Новости и события » Hi-Tech » Ученые выяснили, почему мозг не может забыть ампутированную конечность

Ученые выяснили, почему мозг не может забыть ампутированную конечность

Ученые выяснили, почему мозг не может забыть ампутированную конечность

Инвалиды зачастую сообщают о феномене «фантомной боли», или «фантомных конечностей», когда они ощущают присутствие отсутствующих пальцев, кистей рук, ног или голеней, а иногда даже чувствуют боль в когда-то ампутированных конечностях. До сих пор наука никак не могла объяснить это явление. Однако теперь, используя снимки сверхвысокого разрешения, ученые Оксфордского университета смогли изучить мозг ампутантов и увидели, как меняются их мозги после потери руки. Детализация мозга на столь высоком уровне впервые выявила удивительное: мозг ампутанта сохраняет невероятно подробную карту недостающей руки и отдельных пальцев.

Существование этой подробной карты руки в головном мозге - даже спустя десятилетия после ампутации - может частично объяснить явление фантомной конечности.

Сенсорная депривация у людей, к примеру, испытавших слепоту, глухоту или ампутацию, давно стала плодотворным полем для исследования пластичности мозга. Ведущий исследователь Санна Киккерт и ее коллеги из Лаборатории рук и мозга под руководством доцента Тамара Макина взяли за основу изучения один из аспектов явления фантомной конечности, когда ампутанты не только ощущают присутствие или чувства в недостающей конечности, но и могут «управлять» своей фантомной рукой. Попросив людей двигать своими фантомными пальцами по отдельности, параллельно сканируя их мозг, ученым удалось составить подробную карту представления фантомной руки в мозге.

Предыдущие исследования показали, что перемещение фантомной руки создает активность в мозге ампутанта, но до сих пор было трудно сказать, что именно представляет собой эта активность. Например, трудно доказать, что активность мозга указывает на существование карты недостающей руки, а не является какой-то аномальной активностью, вызванной ампутацией.

Исследование Киккерт показывает, что модели активности фантомной руки содержат важные признаки «нормального» представления руки, например, пространственное расположение пальцев по отношению друг к другу. Команде ученых удалось продемонстрировать, что карты рук фантомных конечностей были в пределах диапазона, указанного в контрольном образце участников с двумя руками. Учитывая то, что испытуемые потеряли свои руки от 25 до 31 года назад, это невероятно.

В работе, опубликованной в журнале eLife, ученые также смогли опровергнуть некоторые другие, более тривиальные объяснения фантомной активности мозга. Они показали, что фантомная активация руки не является простым результатом активности мышц или нервов в оставшейся после ампутации культе. К примеру, у ампутантов, потерявших свои мышцы (из-за ампутации выше локтя), карты рук остались такими же, как и у тех, кто не мог посылать или принимать сигналы от конечности вообще (из-за повреждения нерва). Тем не менее до сих пор остается загадкой, вызывает ли сохраненная карта руки в мозге фантомные ощущения конечности или же сами ощущения сохраняют карту руки в мозге.

Как мозг видит тело

Эти результаты вдвойне интересны, поскольку противоречат расхожему мнению относительно того, как мозг формирует и поддерживает сенсорную карту тела. Эта сенсорная карта называется соматосенсорным гомункулусом (от греч. «маленький человек») и давно удивляет ученых своей высокоорганизованной структурой. Организованной в том, что мозг раскладывает части тела очень похоже на то, как они расположены на теле:

Давно считается, что эта карта нуждается в постоянном потоке сенсорного ввода от тела, чтобы сохранить свою организацию. Эта мысль была поддержана значительным числом исследований на животных, показывающим, что когда ампутируется конечность, области тела поблизости на гомункулусе вторгаются и перезаписывают территорию недостающей конечности.

Подобную реорганизацию обнаружили и у людей. Исследование 2013 года, проведенное Тамаром Макином и его коллегами, показало, что после ампутации мозг отнимает оставшуюся от недостающей руки территорию. Их исследование также показало, что этот захват связан с тем, как испытуемые использовали свои тела: чем больше ампутанты использовали оставшуюся руку для повседневных дел, тем больше эта рука занимала ресурсы мозга у отсутствующей руки, возможно, чтобы поддержать перерасход нетронутой руки.

Киккерт нашла подобную реорганизацию в своей группе ампутантов в области отсутствующей руки в мозге, а также подробные карты рук. Это означает, что после ампутации эта область мозга не только остается функциональной, но и поддерживается, несмотря на последующую реорганизацию - этот факт ранее не признавался.

На самом деле, это можно использовать для создания удивительных технологий специально для калек и инвалидов: «нейропротезов», которые контролируются непосредственно мозгом, как правило, через электроды, имплантированные в кору головного мозга. Карта руки, сохраненная после ампутации, может быть использована для приведения в движение отдельных пальцев в этих нейрокомпьютерных интерфейсах.

ИА «Newsmir.info». При использовании материала гиперссылка обязательна.

Ученые выяснили, почему мозг не может забыть ампутированную конечность

Ученые выяснили, почему мозг не может забыть ампутированную конечность

Ученые выяснили, почему мозг не может забыть ампутированную конечность


Динамо не смогло договориться с Кононовым

Динамо не смогло договориться с Кононовым

Экс-наставник Карпат, Севастополя и Краснодара белорус Олег Кононов не будет работать в Динамо. Как сообщает Sport Arena , киевляне действительно вели переговоры с Олегом Кононовым, но стороны не смогли прийти к соглашению. Вероятнее всего, Динамо подробнее ...

загрузка...

 

Вверх