Zinātnieki Ir Noskaidrojuši, Kāpēc Smadzenes Nevar Aizmirst Amputētās Ekstremitātes - Alternatīvs Skats

Satura rādītājs:

Zinātnieki Ir Noskaidrojuši, Kāpēc Smadzenes Nevar Aizmirst Amputētās Ekstremitātes - Alternatīvs Skats
Zinātnieki Ir Noskaidrojuši, Kāpēc Smadzenes Nevar Aizmirst Amputētās Ekstremitātes - Alternatīvs Skats

Video: Zinātnieki Ir Noskaidrojuši, Kāpēc Smadzenes Nevar Aizmirst Amputētās Ekstremitātes - Alternatīvs Skats

Video: Zinātnieki Ir Noskaidrojuši, Kāpēc Smadzenes Nevar Aizmirst Amputētās Ekstremitātes - Alternatīvs Skats
Video: Fitnesa treneres Ingas Bogdanovas ieteiktie vingrinājumi rīta rosmei 2024, Marts
Anonim

Cilvēki ar invaliditāti bieži ziņo par "fantoma sāpēm" vai "fantoma ekstremitātēm", kad viņi izjūt trūkstošo pirkstu, roku, kāju vai kāju klātbūtni un reizēm pat izjūt sāpes vienreiz amputētās ekstremitātēs. Līdz šim zinātne nekādi nevarēja izskaidrot šo parādību. Bet tagad, izmantojot īpaši augstas izšķirtspējas attēlus, Oksfordas universitātes zinātnieki varēja izpētīt amputēto smadzenes un redzēt, kā viņu smadzenes mainās pēc rokas zaudēšanas. Smadzeņu detaļas tik augstā līmenī pirmo reizi atklāja pārsteidzošu lietu: amputētā smadzenes saglabā neticami detalizētu trūkstošās rokas un atsevišķo pirkstu karti.

Šīs detalizētās rokas kartes esamība smadzenēs - pat gadu desmitiem pēc amputācijas - var daļēji izskaidrot fantoma ekstremitāšu parādību.

Sensora nepietiekamība cilvēkiem, kuri, piemēram, ir pieredzējuši aklumu, kurlumu vai amputāciju, jau sen ir bijis auglīgs lauks smadzeņu plastiskuma izpētei. Vadošā pētniece Sanna Kikkert un viņas kolēģi Roku un smadzeņu laboratorijā asociētās profesores Tamāras Makinas vadībā par pamatu savam pētījumam ņēma vērā fantoma ekstremitāšu fenomena vienu aspektu, kad amputētie ne tikai uztver klātbūtni vai sajūtas trūkstošajā ekstremitātē, bet arī var “kontrolēt” savu fantoma roku. Lūdzot cilvēkus individuāli pārvietot fantoma pirkstus, vienlaikus skenējot smadzenes, zinātnieki varēja sastādīt detalizētu fantoma rokas attēlojuma smadzenēs karti.

Iepriekšējie pētījumi parādīja, ka fantoma rokas pārvietošana rada aktivitāti amputētā smadzenēs, taču līdz šim bija grūti pateikt, kas īsti ir šī darbība. Piemēram, ir grūti pierādīt, ka smadzeņu darbība norāda uz trūkstošas rokas kartes esamību, nevis kādu patoloģisku darbību, ko izraisa amputācija.

Kickerta pētījumi rāda, ka fantoma rokas aktivitātes modeļos ir svarīgas “normāla” rokas attēlojuma pazīmes, piemēram, pirkstu telpiskais izvietojums attiecībā pret otru. Komanda spēja parādīt, ka fantoma ekstremitāšu roku kartes ir diapazonā, kas norādīts divu roku dalībnieku kontroles paraugā. Ņemot vērā, ka subjekti zaudēja ieročus pirms 25 līdz 31 gadiem, tas ir neticami.

Image
Image

Žurnālā eLife publicētajā dokumentā zinātnieki spēja atspēkot arī vairākus citus, vairāk triviālos skaidrojumus par fantoma smadzeņu darbību. Viņi parādīja, ka fantoma rokas aktivizēšana nav vienkāršs celma muskuļu vai nervu aktivitātes rezultāts, kas paliek pēc amputācijas. Piemēram, amputētajiem, kuri zaudēja muskuļus (amputācijas dēļ virs elkoņa), roku kartes palika tādas pašas kā tām, kuras vispār nevarēja nosūtīt vai saņemt signālus no ekstremitātes (nervu bojājuma dēļ). Neskatoties uz to, joprojām ir noslēpums, vai smadzenēs glabātā rokas karte izraisa ekstremitāšu fantomas sajūtas, vai arī pašas sajūtas saglabā roku karti smadzenēs.

Reklāmas video:

Kā smadzenes redz ķermeni

Šie rezultāti ir divtik interesanti, jo tie ir pretrunā ar parasto gudrību par to, kā smadzenes veido un uztur ķermeņa maņu karti. Šo maņu karti sauc par somatosensorisko homunculus (no grieķu valodas nozīmē “mazais cilvēks”), un tā jau sen ir pārsteigusi zinātniekus ar ļoti labi organizēto struktūru. Organizēts tā, ka smadzenes kroka ķermeņa daļas ir ļoti līdzīgas tam, kā tās atrodas uz ķermeņa:

Image
Image

Jau sen tiek domāts, ka šai kartei ir nepieciešama pastāvīga maņu ievadīšanas plūsma no ķermeņa, lai tā būtu organizēta. Šo ideju atbalstīja ievērojams skaits pētījumu ar dzīvniekiem, kas parādīja, ka, amputējot ekstremitāti, ķermeņa apvidū, kas atrodas uz homunculus, iebrūk un pārraksta trūkstošās ekstremitātes teritoriju.

Līdzīga reorganizācija tika konstatēta cilvēkiem. Tamāra Makina un kolēģu 2013. gada pētījumā tika atklāts, ka pēc amputācijas smadzenes atlikušo teritoriju atņem no trūkstošās rokas. Viņu pētījums arī parādīja, ka šī saķere bija saistīta ar veidu, kā subjekti izmantoja savu ķermeni: jo vairāk amputētais izmantoja atlikušo roku ikdienas aktivitātēm, jo vairāk šī roka aizņēma trūkstošās rokas smadzeņu resursus, iespējams, lai atbalstītu neskartās rokas pārmērīgu izmantošanu.

Kikerts savā amputēto grupā smadzenēs trūkstošās rokas rajonā atrada līdzīgu reorganizāciju, kā arī sīkas roku kartes. Tas nozīmē, ka pēc amputācijas šis smadzeņu apgabals ne tikai paliek funkcionāls, bet arī tiek uzturēts, neskatoties uz sekojošo reorganizāciju - šis fakts iepriekš nav atzīts.

Faktiski to var izmantot, lai radītu pārsteidzošas tehnoloģijas, kas īpaši paredzētas kropļiem un invalīdiem: "neiroprotezes", kuras tieši kontrolē smadzenes, parasti caur elektrodiem, kas implantēti smadzeņu garozā. Rokas karti, kas saglabāta pēc amputācijas, var izmantot, lai vadītu atsevišķus pirkstus šajos neirokomputeru interfeisos.

ILYA KHEL