Žmonės su negalia dažnai praneša apie „fantominio skausmo“ar „fantominių galūnių“reiškinį, kai jaučia, kad trūksta pirštų, rankų, kojų ar kojų, ir kartais net jaučia skausmą vieną kartą amputavus galūnes. Iki šiol mokslas niekaip negalėjo paaiškinti šio reiškinio. Tačiau dabar, naudodami ypač aukštos raiškos vaizdus, Oksfordo universiteto mokslininkai sugebėjo ištirti amputuotų žmonių smegenis ir pamatyti, kaip pasikeičia jų smegenys praradus ranką. Smegenų detalės tokiu aukštu lygiu pirmą kartą atskleidė nuostabų dalyką: amputuotojo smegenyse yra neįtikėtinai detalus trūkstamos rankos ir atskirų pirštų žemėlapis.
Šis išsamus rankos žemėlapis smegenyse - net dešimtmečius po amputacijos - gali iš dalies paaiškinti fantominių galūnių reiškinį.
- „Salik.biz“
Sensorinis nepriteklius, pavyzdžiui, žmonėms, patyrusiems aklumą, kurtumą ar amputaciją, ilgą laiką buvo derlinga smegenų plastiškumo tyrimo sritis. Pagrindinė tyrėja Sanna Kikkert ir jos kolegos Rankų ir smegenų laboratorijoje, kuriai vadovauja docentė Tamara Makin, savo tyrimui rėmėsi vienu fantominių galūnių reiškinio aspektu, kai amputuoti ne tik jaučia buvimą ar jausmus trūkstamoje galūne, bet ir gali „suvaldyti“savo fantomo ranką. Paprašę žmonių atskirai judinti fantominius pirštus, tuo pačiu metu nuskaitydami smegenis, mokslininkai sugebėjo sudaryti išsamų fantomo rankos vaizdavimo smegenyse žemėlapį.
Ankstesni tyrimai parodė, kad judindami fantominę ranką amputuotojo smegenyse atsiranda veikla, tačiau iki šiol buvo sunku pasakyti, kas tiksliai yra ši veikla. Pavyzdžiui, sunku įrodyti, kad smegenų veikla rodo trūkstamą rankos kortelę, o ne kažkokią nenormalią veiklą, kurią sukelia amputacija.
Kickerto tyrimas rodo, kad fantominės rankos veiklos modeliuose yra svarbių „normalios“rankos vaizdavimo bruožų, tokių kaip erdvinis pirštų išdėstymas vienas kito atžvilgiu. Komanda sugebėjo įrodyti, kad fantominių galūnių rankos žemėlapiai buvo diapazone, nurodytame kontroliniame dviejų rankų dalyvių pavyzdyje. Atsižvelgiant į tai, kad tiriamieji pametė ginklus prieš 25–31 metus, tai yra neįtikėtina.
Žurnale „eLife“paskelbtame dokumente mokslininkai taip pat sugebėjo paneigti keletą kitų, labiau nereikšmingų fantominių smegenų veiklos paaiškinimų. Jie parodė, kad fantominės rankos aktyvinimas nėra paprastas kelmo, likusio po amputacijos, raumenų ar nervų veiklos rezultatas. Pavyzdžiui, amputuotiems, netekusiems raumenų (dėl amputacijos virš alkūnės), rankos žemėlapiai išliko tokie patys, kaip ir tiems, kurie iš galūnių iš viso negalėjo siųsti ar priimti signalų (dėl nervų pažeidimo). Nepaisant to, vis dar yra paslaptis, ar išsaugotas rankos žemėlapis smegenyse sukelia fantominius galūnių pojūčius, ar patys pojūčiai išsaugo rankos žemėlapį smegenyse.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kaip smegenys mato kūną
Šie rezultatai yra dvigubai įdomūs, nes jie prieštarauja įprastoms išmintims, kaip smegenys formuoja ir palaiko juslinį kūno žemėlapį. Šis jutiminis žemėlapis vadinamas somatosensoriniu homunculus (iš graikų kalbos reiškia „mažas žmogus“) ir jau seniai nustebino mokslininkus savo labai organizuota struktūra. Organizuota tuo, kad smegenys sulanksto kūno dalis labai panašiai, kaip jos yra ant kūno:
Ilgai buvo manoma, kad šiam žemėlapiui reikalingas nuolatinis jutimo srautas iš kūno, kad jis būtų organizuotas. Šią idėją parėmė daugybė tyrimų su gyvūnais, kurie parodė, kad amputavus galūnę, šalia esantys homunculus kūno plotai įsiveržia ir užrašo trūkstamos galūnės teritoriją.
Panaši reorganizacija buvo nustatyta ir žmonėms. 2013 m. Tamaro Makino ir kolegų atliktas tyrimas parodė, kad po amputacijos smegenys pašalina likusią teritoriją iš trūkstamos rankos. Jų tyrimas taip pat parodė, kad šis sukibimas buvo susijęs su tuo, kaip tiriamieji naudojo savo kūną: kuo amputuotė naudojo likusią ranką kasdienei veiklai, tuo labiau ši ranka paėmė trūkstamos rankos smegenų išteklius, galbūt, kad būtų palaikytas nepažeistos rankos per didelis naudojimas.
Kickertas panašią pertvarką rado savo amputuotų asmenų grupėje trūkstamos rankos srityje smegenyse, taip pat išsamius rankų žemėlapius. Tai reiškia, kad po amputacijos ši smegenų sritis ne tik išlieka funkcionali, bet ir išlaikoma, nepaisant vėlesnės reorganizacijos - šis faktas anksčiau nebuvo pripažintas.
Tiesą sakant, jis gali būti naudojamas kuriant nuostabias technologijas, specialiai pritaikytas žalojamiems ir neįgaliesiems: „neuroprotezai“, kuriuos tiesiogiai kontroliuoja smegenys, dažniausiai per elektrodus, implantuojamus į smegenų žievę. Po amputacijos išsaugotas rankos žemėlapis gali būti naudojamas atskiriems pirštams sukti į šias neurokompiuterio sąsajas.
ILYA KHEL