Mennesker som har mistet lemmer føler ofte på imaginære smerter i amputerte og ikke lenger eksisterende ben og armer på grunn av det faktum at hjernen prøver å "gjenoppbygge" arbeidet til sentrum av bevegelser etter at de forsvinner og gjør feil ved å gjøre det, sier nevrofysiologer i en artikkel publisert i tidsskriftet Nature kommunikasjon.
Til tross for at hånden ikke lenger er der, føler mennesker med fantomsmerter at den fremdeles er på plass - det ser ut til at hånden deres er i brann og reagerer veldig smertefullt på berøring, og ingen smertestillende kan hjelpe med å bli kvitt slike symptomer. Vi ønsket å forstå om det kan håndteres ved bruk av teknologiteknologier, i stedet for medisinsk intervensjon, sier Benjamin Seymour fra University of Cambridge (UK).
Minne arr
Seymour og kollegene fant at årsaken til disse smertene er en feil "omorganisering" av hjernen, noe som førte til utseendet av uriktige forbindelser mellom nevronene som kontrollerte bevegelsene til en amputert arm eller et bein, under en svært uvanlig opplevelse.
Forskere sier at teorien i dag raskt får popularitet blant nevrofysiologer om at fantomsmerter oppstår på grunn av det faktum at hjernen "til vanlig" gir visse kommandoer til det tapte lem, forventer å se deres resultat av handlinger, som selvfølgelig ikke forekommer. Dette gir smertefulle sensasjoner.
Følgelig tror nevrovitenskapsmenn at denne responsen kan undertrykkes ved å gi hjernen noe reelt for å erstatte en tapt arm eller et bein - for eksempel en kybernetisk lem som er koblet direkte til hjernen eller til nerveavslutninger i stubbe i ben og armer.
Veiledet av denne ideen samlet Seymour og kollegene en gruppe på ti funksjonshemmede mennesker som opplevde fantomsmerter på grunn av amputasjon av armene eller skade på brachialpleksen, og inviterte dem til å koble seg sammen og lære å bruke cyberhånden. I motsetning til andre lignende enheter, koblet denne cyberlemmen til hjernen på en "trådløs" måte, og leser signaler fra bevegelsessenteret i hjernen ved hjelp av en magnetoencefalograf.
Salgsfremmende video:
Læringsprosessen, sier forskerne, var toveis - hjernen lærte å bruke hånden, og maskinen lærte å avkode signalene. Derfor til å begynne med, bevegelsene til cyberhånden var ekstremt slurvete og unøyaktige, og det tok deltakerne mye tid å lære å bruke den som en "innfødt" hånd.
Selve bedrag
På en helt uventet måte måtte forskerne stoppe eksperimentet etter en stund - i motsetning til forventningene deres førte tilkoblingen av cyberhånden til hjernen til funksjonshemmede ikke til svekkelse, men til en kraftig økning i smerte, og jo mer deltakerne i eksperimentene lærte å kontrollere den kunstige lemmen, desto sterkere ble de ubehagelige sensasjonene.
Dette resultatet overrasket forskere, siden det å koble en cyberhånd til hjernen til sunne mennesker aldri har forårsaket slike konsekvenser. For å prøve å forstå hvorfor dette skjer, endret de eksperimentet ved å koble en cybermanipulator til den delen av hjernen som kontrollerte den sunne hånden.
Denne gangen var resultatet motsatt - da de frivillige lærte å operere protesen, forsvant smertene på en magisk måte. Dette faktum, ifølge forfatterne av artikkelen, indikerer den virkelige kilden til smerte - den såkalte plastisiteten til nevroner, hjernens evne til å "repurpose" nerveceller til å løse nye problemer.
I følge Seymour fører amputasjon av en arm eller et bein til at nervecellene som kontrollerte bevegelsen deres mister sin funksjon. Hjernen tilpasser dem til å løse nye problemer, og prøver forgjeves å "fikse" ikke-fungerende lemmer, og i noen tilfeller fører dette til utvikling av fantomsmerter på grunn av at feil forbindelser oppstår mellom nevroner.
Denne prosessen, som vist av eksperimentene til forfatterne av artikkelen, kan "omdirigeres" til en sunnere kanal ved å tvinge hjernen til å koble til igjen neuronene som kontrollerte det amputerte lemmet, denne gangen på riktig måte. Nevrofysiologen håper at de første kliniske versjonene av en slik terapi for fantomsmerter vil dukke opp i løpet av de neste fem årene.
