Ученые узнали, посему головной мозг и не может запамятовать ампутированную конечность

    Инвалиды часто докладывают об парадоксе «фантомной боли», либо «фантомных конечностей», когда они чувствуют присутствие отсутствующих пальцев, кистей рук, ног либо голеней, а уж время от времени даже ощущают боль в когда-то ампутированных конечностях. До сего времени наука ничуть и не могла растолковать это же явление. Но сейчас, используя снимки сверхвысокого разрешения, ученые Оксфордского вуза сумели исследовать головной мозг ампутантов и заметили, как только изменяются них мозги опосля утраты руки. Детализация головного мозга на настолько высочайшем уровне в первый раз выявила умопомрачительное: головной мозг ампутанта сохраняет неописуемо подробную карту недостающей руки и отдельных пальцев.

    Ученые узнали, посему головной мозг и не может запамятовать ампутированную конечность

    Существование данной подробной карты руки в мозге — даже спустя десятилетия опосля ампутации — может отчасти растолковать явление фантомной конечности.

    Сенсорная депривация у граждан, например, испытавших слепоту, глухоту либо ампутацию, издавна предстала плодотворным полем для научные исследования пластичности головного мозга. Ведущий исследователь Санна Киккерт и ее коллеги из Лаборатории рук и головного мозга под управлением доцента Тамара Макина взяли за базу исследования один из качеств явления фантомной конечности, когда ампутанты не совсем только чувствуют присутствие либо ощущения в недостающей конечности, да и умеют «управлять» собственной фантомной рукою. Попросив граждан двигать собственными фантомными пальцами по отдельности, параллельно сканируя них головной мозг, ученым удалось составить подробную карту мнения фантомной руки в головном мозге.

    Прошлые научные исследования продемонстрировали, что перемещение фантомной руки образовывает активность в головном мозге ампутанта, однако до сего времени существовало тяжело сообщить, что конкретно воображает собой эта активность. К примеру, тяжело обосновать, что активность головного мозга показывает на существование карты недостающей руки, а уж и не является некий аномальной активностью, вызванной ампутацией.

    Изучение Киккерт демонстрирует, что фотомодели активности фантомной руки содержат принципиальные признаки «нормального» мнения руки, к примеру, пространственное размещение пальцев по отношению друг к соседу. Команде ученых удалось показать, что карты рук фантомных конечностей были в границах спектра, обозначенного в контрольном эталоне участников с двумя руками. Беря во внимание то, что испытуемые утратили свои руки от 25 перед началом 31 года обратно, это же неописуемо.

    Ученые узнали, посему головной мозг и не может запамятовать ампутированную конечность

    В работе, размещенной в журнальчике eLife, ученые а также сумели опровергнуть некие альтернативные, наиболее очевидные разъяснения фантомной активности головного мозга. Они продемонстрировали, что фантомная активация руки и не является примитивным результатом активности мускул либо нервишек в оставшейся опосля ампутации культе. Например, у ампутантов, потерявших свои мускулы (по причине ампутации свыше локтя), карты рук остались таковыми же, как только и у тамошних, кто и не мог посылать либо воспринимать сигналы от конечности вообщем (по причине повреждения нерва). Все же до сего времени останется загадкой, вызывает ли сохраненная карта руки в головном мозге фантомные чувства конечности либо же сами чувства сохраняют карту руки в головном мозге.

    Как только головной мозг лицезреет тело

    Эти результаты вдвойне увлекательны, так как противоречат расхожему воззрению относительно тамошнего, как только головной мозг сформировывает и поддерживает сенсорную карту туловища. Эта сенсорная карта именуется соматосенсорным гомункулусом (от греч. «маленький человек») и издавна восхищает ученых собственной высокоорганизованной структурой. Организованной в фолиант, что головной мозг раскладывает части туловища максимально похоже на то, как только они размещены на теле:

    Ученые узнали, посему головной мозг и не может запамятовать ампутированную конечность

    Издавна числится, что эта карта нуждается в константном потоке сенсорного ввода от туловища, дабы сохранить собственную компанию. Эта идея существовала поддержана изрядным числом исследовательских работ на зверях, показывающим, что когда ампутируется конечность, области туловища вблизи на гомункулусе вторгаются и перезаписывают местность недостающей конечности.

    Схожую реорганизацию нашли и у граждан. Изучение 2013 года, проведенное Тамаром Макином и его сотрудниками, продемонстрировало, что опосля ампутации головной мозг отбирает оставшуюся от недостающей руки местность. Них изучение а также продемонстрировало, что этот захват сопряжен с тем самым, как только испытуемые приименяли свои туловища: чем все больше ампутанты приименяли оставшуюся руку для ежедневных дел, тем самым все больше эта рука занимала ресурсы головного мозга у отсутствующей руки, может быть, дабы поддержать перерасход нетронутой руки.

    Киккерт отыскала схожую реорганизацию в собственной группе ампутантов в области отсутствующей руки в головном мозге, также подробные карты рук. Это же значит, что опосля ампутации эта область головного мозга не совсем только останется многофункциональной, да и поддерживается, невзирая на следующую реорганизацию — сей факт раньше и не признавался.

    На деле, это же можно применять для сотворения умопомрачительных технологий умышленно для калек и инвалидов: «нейропротезов», кои контролируются конкретно мозгом, обычно, сквозь электроды, имплантированные в кору мозга. Карта руки, сохраненная опосля ампутации, возможно применена для приведения в движение отдельных пальцев в этих нейрокомпьютерных интерфейсах.