12 сентября, 2016 
AdminGWP 
Люди с ограниченными возможностями часто сообщают о явления «фантомная боль», или «фантомных конечностей», когда они чувствуют присутствие отсутствующих пальцев, кисти руки, ноги или ноги, а иногда даже чувствовать боль, когда что-то ампутированных конечностях. До сих пор наука не может объяснить это явление. Однако, теперь, используя изображения сверхвысокого разрешения, ученые оксфордского университета смогли изучить мозг ампутантов и мы видели, как меняется их мозг после потери руки. Деталь мозга на столь высоком уровне, в первый раз обнаружила удивительно: мозг ампутанта сохраняет удивительно подробную карту недостающей руки и отдельных пальцев.
Существование этого подробные карты руки, в мозге — даже несколько десятилетий спустя, после ампутации — может частично объяснить феномен фантомной конечности.
Сенсорная депривация у людей, к примеру, испытавших слепоту, глухоту или ампутацию, уже давно стала плодородные поля, для исследования пластичности мозга. Ведущий исследователь Санна Kikkert и ее коллеги из Лаборатории на руки и мозга под руководством адъюнкт-Тамара Макина являются основой для изучения один из аспектов феномена фантомной конечности, когда ампутанты не только почувствовать присутствие или чувства в недостающей конечности, но и могут «управлять» своей фантомной рукой. Просить людей двигаться своими фантомными пальцами по отдельности, параллельно сканируя его мозг, ученым удалось составить подробную карту подачи фантомной руки в головном мозге.
Предыдущие исследования показали, что двигаться фантомной руки создает активность в мозге ампутанта, но все еще трудно сказать, что эта деятельность. Например, трудно доказать, что активность мозга указывает на существование карты недостающей руки, а не то, что некоторые аномальные активности, вызванные ампутацией.
Исследование Kikkert показывает, что модель деятельности фантомной руки содержат важные свойства «обычной» подачи руки, например, пространственное расположение руки друг к другу. Команде ученых удалось показать, что карты в руку фантомных конечностей находятся в пределах диапазона, указанного в контрольном образце участников с двух рук. Учитывая то, что субъекты потеряли свои руки от 25 до 31 года, это невероятно.
В работе, опубликованной в журнале elife, ученые также смогли опровергнуть некоторые другие, более тривиальное объяснение фантомная активность мозга. Они показали, что активация фантомной руки не является простым результатом деятельности мышц или нервов в оставшейся после ампутации культе. Например, ампутантов, которые потеряли свои мышцы (из-за ампутации выше локтя), карты руки остались такими же, как и у тех, кто не может отправлять или принимать сигналы от конечностей вообще (из-за повреждения нервов). Однако до сих пор остается загадкой, вызывает ли удержание руки карты мозга, фантомные ощущения конечности или себя чувствует, чтобы держать карту на руки в головном мозге.
Как мозг видит тело
Эти результаты в два раза интереснее, потому что это противоречит расхожему мнению о том, как мозг создает и поддерживает сенсорную карту тела. Эта сенсорная карта называется соматосенсорным гомункулусом (от греч. «маленький человек») и долго удивляет ученых своей высокоорганизованной структурой. Организованный в том, что мозг раскладывает части тела очень похоже на то, что находится в организме:
Давно считается, что эта карта нуждается в постоянном потоке сенсорный ввод от тела, чтобы сохранить свою организацию. Эта мысль поддерживается значительное количество исследований на животных, показывает, что, когда ампутируется конечность, области тела в непосредственной близости от гомункулусе атакуют и перезаписывают территорию недостающей конечности.
Подобную реорганизацию обнаружили и у людей. Исследование 2013 года. года, проведенного Тамаром Макином и его коллегами, показало, что после ампутации мозг удаляет оставшиеся от недостающей руки территорию. Их исследование также показало, что этот захват связан с тем, как испытуемые использовали свое тело: чем больше ампутанты использовать оставшиеся руки для повседневных дел, больше эта рука держала ресурсы мозга у отсутствующей руки, возможно, чтобы поддержать превышение нетронутые руки.
Kikkert нашел подобную реорганизацию в своей группе ампутантов в области отсутствующей руки в головном мозге, а также подробные карты руку. Это означает, что после ампутации эта область мозга не только остается функциональной, но и поддерживает, несмотря на последующую реорганизацию — это факт, раньше признался.
На самом деле, это можно использовать для создания удивительных технологий, в частности, для калек и людей с ограниченными возможностями: «нейропротезов», которые контролируются непосредственно на мозг, как правило, через электроды, имплантированные в кору головного мозга. Карта руки, задержка после ампутации, может быть использован для привода движения отдельных пальцев в этих нейрокомпьютерных интерфейсах.
Ученые выяснили, почему мозг не может забыть ампутированную конечность
Илья Хель
Опубликовано в рубрике