Amputees rapporteer dikwels die verskynsel van "phantom limbs", waar hulle nog steeds die teenwoordigheid van ontbrekende vingers, hande, arms, voete of bene kan herken, en selfs voel pyn waar die geamputeerde dele een keer was. Tot dusver het die wetenskap geen verduideliking vir hierdie verskynsel gehad nie.

Nou, met behulp van ultra-hoë resolusie beelding, navorsers van die Oxford Universiteit in staat was om die brein van amputees te ondersoek om te sien hoe hul brein verander na die verlies van 'n arm. Om die brein op hierdie vlak van detail te sien, het vir die eerste keer onthul dat die brein van amputees 'n ongelooflike gedetailleerde kaart van die ontbrekende hand- en individuele vingers behou. Die bestaan ​​van hierdie gedetailleerde handkaart in die brein - dekades na amputasie - kan deel wees van die verduideliking van die fenomeen-fenomeen.

Sensoriese ontneming, byvoorbeeld by mense wat blindheid, doofheid, of amputasie ervaar, is lank reeds 'n vrugbare laan vir wetenskaplikes wat breinplastisiteit bestudeer. Loodnavorser Sanne Kikkert, saam met haar kollegas van die Hand en Brain Lab gelei deur medeprofessor Tamar Makin, het voordeel getrek uit een aspek van die fenomeen-fenomenale fenomeen waar amputees nie net die teenwoordigheid of sensasie in die ontbrekende ledemaat kan voel nie, maar kan ook hul fantoomhand "beheer". Deur individue te vra om hul fantoomvinger individueel te beweeg terwyl hul brein gescan is, kan die voorstelling van die fantoomhand in die brein in detail uitgewerk word.

Vorige navorsing het getoon dat beweeg die fantoomhand skep aktiwiteit in die brein van amputees, maar tot nou toe was dit moeilik om te sê wat hierdie aktiwiteit werklik verteenwoordig. Dit is moeilik om byvoorbeeld te bewys dat die breinaktiwiteit die bestaan ​​van 'n kaart van die ontbrekende hand aandui, in teenstelling met sommige abnormale aktiwiteit as gevolg van die amputasie.

Kikkert se studie toon dat fantoomhandaktiwiteitspatrone belangrike kenmerke van "normale" handverteenwoordiging bevat, byvoorbeeld die ruimtelike uitleg van die vingers in verhouding tot mekaar. Trouens, die span was in staat om te bewys dat die handkaarte van die spookhande goed binne die omvang van dié wat in 'n kontrole steekproef van tweehandige deelnemers gevind is, gevind is. Aangesien die gesampliseerde amputees jare vantevore hul hande tussen 25 en 31 verloor het, is dit redelik ongelooflik.

Breinbeeldvorming toon gedetailleerde kaarte van die individuele vingers van die hand in amputees (onderkant) wat opwindend soortgelyk is in vergelyking met die handkaarte van die tweehandige beheerdeelnemers (bo). Skrywer verskafIn hul referaat, gepubliseer in die joernaal eLife, die navorsers was ook in staat om ander, meer triviale verklarings vir fantoom brein aktiwiteit te weerlê. Hulle het getoon dat die phantom hand aktivering nie net voortspruit uit die aktivering van spiere of senuwees in die oorblywende ledemaat van die amputees nie. Byvoorbeeld, die handkaarte bly dieselfde in amputees wat hierdie spiere ontbreek (as gevolg van amputasie bo die elmboog) of wat glad nie insette aan die ledemaat kon stuur nie (weens senuweeskade). Dit bly egter steeds 'n raaisel of die brein se bewaarde handkaart die sensasies van die spookliem veroorsaak, of die sensasies self die handkaart in die brein bewaar.

Hoe die gees die liggaam sien

Hierdie bevindings is dubbel opwindend omdat hulle in teenstelling staan ​​met tradisionele wysheid oor hoe die sensoriese liggaamsplan in die brein gegenereer en onderhou word. Hierdie sensoriese kaart staan ​​bekend as die somatosensoriese homunculus (van die Grieks vir "klein man"), en dit het lank gefassineerde wetenskaplikes as gevolg van sy hoogs georganiseerde struktuur. Georganiseer, deurdat die liggaamsdele in die brein in 'n baie soortgelyke manier uitgelê word hoe dit op die liggaam is:

'N Diagram van die' sensoriese homunculus ', wat uitbeeld hoe dele van die liggaam na die brein gekarteer word (in dwarssnit getoon). OpenStax Kollege / Rys Universiteit, CC BYDaar is lank geglo dat hierdie kaart 'n konstante stroom van sensoriese insette van die liggaam benodig om sy organisasie te behou. Hierdie idee is ondersteun deur aansienlike diernavorsing wat toon dat wanneer 'n ledemaat geamputeer word, die areas van die liggaam naby aan daardie ledemaat op die homunculus invade en oorskryf die gebied van die ontbrekende ledemaat.

Soortgelyke herorganisasie is in mense gedokumenteer. 'N 2013 bestudeer deur Tamar Makin en kollegas het getoon dat volgende amputasie die oorblywende hand die breingebied van die ontbrekende hand kap. Hulle studie het ook getoon dat hierdie oorname verband hou met die manier waarop die deelnemers hul liggame gebruik: hoe meer amputees hul oorblywende hand gebruik om daaglikse aktiwiteite te voltooi, hoe meer die hand die breinhulpbronne van die ontbrekende hand opgetel het, waarskynlik die oorbenutting van die ongeskonde hand.

Kikkert het soortgelyke herorganisasie in haar groep amputees gevind in die ontbrekende handgebied van die brein, sowel as die gedetailleerde handkaarte. Dit beteken dat die amptelike funksionaliteit van hierdie breinarea nie net na amputasie gehandhaaf word nie, maar dit blyk ook gehandhaaf te word ten spyte van die herorganisasie wat ook plaasvind - 'n feit wat nog nie erken is nie.

Dit kan gebruik word in 'n pragtige wonderlike tegnologie wat ontwikkel is vir amputees en gestremde individue: "neuroprostetika" verwys na kunsmatige ledemate wat direk deur die brein beheer word, gewoonlik deur elektrodes wat in die korteks ingeplant word. Die handkaarte wat in die brein bewaar word, kan na ontnugtering ontgin word om individuele vingerbeweging vir hierdie breinmasjienkoppelvlakke toe te laat.

Soos die span rapporteer, bevind hul bevindings die vraag wat met 'n kortikale gebied gebeur sodra die belangrikste insette verwyder word. "En stel nuwe moontlikhede vir dieper verduidelikings van die homunculus in ons almal voor.

Oor Die Skrywer

Harriet Dempsey-Jones, Navorser in Kliniese Neurowetenskappe, Universiteit van Oxford

Hierdie artikel is oorspronklik gepubliseer op Die gesprek. Lees die oorspronklike artikel.

verwante Boeke

at InnerSelf Market en Amazon