Чому мозок не може забути ампутовану кінцівку
Відео: Як тренуватися при ВСД (вегето-судинна дистонія)
Інваліди часто повідомляють про феномен «фантомного болю», або «фантомних кінцівок», коли вони відчувають присутність відсутніх пальців, кистей рук, ніг або гомілок, а іноді навіть відчувають біль в колись ампутованих кінцівках. До сих пір наука ніяк не могла пояснити це явище. Однак тепер, використовуючи знімки надвисокої роздільної здатності, вчені Оксфордського університету змогли вивчити мозок ампутантів і побачили, як змінюються їхні мізки після втрати руки. Деталізація мозку на такому високому рівні вперше виявила дивовижне: мозок ампутанта зберігає неймовірно детальну карту відсутньої руки і окремих пальців.
Існування цієї докладної карти руки в головному мозку - навіть через десятиліття після ампутації - може частково пояснити явище фантомної кінцівки.
Відео: Реальний Контакт з Тонким Світом!
Сенсорна депривація у людей, наприклад, які зазнали сліпоту, глухоту або ампутацію, давно стала плідним полем для дослідження пластичності мозку. Провідний дослідник Санна Кіккерт і її колеги з Лабораторії рук і мозку під керівництвом доцента Тамара Макина взяли за основу вивчення один з аспектів явища фантомної кінцівки, коли ампутанти не тільки відчувають присутність або почуття в якої бракує кінцівки, але і можуть «керувати» своєї фантомної рукою. Попросивши людей рухати своїми фантомними пальцями окремо, паралельно скануючи їх мозок, вченим вдалося скласти докладну карту уявлення фантомної руки в мозку.
Попередні дослідження показали, що переміщення фантомної руки створює активність в мозку ампутанта, але до сих пір було важко сказати, що саме являє собою ця активність. Наприклад, важко довести, що активність мозку вказує на існування карти відсутньої руки, а не є якийсь аномальної активністю, викликаної ампутацією.
Дослідження Кіккерт показує, що моделі активності фантомної руки містять важливі ознаки «нормального» уявлення руки, наприклад, просторове розташування пальців по відношенню один до одного. Команді вчених вдалося продемонструвати, що карти рук фантомних кінцівок були в межах діапазону, зазначеного в контрольному зразку учасників з двома руками. З огляду на те, що випробовувані втратили свої руки від 25 до 31 роки тому, це неймовірно.
У роботі, опублікованій в журналі eLife, вчені також змогли спростувати деякі інші, більш тривіальні пояснення фантомної активності мозку. Вони показали, що фантомний активація руки не є простим результатом активності м`язів або нервів в залишилася після ампутації культі. Приміром, у ампутантів, які втратили свої м`язи (через ампутації вище ліктя), карти рук залишилися такими ж, як і у тих, хто не міг посилати або приймати сигнали від кінцівки взагалі (через пошкодження нерва). Проте до цих пір залишається загадкою, чи викликає збережена карта руки в мозку фантомні відчуття кінцівки або ж самі відчуття зберігають карту руки в мозку.
Як мозок бачить тіло
Ці результати подвійно цікаві, оскільки суперечать поширеній думці щодо того, як мозок формує і підтримує сенсорну карту тіла. Ця сенсорна карта називається соматосенсорную гомункулусів (від грец. «Маленька людина») і давно дивує вчених своєї високоорганізованої структурою. Організованою в тому, що мозок розкладає частини тіла дуже схоже на те, як вони розташовані на тілі:
Відео: Самозцілення часть2
Давно вважається, що ця карта має потребу в постійному потоці сенсорного введення від тіла, щоб зберегти свою організацію. Ця думка була підтримана значною кількістю досліджень на тваринах, показує, що коли ампутують кінцівку, області тіла поблизу на гомункулуса вторгаються і перезаписують територію якої бракує кінцівки.
Відео: Suspense: Elwood / You Take Ballistics / Swift Rise of Eddie Albright
Подібну реорганізацію виявили і у людей. Дослідження 2013 року, проведене Тамара Макін і його колегами, показало, що після ампутації мозок забирає залишилася від якої бракує руки територію. Їх дослідження також показало, що цей захоплення пов`язане з тим, як випробовувані використовували свої тіла: чим більше ампутанти використовували залишилася руку для повсякденних справ, тим більше ця рука займала ресурси мозку у відсутньої руки, можливо, щоб підтримати перевитрата недоторканою руки.
Кіккерт знайшла подібну реорганізацію в своїй групі ампутантів в області відсутньої руки в мозку, а також докладні карти рук. Це означає, що після ампутації ця область мозку не тільки залишається функціональної, але і підтримується, незважаючи на подальшу реорганізацію - цей факт раніше не признавався.
Насправді, це можна використовувати для створення дивовижних технологій спеціально для калік та інвалідів: «нейропротез», які контролюються безпосередньо мозком, як правило, через електроди, імплантовані в кору головного мозку. Карта руки, збережена після ампутації, може бути використана для приведення в рух окремих пальців в цих нейрокомп`ютерних інтерфейсах.
