Personer med nedsatt funksjonsevne rapporterer ofte om fenomenet "fantomsmerter" eller "fantomlemmer", når de opplever tilstedeværelsen av manglende fingre, hender, føtter eller bein, og noen ganger til og med kjenner smerte i en gang amputert lem. Inntil nå kunne ikke vitenskapen forklare dette fenomenet på noen måte. Men nå, ved å bruke bilder med ultrahøy oppløsning, klarte forskere ved Oxford University å studere hjernen til amputerte og se hvordan hjernen deres endres etter tapet av en arm. Hjernedetalj på et så høyt nivå avslørte for første gang en fantastisk ting: hjernen til amputerte beholder et utrolig detaljert kart over den manglende hånden og individuelle fingre.
Eksistensen av dette detaljerte kartet i hånden - selv tiår etter amputasjon - kan delvis forklare fantomlemmens fenomen.
Sansemangel hos mennesker som har opplevd blindhet, døvhet eller amputasjon, for eksempel, har lenge vært et fruktbart felt for studiet av plastikk i hjernen. Lederforsker Sanna Kikkert og hennes kolleger ved Hands and Brain Laboratory, ledet av førsteamanuensis Tamara Makin, tok et grunnlag for studien ett aspekt av fantomlemfenomenet, når amputerte ikke bare føler tilstedeværelsen eller følelsene i den manglende lemmen, men også kan "kontrollere" fantomhånden. Ved å be folk om å bevege fantomfingrene sine individuelt mens de skannet hjernen parallelt, kunne forskerne tegne et detaljert kart over fantomhåndrepresentasjonen i hjernen.
Tidligere forskning har vist at å flytte fantomhånden skaper aktivitet i amputatørens hjerne, men til nå har det vært vanskelig å si hva denne aktiviteten er. For eksempel er det vanskelig å bevise at hjerneaktivitet indikerer eksistensen av et manglende håndkort i stedet for noe unormal aktivitet forårsaket av amputasjon.
Kickerts forskning viser at mønstre med fantomhåndaktivitet inneholder viktige trekk ved den "normale" representasjonen av hånden, for eksempel det romlige arrangementet av fingrene i forhold til hverandre. Teamet var i stand til å demonstrere at fantom lemhåndekartene var innenfor området som er angitt i en kontrollprøve av tohåndsdeltakere. Tatt i betraktning at forsøkspersonene mistet armene for 25 til 31 år siden, er dette utrolig.
I en artikkel publisert i tidsskriftet eLife, var forskere også i stand til å tilbakevise flere andre, mer trivielle forklaringer på fantomhjerneaktivitet. De viste at aktivering av fantomarmer ikke er et enkelt resultat av muskel- eller nerveaktivitet i stubben som gjenstår etter amputasjon. For eksempel hos amputerte som mistet musklene (på grunn av amputasjon over albuen), forble håndkartene de samme som hos de som ikke kunne sende eller motta signaler fra lemmet i det hele tatt (på grunn av nerveskader). Likevel er det fremdeles et mysterium om det lagrede håndkartet i hjernen forårsaker fantomsensasjoner i lemmet, eller om sensasjonene i seg selv bevarer håndkartet i hjernen.
Salgsfremmende video:
Hvordan hjernen ser kroppen
Disse resultatene er dobbelt interessante fordi de motsier konvensjonell visdom angående hvordan hjernen danner og vedlikeholder det sensoriske kartet over kroppen. Dette sensoriske kartet kalles den somatosensory homunculus (fra det greske for "lillemann") og har lenge overrasket forskere med sin sterkt organiserte struktur. Organisert ved at hjernen bretter kroppsdeler veldig likt hvordan de befinner seg på kroppen:
Det har lenge vært tenkt at dette kartet trenger en konstant strøm av sensoriske innspill fra kroppen for å holde det organisert. Denne ideen har blitt støttet av et betydelig antall dyreforsøk som viser at når en lem amputeres, invaderer områder av kroppen i nærheten på homunculus og overskriver den manglende lemens territorium.
En lignende omorganisering ble funnet hos mennesker. En studie fra 2013 av Tamar Makin og kolleger fant at hjernen etter amputasjon tar bort det gjenværende territoriet fra den savnede armen. Studien deres viste også at dette grepet var relatert til måten individene brukte kroppene sine på: jo mer amputerte brukte den gjenværende armen til daglige aktiviteter, desto mer tok armen opp hjernens ressurser til den manglende armen, muligens for å støtte overforbruk av den intakte armen.
Kickert fant en lignende omorganisering i gruppen av amputerte i området til den savnede armen i hjernen, samt detaljerte håndkart. Dette betyr at dette området av hjernen etter amputasjon ikke bare forblir funksjonelt, men også opprettholdt, til tross for den påfølgende omorganiseringen - dette faktum har ikke blitt anerkjent tidligere.
Faktisk kan den brukes til å lage fantastiske teknologier spesielt for de lammede og funksjonshemmede: "nevroproteser" som styres direkte av hjernen, vanligvis gjennom elektroder implantert i hjernebarken. Håndkartet som er lagret etter amputasjon, kan brukes til å drive individuelle fingre i disse nevrocomputergrensesnittene.
ILYA KHEL
