Мозг ампутантов помнит отсутствующие руки даже годы спустя



Исследователи из Оксфордского университета (Oxford University) обнаружили, что человеческий мозг имеет детальную картину наших рук и пальцев, которая сохраняется в памяти даже спустя десятилетия после ампутации конечностей. Ученые отмечают, что новое открытие может быть очень полезным для улучшения управления протезами нового поколения.

Мозг ампутантов помнит отсутствующие конечности

Отличается ли работа головного мозга у людей с ампутированными и с целыми руками?

Интернет-издание MedicalXpress рассказывает о новом исследовании, в котором ученые попытались выяснить, насколько отличается работа некоторых частей мозга у людей с ампутированными руками и у людей с руками.

Руководитель научной группы доктор Теймар Макин (Tamar Makin) рассказывает, что ранее считалось, что находящаяся в первичной соматосенсорной коре головного мозга «картинка» руки может поддерживаться только за счет регулярных сенсорных сигналов, поступающие от руки. И учебники тоже учат, что после остановки этих сигналов «картинка» будет «переписана». Если бы это было так на самом деле, то люди, перенесшие ампутацию рук, демонстрировали бы крайне низкую или даже нулевую деятельность в той части головного мозга, которая связана с движением, в конкретном случае с движением рук. Однако, как отмечает доктор Макин, хорошо известно, что люди, утратившие конечности, испытывают фантомные ощущения в ампутированных частях тела и иногда настолько остро, что когда кто-то просит их пошевелить пальцем, эти люди могут «чувствовать» движение.

Исследователи говорят, что в своей работе они хотели взглянуть, как активность головного мозга людей с ампутированными руками в момент фантомных движений отличается от деятельности мозга людей, двигающих реальными руками и пальцами.

Отличается ли работа головного мозга у людей с ампутированными и с целыми руками

Команда ученых из Оксфордской лаборатории рук и мозга использовала томограф ультравысокой мощности (7T), чтобы посмотреть, какова активность мозга у двух людей, очень давно (25 и 31 лет назад) потерявших из-за ампутации левую руку, но которые до сих пор испытывают яркие фантомные ощущения, и у одиннадцати человек, которые имели обе руки и были правшами. Каждого участника исследования ученые просили шевелить каждым пальцем левой руки отдельно.

Руководитель исследования Санни Киккерт (Sanne Kikkert), доктор философии, клинический невролог, рассказывает, что в ходе экспериментов обнаружилось, что хотя у людей с ампутированной левой рукой активность головного мозга была немного ниже, однако активность конкретных структур мозга, отвечающих за составление композиции картины рук, все еще совпадала с активностью этих же структур в мозге двуручных людей, которые состояли в контрольной группе.

Полученные в этом эксперименте результаты были подтверждены во время работы с третьим ампутантом, у которого была полностью утрачена коммуникация между оставшейся частью руки и мозгом. Даже через 31 год после ампутации головной мозг этого человека имел остаточное представление о пальцах, которых не хватало на руке.

Фантомные боли

Однимиз участников этого исследования был потерявший в 1989 году рукуКрис Соул (Chris Sole). Он принял участие в нескольких подобных исследованиях и был выбран для этого в частности из-за того, что он до сих пор очень сильно ощущает фантомные движения своей ампутированной руки. Крис объясняет, что он чувствует, что может двигать пальцами и контролировать движения каждого пальца отдельно. Этот участник отмечает, что всегда рад принимать участие в исследованиях этой команды. Особенно, если эта работа может помочь другим людям.

Результаты исследования позволят улучшить качество нейропротезирования

Нынешнее исследование предоставляет новую возможность разгадать одну очень большую тайну, которая касается способности мозга изменяться, приспосабливаясь к новым обстоятельствам: что происходит с мозгом, когда теряется ключ к передаче сигнала? Чтобы ответить на этот вопрос, ученые до сих пор прибегали к изучению представительств остальных (не затронутых) сигналов, чтобы увидеть, насколько они могли измениться. Такой подход оставляет неисследованной возможность того, что первичная функция мозга может сохраняться, хотя и скрыто, достаточно продолжительное время. Изучение фантомных ощущений у ампутантов позволило изменить установившееся в нейробиологии мнение, так как показало, что мозг сохраняет активность, несмотря на резкое изменение сигналов.

Хотя эти результаты дают новое представление о способности головного мозга приспосабливаться к изменениям, но они совместимы с результатами других исследований, проводившихся для изучения зрительной коры головного мозга. В этих исследованиях обнаружилось, что дегенеративное заболевание глаз, ограничивающее визуальное восприятие, не изменяет представление мозга о полях зрения.

Санни Киккерт говорит, что, как и считалось ранее, мозг проводит реорганизацию, когда теряются сенсорные сигналы, однако, как оказалось, первоначальные функции конкретных областей мозга не стираются.

Это позволит устранить барьер для нейропротезирования (установка протезов, работа которых контролируется непосредственно мозгом), базирующегося на представлении, что человек утрачивает область мозга, которая может управлять протезом. Если мозг сохраняет представление о движениях отдельных пальцев, то это можно использовать для обеспечения точного контроля работы протеза.

По материалам MedicalXpress


Рейтинг:

5 из 5 , проголосовало 1

Интересные статьи

Комментарии (0)


Оставить комментарий