Οι ακρωτηριασμένοι αναφέρουν συχνά το φαινόμενο των «φανταστικών άκρων», όπου μπορούν ακόμα να αισθανθούν την παρουσία λείπουν δάχτυλων, χεριών, χεριών, ποδιών ή ποδιών, ακόμη και Νιώστε πόνο όπου ήταν κάποτε τα ακρωτηριασμένα μέρη. Μέχρι στιγμής, η επιστήμη δεν είχε καμία εξήγηση για αυτό το φαινόμενο.

Τώρα, χρησιμοποιώντας απεικόνιση υψηλής ανάλυσης, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης κατάφεραν να εξετάσουν τον εγκέφαλο των ακρωτηριασμένων για να δουν πώς αλλάζουν οι εγκέφαλοί τους μετά την απώλεια ενός βραχίονα. Βλέποντας τον εγκέφαλο σε αυτό το επίπεδο λεπτομέρειας αποκάλυψε για πρώτη φορά ότι οι εγκέφαλοι των ακρωτηριασμένων διατηρούν έναν απίστευτα λεπτομερή χάρτη του χεριού που λείπει και των μεμονωμένων δακτύλων. Η ύπαρξη αυτού του λεπτομερούς χεριού στον εγκέφαλο - δεκαετίες μετά τον ακρωτηριασμό - θα μπορούσε να είναι μέρος της εξήγησης του φαινομένου του άκρου των φαντασμάτων.

Η αισθητηριακή στέρηση, για παράδειγμα σε άτομα που αντιμετωπίζουν τύφλωση, κώφωση ή ακρωτηριασμό, υπήρξε από καιρό μια γόνιμη οδός για τους επιστήμονες που μελετούν την πλαστικότητα του εγκεφάλου. Η επικεφαλής ερευνητής Sanne Kikkert, με τους συναδέλφους της από το Εργαστήριο χειρός και εγκεφάλου με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή Tamar Makin, εκμεταλλεύτηκε μια πτυχή του φαινομένου του άκρου των φαντασμάτων όπου οι ακρωτηριασμένοι όχι μόνο μπορούν να αισθανθούν την παρουσία ή την αίσθηση στο άκρο που λείπει, αλλά μπορούν επίσης «να ελέγξουν» το φανταστικό τους χέρι. Ζητώντας από τα άτομα να κουνήσουν τα φανταστικά δάχτυλά τους ξεχωριστά, ενώ σαρώθηκε ο εγκέφαλός τους, η αναπαράσταση του φανταστικού χεριού στον εγκέφαλο μπορεί να χαρτογραφηθεί λεπτομερώς.

Προηγούμενη έρευνα έχει δείξει ότι η κίνηση του φανταστικού χεριού δημιουργεί δραστηριότητα στον εγκέφαλο των ακρωτηριασμένων, αλλά μέχρι τώρα ήταν δύσκολο να πούμε τι αντιπροσωπεύει πραγματικά αυτή η δραστηριότητα. Είναι δύσκολο να αποδειχθεί, για παράδειγμα, ότι η εγκεφαλική δραστηριότητα δείχνει την ύπαρξη ενός χάρτη του χεριού που λείπει, σε αντίθεση με κάποια μη φυσιολογική δραστηριότητα λόγω του ακρωτηριασμού.

Η μελέτη του Kikkert δείχνει ότι τα μοτίβα δραστηριότητας των φανταστικών χεριών περιέχουν σημαντικά χαρακτηριστικά της «κανονικής» αναπαράστασης των χεριών, για παράδειγμα τη χωρική διάταξη των δακτύλων σε σχέση μεταξύ τους. Στην πραγματικότητα, η ομάδα μπόρεσε να αποδείξει ότι οι χάρτες χεριών των φανταστικών χεριών ήταν καλά εντός του εύρους αυτών που βρέθηκαν σε ένα δείγμα ελέγχου των συμμετεχόντων με τα δύο χέρια. Λαμβάνοντας υπόψη ότι τα ακρωτηριασμένα δείγματα έχασαν τα χέρια τους μεταξύ 25 και 31 ετών πριν, αυτό είναι αρκετά απίστευτο.

Η απεικόνιση εγκεφάλου αποκαλύπτει λεπτομερείς χάρτες των μεμονωμένων δακτύλων του χεριού σε ακρωτηριασμούς (κάτω) που είναι εντυπωσιακοί παρόμοιοι σε σύγκριση με τους χάρτες χεριών των συμμετεχόντων ελέγχου με τα δύο χέρια (πάνω). Παρέχεται συντάκτηςΣτην εργασία τους, δημοσιεύθηκε στο περιοδικό eLife, οι ερευνητές μπόρεσαν επίσης να αντικρούσουν κάποιες άλλες, πιο ασήμαντες εξηγήσεις για τη φανταστική εγκεφαλική δραστηριότητα. Έδειξαν ότι η ενεργοποίηση των φανταστικών χεριών δεν προκύπτει απλώς από την ενεργοποίηση των μυών ή των νεύρων στο υπόλοιπο άκρο των ακρωτηριασμένων. Για παράδειγμα, οι χάρτες χεριών παρέμειναν οι ίδιοι σε ακρωτηριασμένους που έλειπαν αυτούς τους μύες (λόγω ακρωτηριασμού πάνω από τον αγκώνα) ή που δεν μπορούσαν να στείλουν ή να λάβουν εισόδους στο άκρο καθόλου (λόγω βλάβης των νεύρων) Ωστόσο, παραμένει ένα μυστήριο αν ο χάρτης χειρός του εγκεφάλου προκαλεί τις αισθήσεις των φανταστικών άκρων ή αν οι ίδιες οι αισθήσεις διατηρούν τον χάρτη χεριών στον εγκέφαλο.

Πώς το μυαλό βλέπει το σώμα

Αυτά τα ευρήματα είναι διπλά συναρπαστικά επειδή έρχονται σε αντίθεση με την παραδοσιακή σοφία σχετικά με το πώς δημιουργείται και συντηρείται ο χάρτης αισθητηριακών σωμάτων στον εγκέφαλο. Αυτός ο αισθητηριακός χάρτης είναι γνωστός ως σωματικός αισθητήρας (από τα ελληνικά για το «μικρό άτομο»), και έχει από καιρό γοητεύσει τους επιστήμονες λόγω της εξαιρετικά οργανωμένης δομής του. Οργανωμένο, με την έννοια ότι τα μέρη του σώματος είναι τοποθετημένα στον εγκέφαλο με παρόμοιο τρόπο με το πώς βρίσκονται στο σώμα:

Ένα διάγραμμα του «αισθητήριου ομοιόμορφου», που απεικονίζει πώς χαρτογραφούνται μέρη του σώματος στον εγκέφαλο (φαίνεται σε διατομή). OpenStax College / Rice University, CC BYΑπό καιρό πιστεύεται ότι αυτός ο χάρτης χρειάζεται μια συνεχή ροή αισθητηριακής εισόδου από το σώμα για να διατηρήσει την οργάνωσή του. Αυτή η ιδέα υποστηρίχθηκε από σημαντική έρευνα σε ζώα που δείχνει ότι όταν ακρωτηριαστεί ένα άκρο, οι περιοχές του σώματος που βρίσκονται κοντά σε αυτό το άκρο στον ομοιόμορφο εισβάλλουν και αντικαθιστούν το έδαφος του ελλείποντος άκρου.

Παρόμοια αναδιοργάνωση έχει τεκμηριωθεί στους ανθρώπους. Ένα 2013 μελέτη από τον Tamar Makin και τους συναδέλφους του έδειξαν ότι μετά τον ακρωτηριασμό το υπόλοιπο χέρι λεηλατεί το έδαφος του εγκεφάλου του χεριού που λείπει. Η μελέτη τους έδειξε επίσης ότι αυτή η ανάληψη σχετίζεται με τον τρόπο με τον οποίο οι συμμετέχοντες χρησιμοποιούν το σώμα τους: όσο περισσότεροι ακρωτηριαστές χρησιμοποίησαν το υπόλοιπο χέρι τους για να ολοκληρώσουν τις καθημερινές τους δραστηριότητες, τόσο περισσότερο το χέρι ανέλαβε τους πόρους του εγκεφάλου του χαμένου χεριού, πιθανώς για να υποστηρίξει την υπερβολική χρήση το άθικτο χέρι.

Η Kikkert βρήκε παρόμοια αναδιοργάνωση στην ομάδα των ακρωτηριασμένων στην περιοχή χεριών του εγκεφάλου που λείπει, καθώς και στους λεπτομερείς χάρτες χεριών. Αυτό σημαίνει ότι μετά τον ακρωτηριασμό διατηρείται όχι μόνο η αρχική λειτουργικότητα αυτής της περιοχής του εγκεφάλου, αλλά φαίνεται να διατηρείται παρά την αναδιοργάνωση που λαμβάνει χώρα επίσης - γεγονός που δεν έχει αναγνωριστεί προηγουμένως.

Αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε κάποια εκπληκτική τεχνολογία που αναπτύχθηκε για ακρωτηριασμένους και άτομα με ειδικές ανάγκες: το «νευροπροθετικό» αναφέρεται τεχνητά άκρα που ελέγχονται απευθείας από τον εγκέφαλο, συνήθως μέσω ηλεκτροδίων που εμφυτεύονται στον φλοιό. Οι χάρτες χεριών που διατηρούνται στον εγκέφαλο μετά τον ακρωτηριασμό θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν για να επιτρέψουν την ατομική κίνηση των δακτύλων για αυτές τις διεπαφές εγκεφάλου-μηχανής.

Όπως αναφέρει η ομάδα, τα ευρήματά τους «ανοίγουν ξανά το ερώτημα του τι συμβαίνει σε ένα φλοιώδες έδαφος όταν αφαιρεθούν οι κύριες εισροές του» - και θέτουν νέες δυνατότητες για βαθύτερες εξηγήσεις για τον ομοιόμορφο μέσα σε όλους μας.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Harriet Dempsey-Jones, Ερευνητής στις Κλινικές Νευροεπιστήμες, Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Η Συνομιλία. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Σχετικά βιβλία

at InnerSelf Market και Amazon