Amputees sering melaporkan fenomena "anggota hantu", di mana mereka masih dapat merasakan adanya jari, tangan, tangan, kaki atau kaki yang hilang, dan bahkan merasakan kesakitan di mana bahagian-bahagian yang dipotong dahulu. Setakat ini, sains tidak mempunyai penjelasan mengenai fenomena ini.

Kini, menggunakan pengimejan resolusi ultra tinggi, para penyelidik dari Oxford University telah dapat meneliti otak-otak untuk melihat bagaimana otak mereka berubah berikutan kehilangan lengan. Melihat otak pada tahap terperinci ini telah mendedahkan untuk pertama kali bahawa otak amputees 'mengekalkan peta terperinci mengenai tangan dan jari individu yang hilang. Kewujudan peta tangan terperinci ini di otak - dekad selepas amputasi - boleh menjadi sebahagian daripada penjelasan fenomena anggota hantu.

Kekurangan sensori, misalnya pada orang yang mengalami kebutaan, pekak, atau amputasi, telah lama menjadi jalan yang bermanfaat bagi para saintis yang mempelajari kepekaan otak. Penyelidik utama Sanne Kikkert, dengan rakan-rakannya dari Makmal Tangan dan Otak yang diketuai oleh profesor bersekutu Tamar Makin, mengambil kesempatan daripada satu aspek fenomena anggota hantu yang mana amfibi tidak hanya dapat merasakan kehadiran atau sensasi dalam anggota yang hilang, tetapi juga boleh mengawal tangan hantu mereka secara voluntary. Dengan meminta individu untuk memindahkan jari hantu mereka secara individu manakala otak mereka diimbas, perwakilan tangan hantu di otak boleh dipetakan secara terperinci.

Kajian terdahulu telah menunjukkan bahawa bergerak tangan hantu mencipta aktiviti di otak amputees, tetapi sehingga kini sukar untuk mengatakan apa aktiviti ini benar-benar mewakili. Sulit untuk membuktikan, sebagai contoh, bahawa aktiviti otak menunjukkan kewujudan peta tangan yang hilang, berbanding dengan beberapa aktiviti yang tidak normal akibat pemotongan.

Kajian Kikkert menunjukkan bahawa corak aktiviti tangan hantu mengandungi ciri penting perwakilan tangan "normal", contohnya susunan ruang jari yang berhubungan dengan satu sama lain. Malah, pasukan itu dapat menunjukkan peta tangan tangan hantu berada dalam julat yang terdapat dalam sampel kawalan peserta dua tangan. Mengingat bahawa amputees sampel yang hilang tangan antara 25 dan 31 tahun sebelumnya, ini agak luar biasa.

Pencitraan otak mendedahkan peta terperinci jari-jari individu tangan di amputees (bawah) yang mengejutkan serupa berbanding dengan peta tangan peserta kawalan dua tangan (atas). Pengarang disediakanDalam kertas mereka, yang diterbitkan dalam jurnal eLife, penyelidik juga dapat menangkap beberapa penjelasan lain yang lebih penting untuk aktiviti otak hantu. Mereka menunjukkan bahawa pengaktifan tangan hantu tidak hanya disebabkan oleh pengaktifan otot atau saraf di kaki yang tersisa dari amputees. Sebagai contoh, peta tangan tetap sama dalam amputees yang hilang otot ini (kerana amputasi di atas siku) atau yang tidak dapat menghantar atau menerima input kepada anggota badan sama sekali (akibat kerosakan saraf). Walau bagaimanapun, ia masih menjadi misteri sama ada peta tangan yang diawetkan oleh otak menyebabkan sensasi anggota hantu, atau sama ada sensasi itu mengekalkan peta tangan di dalam otak.

Bagaimana minda melihat tubuh

Penemuan ini sangat menggembirakan kerana mereka bertentangan dengan kebijaksanaan tradisional mengenai bagaimana peta badan deria di otak dihasilkan dan dikekalkan. Peta deria ini dikenali sebagai homunculus somatosensori (dari bahasa Yunani untuk "lelaki kecil"), dan ia telah lama disukai para saintis kerana strukturnya yang sangat teratur. Dianjurkan, kerana bahagian-bahagian tubuh diletakkan di dalam otak dengan cara yang sangat mirip dengan bagaimana mereka berada di dalam badan:

Gambarajah 'homunculus sensori', yang menggambarkan bagaimana bahagian-bahagian tubuh dipetakan ke otak (ditunjukkan dalam bahagian silang). OpenStax College / Rice University, CC BYIa telah lama dipercayai bahawa peta ini memerlukan aliran masukan yang berterusan dari badan untuk mengekalkan organisasinya. Idea ini disokong oleh penyelidikan haiwan yang menunjukkan bahawa apabila anggota badan dipotong, bahagian-bahagian tubuh yang berdekatan dengan anggota badan itu di homunculus menyerang dan menimpa wilayah anggota yang hilang.

Penyusunan semula yang serupa telah didokumentasikan kepada manusia. A 2013 mengkaji oleh Tamar Makin dan rakan-rakannya menunjukkan bahawa selepas pemotongan tangan yang selebihnya merampas wilayah otak tangan yang hilang. Kajian mereka juga menunjukkan bahawa pengambilan ini berkaitan dengan cara para peserta menggunakan badan mereka: lebih banyak amputees menggunakan tangan mereka yang tersisa untuk menyelesaikan aktiviti harian, semakin banyak tangan itu mengambil sumber otak tangan yang hilang, mungkin untuk menyokong terlalu banyak tangan utuh.

Kikkert mendapati penyusunan semula yang serupa dalam kumpulan amputees di kawasan tangan otak yang hilang, serta peta tangan terperinci. Ini bermakna bahawa amputasi yang berikut bukan hanya fungsi asli kawasan otak ini yang dikekalkan, tetapi nampaknya dikekalkan walaupun penyusunan semula juga berlaku - fakta yang belum diakui sebelumnya.

Ini boleh digunakan dalam beberapa teknologi yang menakjubkan yang dibangunkan untuk amputees dan individu kurang upaya: "neuroprosthetics" merujuk kepada anggota tiruan yang dikawal secara langsung oleh otak, biasanya melalui elektrod yang dimasukkan ke dalam korteks. Peta tangan yang dipelihara di dalam otak selepas pemotongan boleh dimanfaatkan untuk membolehkan pergerakan jari individu untuk antara muka mesin otak ini.

Sebagai laporan pasukan, penemuan mereka "membuka semula persoalan apa yang berlaku kepada wilayah kortikal sebaik sahaja input utamanya dikeluarkan" - dan menimbulkan kemungkinan baru untuk penjelasan yang lebih mendalam tentang homunculus di dalam kita semua.

Tentang Pengarang

Harriet Dempsey-Jones, Penyelidik dalam Neurosciences Klinikal, Universiti Oxford

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon