Tutkijat Ovat Selvittäneet, Miksi Aivot Eivät Voi Unohtaa Amputoitua Raajaa - Vaihtoehtoinen Näkymä

Sisällysluettelo:

Tutkijat Ovat Selvittäneet, Miksi Aivot Eivät Voi Unohtaa Amputoitua Raajaa - Vaihtoehtoinen Näkymä
Tutkijat Ovat Selvittäneet, Miksi Aivot Eivät Voi Unohtaa Amputoitua Raajaa - Vaihtoehtoinen Näkymä

Video: Tutkijat Ovat Selvittäneet, Miksi Aivot Eivät Voi Unohtaa Amputoitua Raajaa - Vaihtoehtoinen Näkymä

Video: Tutkijat Ovat Selvittäneet, Miksi Aivot Eivät Voi Unohtaa Amputoitua Raajaa - Vaihtoehtoinen Näkymä
Video: 29-vuotiaan Henrin traaginen tarina: kaikki raajani amputoitiin! 2024, Maaliskuu
Anonim

Vammaiset ihmiset ilmoittavat usein "phantom-kipu" tai "phantom raajojen" ilmiö, kun he havaitsevat puuttuvien sormien, kädet, jalat tai säärit ja joskus jopa tuntevat kipua kerran amputoituneissa raajoissa. Toistaiseksi tiede ei voinut selittää tätä ilmiötä millään tavalla. Mutta nyt, käyttämällä erittäin korkearesoluutioisia kuvia, Oxfordin yliopiston tutkijat pystyivät tutkimaan amputoituneiden aivot ja näkemään, kuinka heidän aivonsa muuttuvat käden menettämisen jälkeen. Aivojen yksityiskohdat niin korkealla tasolla paljastivat ensimmäistä kertaa hämmästyttävän: amputoidun aivot säilyttävät uskomattoman yksityiskohtaisen kartan puuttuvasta kädestä ja yksittäisistä sormista.

Tämän yksityiskohtaisen käsikartan olemassaolo aivoissa - jopa vuosikymmenien ajan amputoinnin jälkeen - saattaa selittää osittain haarojen raajojen ilmiön.

Aistinpuute ihmisillä, jotka ovat esimerkiksi kokeneet sokeutta, kuuroutta tai amputaatiota, ovat jo kauan olleet hedelmällinen kenttä aivojen plastisuuden tutkimiseen. Johtava tutkija Sanna Kikkert ja hänen kollegansa käsi- ja aivolaboratoriossa, jota johtaa apulaisprofessori Tamara Makin, ottivat tutkimuksen pohjalta yhden phantom-raajojen ilmiön näkökohdan, kun amputoidut eivät vain aisti läsnäoloa tai tunteita puuttuvassa raajassa, vaan voivat myös”hallita” fantomikättään. Kysymällä ihmisiä siirtämään fantomisormejaan erikseen samalla kun skannataan aivojaan rinnakkain, tutkijat pystyivät laatimaan yksityiskohtaisen kartan fantomikäden esityksestä aivoissa.

Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että phantom-käden liikuttaminen luo toimintaa amputoidun aivoihin, mutta toistaiseksi on ollut vaikea sanoa, mikä tämä toiminta on. Esimerkiksi, on vaikea todistaa, että aivojen toiminta osoittaa puuttuvan käsikortin olemassaolon eikä amputaation aiheuttaman epänormaalin toiminnan sijaan.

Kickertin tutkimus osoittaa, että phantom-käden toimintamallit sisältävät tärkeitä piirteitä käden “normaalissa” esityksessä, kuten sormien paikallinen sijoittelu toisiinsa nähden. Ryhmä pystyi osoittamaan, että haarojen raajojen käsikartat olivat kahden käden osallistujien kontrollinäytteessä ilmoitetulla alueella. Kun otetaan huomioon, että koehenkilöt menettivät aseensa 25–31 vuotta sitten, tämä on uskomatonta.

Image
Image

ELife-lehdessä julkaistussa artikkelissa tutkijat pystyivät myös kumottamaan useita muita, triviaalimpia selityksiä fantomi-aivojen toiminnalle. He osoittivat, että phantom-käsivarsien aktivointi ei ole yksinkertainen seuraus kannan lihaksen tai hermon aktiivisuudesta, joka on jäljellä amputoinnin jälkeen. Esimerkiksi amputeeissa, jotka menettivät lihaksensa (kyynärpään yläpuolella tapahtuvan amputaation vuoksi), käsikartat pysyivät samoina kuin niillä, jotka eivät pystyneet lähettämään tai vastaanottamaan signaaleja raajasta ollenkaan (hermovaurion takia). Siitä huolimatta on edelleen mysteeri, aiheuttaako aivoihin tallennettu käsikartta raajan fantomituntemuksia vai säilyttävätkö aistit itse käsikartan aivoissa.

Mainosvideo:

Kuinka aivot näkevät kehon

Nämä tulokset ovat kaksinkertaisesti mielenkiintoisia, koska ne ovat ristiriidassa tavanomaisen viisauden kanssa sen suhteen, kuinka aivot muodostavat ja ylläpitävät kehon aistien karttaa. Tätä aistikarttaa kutsutaan somatosensoriseksi homunculukseksi (kreikan kielestä "pieni ihminen") ja se on jo kauan yllättänyt tutkijoita erittäin organisoidulla rakenteellaan. Organisoitu siten, että aivot taittavat ruumiinosat hyvin samanlaisilta kuin ne sijaitsevat kehossa:

Image
Image

Jo pitkään on ajateltu, että tämä kartta tarvitsee jatkuvan aistien virtauksen kehosta pitääkseen sen järjestäytyneenä. Tätä ajatusta on tukenut merkittävä joukko eläintutkimuksia, jotka osoittavat, että kun raaja amputoidaan, homunculuksen lähellä olevat kehon alueet hyökkäävät ja korvaavat puuttuvan raajan alueen.

Samanlainen uudelleenorganisointi havaittiin ihmisillä. Tamar Makinin ja hänen kollegoidensa vuonna 2013 tekemässä tutkimuksessa havaittiin, että amputaation jälkeen aivot vievät jäljellä olevan alueen puuttuvasta kädestä. Heidän tutkimuksensa osoitti myös, että tämä ote liittyi tapaan, jolla koehenkilöt käyttivät vartaloaan: mitä enemmän amputoitu henkilö käytti jäljellä olevaa käsivartta päivittäisiin toimintoihin, sitä enemmän käsivarsi otti puuttuvan käsivarren aivoresurssit mahdollisesti tukemaan ehjän käsivarsin ylikäyttöä.

Kickert löysi samanlaisen uudelleenjärjestelyn amputeerausryhmästään aivon puuttuvan käsivarren alueelta, samoin kuin yksityiskohtaiset käsikartat. Tämä tarkoittaa, että amputaation jälkeen tämä aivoalue ei vain pysy toiminnassa, vaan se myös ylläpidetään huolimatta myöhemmistä uudelleenjärjestelyistä - tätä tosiasiaa ei ole aiemmin tunnistettu.

Itse asiassa sitä voidaan käyttää luomaan hämmästyttäviä tekniikoita erityisesti raajoille ja vammaisille: "neuroproteesit", joita suoraan aivot hallitsevat, yleensä aivokuoreen implantoitujen elektrodien kautta. Amputaation jälkeen tallennettua käsikarttaa voidaan käyttää yksittäisten sormien ajamiseen näissä neurotietokoneiden rajapinnoissa.

ILYA KHEL