteellinen kartta tunnetaan nimellä somatosensorinen homunculus (kreikkalaiselta ”pikkumieheltä”), ja se on jo pitkään kiehtonut tutkijoita sen hyvin organisoidun rakenteen vuoksi. Järjestetty siten, että kehon osat on sijoitettu aivoihin hyvin samalla tavalla kuin ne ovat kehossa:

Kaavio "aistinvaraisesta homunculuksesta", jossa kuvataan, miten kehon osat on kartoitettu aivoihin (esitetty poikkileikkauksena). OpenStax College / Rice University, CC BYJo kauan on uskottu, että tämä kartta tarvitsee jatkuvaa aistinvaraisen virran kehoa organisaation ylläpitämiseksi. Tätä ajatusta tukivat huomattavat eläintutkimukset, jotka osoittivat, että kun raajan amputoituminen, kehon alueet lähellä kyseistä osaa homunculuksessa tunkeutua ja korvata puuttuvan rajan alue.

Samankaltainen uudelleenjärjestely on dokumentoitu ihmisillä. A 2013 opiskella Tamar Makin ja kollegat osoittivat, että amputoinnin jälkeen jäljellä oleva käsi kaataa puuttuvan käden aivojen alueen. Heidän tutkimuksensa osoitti myös, että tämä siirto liittyi siihen, miten osallistujat käyttävät kehoaan: mitä enemmän ampuutit käyttivät jäljellä olevaa kättään päivittäisten toimintojen loppuunsaattamiseksi, sitä enemmän tämä käsi otti puuttuvan käden aivoresurssit, luultavasti tukeakseen ehjä käsi.

Kikkert löysi samanlaisen uudelleenjärjestelyn aivojen puuttuvassa kädessä olevissa ampuutiryhmissään sekä yksityiskohtaiset käsikartat. Tämä tarkoittaa, että seuraava amputointi ei ainoastaan ​​takaa tämän aivojen alueen alkuperäisen toiminnallisuuden, vaan se näyttää säilyvän huolimatta myös tapahtuvasta uudelleenjärjestelystä - tosiasia, jota ei ole aikaisemmin tunnistettu.

Tätä voitaisiin käyttää joissakin melko hämmästyttävissä teknologioissa, jotka on kehitetty amputeille ja vammaisille: "neuroproteettiset" viittaa keinotekoiset raajat, joita aivot ohjaavat suoraan, yleensä aivokuoreen implantoitujen elektrodien kautta. Amputoinnin jälkeen aivoissa säilytettyjä käsikarttoja voitaisiin hyödyntää yksittäisten sormien liikkumisen sallimiseksi näille aivokoneen rajapinnoille.

Tiimiraportin mukaan niiden havainnot "avaavat uudelleen kysymyksen siitä, mitä kortikaaliselle alueelle tapahtuu sen tärkeimpien panosten poistamisen jälkeen" - ja tuovat uusia mahdollisuuksia syvempiin selityksiin homunculuksesta meidän kaikkien sisällä.

Author

Harriet Dempsey-Jones, kliinisten neurotieteiden tutkija, Oxfordin yliopisto

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

at InnerSelf Market ja Amazon