Исследование одноручных людей показывает, как мозг адаптируется после потери части тела

Исследование одноручных людей показывает, как мозг адаптируется после потери части тела
Барабанщик Рик Аллен преодолел ампутацию одного из его рук. Мэтт Беккер / weatherman / wikipedia, CC BY-SA

Понимание того, как работает человеческий мозг, является одной из важнейших целей науки. И один из первых шагов к раскрытию его секретов заключается в разработке того, как мозг фактически организован. Наш нынешний взгляд восходит к новаторская работа нейрохирурга Wilder Penfield в 1940, который установил связь между организацией мозга и нашей способностью управлять нашим телом.

Пенфилд электрически стимулировал определенные области мозга своих пациентов и заметил, что они невольно двигались или сообщали о ощущениях от определенных частей своего тела в ответ. Это послужило основанием для идеи, что мозг содержит карту тела, в которой разные области контролируют разные части тела. Но сейчас, спустя почти 80 лет, новое исследование предлагает альтернативную идею.

Существует много способов изучить связь между организацией мозга и ее функцией. Один из них - это наблюдение реакции мозга на глубокие физические изменения, такие как потеря части тела или рождение без нее. Например, что происходит с мозговой областью, контролирующей руку, когда рука больше не существует?

Когда ученые впервые начали изучать этот вопрос, они заметили, что область мозга, ранее представлявшая руку, получает "взяли на себя " соседними регионами в мозге. Таким образом, мозг будет реорганизоваться через битву за территорию мозга, выигравший соседний регион, заявляющий о своей собственной функциональной цели.

Точно так же незанятая кора в людях, родившихся без руки, где сенсорный вклад не был потерян, но на самом деле никогда не существовал в первую очередь, набирается для представления остаточной руки однорукого. Эти дополнительные ресурсы мозга были предложены, чтобы позволить одноручникам использовать их остаточную руку, чтобы заменить недостающую ручную функцию.

Однако Новое исследование мои коллеги, опубликованные в «Текущая биология», предлагают, чтобы один человек использовал целый ряд творческих стратегий для выполнения сложных повседневных задач - включая части тела, которые контролируются областями мозга, которые нигде не находятся рядом с территорией недостающих рук (см. изображение). Это заставило их сомневаться в том, действительно ли реорганизация мозга действительно определяется соседними отношениями в мозге.

Эксперимент

Ученые изучали людей 17, рожденных одной рукой и людьми 24 двумя руками. Участников попросили выполнить задания в лаборатории, от обертывания подарка до открытия бутылки или складного белья. Эти, казалось бы, мирские обязанности фактически требуют огромной координации между нашими двумя руками и поэтому создают постоянные проблемы для людей, у которых есть только одна рука. Однорукий человек успешно выполнил задания, используя разнообразный репертуар компенсаторных стратегий, начиная от использования их ног, губ, протезов или остаточного рукава для выполнения задач, которые обычно связаны с двумя руками.

Поскольку эти действия включали части тела, которые не все контролируются областями, близкими к тому, что контролирует недостающую руку, ученые хотели знать, что происходит в мозгу этих замечательных людей. Они попросили участников провести простые движения с этими различными частями тела и проследить их мозговую деятельность.


Получите последние новости от InnerSelf


Функциональные МРТ-сканирования показали, что представления различных частей тела, используемые для замены функции руки, отображаются прямо на пространство коры, которое представляло бы руку. Другими словами, область мозга, которая представляла бы руку, использовалась вместо этого, чтобы поддерживать губы, ноги или руки.

Хотя это исследование не является первым, демонстрирующим часть тела, вторгающуюся в область коры головного мозга другой части тела, она впервые показывает несколько частей тела, получающих пользу из той же области мозга - независимо от того, близки ли эти регионы к каждой другие в мозге.

Таким образом, кажется, что в мозгу гораздо больше гибкости, чем мы думали ранее, учитывая, что доступная кора может быть распределена по частям тела, которые разделяют функциональность недостающих рук.

Реорганизация или переориентация?

Один из способов привести эти результаты в контекст - спросить, что, если область рук не представляет собой область рук как таковую, а только часть мозга, отвечающую за функцию, обычно выполняемую этой рукой?

Если эта интерпретация правильная, то мы ошибаемся в том, что организация мозга основана на частях тела, а не на функции организма. В то время как спекулятивный момент, интригует думать, что мы могли ошибиться в этом так долго.

Как интересно, как эти идеи, мы должны проявлять осторожность и помнить, что это все еще рабочая теория на данный момент. Однако связывание этих строк открытия имеет важные последствия. Это не только поможет нам переписать теорию организации мозга, но и проинформирует нас о том, как мы могли бы использовать реорганизацию мозга для улучшения взаимодействия между мозгом и вспомогательными и даже улучшающими технологиями.

Действительно, если мозг может воспользоваться отсутствующей областью рук для представления множества других частей тела, может ли он также использоваться для представления и контроля искусственных частей тела, таких как протезная рука?

Об авторе

Ребекка Нутбрун, кандидат наук по неврологии, UCL

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.


Похожие книги:

{amazonWS: searchindex = Книги; ключевые слова = 0965280519; maxresults = 1}

{amazonWS: searchindex = Книги; ключевые слова = 1622085582; maxresults = 1}

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

Следуйте за InnerSelf

facebook-значокTwitter-значокНовости-значок

Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}

ВНУТРЕННИЕ ГОЛОСЫ

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ