Bagaimana Brain Remembers Amputasi Limbs Dan Terus Mengawal Mereka

Bagaimana Brain Remembers Amputasi Limbs Dan Terus Mengawal Mereka
Penyelidikan baru ini boleh membantu mengembangkan senjata robotik. UfaBizPhoto / Shutterstock

Kebanyakan orang yang telah kehilangan anggota badan masih merasakan kehadirannya dekad kemudian. Fenomena ini, yang digelar "hantu hantu", telah lama menjadi misteri. Tetapi dengan pengimbasan otak resolusi ultra tinggi yang baru, kita kini boleh melihat di dalam otak amalan untuk petunjuk yang tersembunyi. Kami baru-baru ini menunjukkan tiga kes-kes amputees yang menarik peta terperinci yang mewakili semua lima jari yang hilang dalam otak mereka.

Tetapi kenapa peta-peta ini berterusan, walaupun beberapa dekad tanpa input dari anggota yang hilang? Dalam satu kajian baru, yang diterbitkan dalam jurnal eLife, kita kini telah mendedahkan bahawa jumlah orang yang boleh dengan sengaja "bergerak" anggota hantu mereka adalah kritikal dalam menentukan bagaimana gambaran tangan tangan otak mereka yang sama adalah untuk mereka yang mempunyai dua tangan. Kajian kami menunjukkan bahawa anggota hantu tidak hanya satu keanehan yang menarik, tetapi satu fenomena yang boleh dimanfaatkan untuk menanyakan soalan yang belum dijawab sebelumnya tentang otak.

Jika seseorang itu cukup malang untuk kehilangan lengan, banyak akan berubah. Bagaimana anda memakai kaus kaki? Atau buka botol minuman? Apa yang mungkin kurang pada fikiran seseorang (maafkan pun) adalah bagaimana kehilangan lengan boleh mengubah otak mereka.

Terdapat beberapa pilihan realiti otak yang pernah mengawal pergerakan dan sensasi anggota badan yang hilang. Jadi, apa yang ada pada otak sekarang? Ini boleh menjadi soalan yang mengejutkan untuk dijawab. Biasanya untuk menerokai kawasan "lengan" otak - dengan pengimejan otak, contohnya - kami akan sentuh atau gerakkan lengan itu. Jika lengan itu hilang, ini menimbulkan masalah.

Melalui dekad kebanyakan penyelidikan haiwan, para penyelidik sebaliknya telah menyentuh dan menggerakkan bahagian-bahagian tubuh yang lain untuk melihat apakah ada yang kelihatan mencerobohi zon tangan yang hilang ini. Ini telah menunjukkan kepada kita bahawa jika, misalnya, monyet kehilangan jari tengah, kawasan otak (yang sekali dikawal jari tengah) diambil alih hampir seketika oleh indeks jiran dan jari-jari cincin. Ia adalah pencerobohan wilayah seperti permainan tubuh Risiko.

Penyelidikan ini mencatatkan gambaran di mana peta badan lama kelihatannya telah dihapuskan dan ruang otak yang berharga didistribusikan untuk menyokong anggota badan yang kekal. Tetapi ini ternyata jauh dari keseluruhan cerita.

Pelajaran hantu

Oleh kerana haiwan mempunyai masa yang sukar memberitahu kami apa yang mereka rasa, ia hanya melalui penyelidikan manusia - kebanyakannya baru-baru ini - yang kita telah mengetahui tentang hantu-hantu bahagian badan yang hilang menghantui otak amina, dan wawasan yang mengejutkan yang mereka berikan kepada sains.


Dapatkan yang terbaru dari InnerSelf


Bagaimana Brain Remembers Amputasi Limbs Dan Terus Mengawal MerekaPencitraan otak mendedahkan peta terperinci jari-jari individu tangan di amputees (bawah) yang mengejutkan serupa berbanding dengan peta tangan peserta kawalan dua tangan (atas). Pengarang disediakan

Ramai orang tidak menyedari bahawa amputees tidak hanya dapat merasakan anggota badan hantu mereka - kebanyakan juga mempunyai kawalan yang baik terhadap pergerakan mereka. Kami sebelum ini menunjukkan bahawa meminta amputees untuk memindahkan jari hantu mereka dalam pengimbas menghasilkan peta yang indah dari jari individu (hilang) (lihat imej di atas). Walau bagaimanapun, amputees dalam kajian itu dipilih secara khusus kerana mereka mempunyai hantu yang sangat jelas. Ini membawa kita untuk bertanya-tanya, adakah ini sensasi hantu yang memelihara anggota yang hilang hidup di dalam otak?

Untuk menjawabnya, kami baru-baru ini mengimbas sekumpulan besar amputees dengan pelbagai peringkat sensasi hantu, pergerakan hantu dan sakit hantu. Kami mendapati bahawa sejauh mana seseorang boleh memindahkan jari hantu mereka adalah petunjuk terbaik bagaimana peta orang yang dua tangan itu adalah peta mereka.

Yang menghairankan, pergerakan hantu adalah lebih penting dalam memprediksi organisasi peta tangan daripada penjelasan sensasi hantu yang mudah - berapa banyak mereka dapat merasakan jari-jari mereka yang hilang. Kami juga terkejut mendapati peta tangan yang hilang ini masih ada pada orang yang tidak mempunyai sensasi hantu, menunjukkan bahawa peta-peta ini sangat stabil sebaik sahaja mereka terbentuk.

Akhirnya, kami ingin tahu apa yang sedang berlaku di kawasan lengan yang hilang dari orang yang dilahirkan tanpa anggota badan (satu penyandang kongenital). Walau bagaimanapun, di sini ada masalah: orang yang dilahirkan tanpa anggota badan biasanya tidak mengalami sensasi hantu (walaupun ini sedikit bertengkar). Ini bermakna kita tidak dapat meminta peserta ini untuk menggerakkan hantu mereka dalam pengimbas, seperti yang kita lakukan dengan amputees.

Meminta satu pembawa kongenital untuk membayangkan memindahkan lengan mereka yang hilang dalam pemindai yang dihasilkan sangat sedikit seperti aktiviti tangan (kebanyakannya kita fikir boleh berkaitan dengan aspek visual tugas kita). Tetapi untuk melihat lebih dalam, kami memerlukan taktik baru.

Apabila anda menggerakkan tangan kanan anda, ini mengaktifkan peta tangan kanan anda di bahagian kiri (bertentangan) otak anda. Walau bagaimanapun, menggerakkan tangan kanan juga menyebabkan perubahan aktiviti yang membolehkan kita melihatnya peta tangan kiri yang tidak bergerak di sisi lain otak.

Oleh itu, dengan mengambil peserta yang satu tangan untuk menggerakkan tangan mereka yang utuh, kita dapat menangkap secara tidak langsung di peta tangan yang hilang. Apabila amputees dan dua tangan bergerak tangan utuh, kami melihat peta tangan yang sangat normal di bahagian tangan yang hilang. Peserta yang dilahirkan tanpa tangan tidak menunjukkan apa-apa aktiviti, memberi kami keyakinan baru di sana benar-benar tidak ada peta tangan sama sekali.

Kaki hantu menangkap perhatian kita kerana mereka sangat menarik dan pelik. Tetapi nilai saintifik mereka juga semakin jelas. Penyelidikan kami menimbulkan persoalan sama ada orang mungkin dapat melatih secara terang-terangan tangan hantu mereka untuk memulihkan peta jari mereka ke keadaan yang lebih normal. Ini mungkin kelihatan tidak masuk akal, tetapi saintis di Universiti Pitt di Amerika Syarikat sedang mengimplan elektroda ke dalam peta jari yang hilang pesakit lumpuh, yang membolehkan mereka untuk mengawal dan merasakan jari individu tangan robot. Ia tidak lama lagi akan menjadi masa untuk senaman tangan hantu.Perbualan

Tentang Pengarang

Harriet Dempsey-Jones, Penyelidik Postdoctoral dalam Neurosciences Kognitif, UCL

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

{amazonWS: searchindex = Books; keywords = amputee; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf pada

icon-facebooktwitter-iconrss-icon

Dapatkan Yang Terbaru Dengan E-mel

{Emailcloak = mati}