Osebe s posebnimi potrebami pogosto poročajo o pojavu "fantomske bolečine" ali "fantomske okončine", ko zaznajo prisotnost manjkajočih prstov, rok, nog ali nog in včasih občutijo bolečino tudi pri enkrat amputiranih okončinah. Do zdaj znanost tega pojava nikakor ni mogla razložiti. Zdaj pa so znanstveniki z univerze v Oxfordu z uporabo ultra visoke ločljivosti lahko preučili možgane amputiranih in videli, kako se njihovi možgani spreminjajo po izgubi roke. Možganske podrobnosti na tako visoki ravni so prvič razkrile neverjetno stvar: možgani amputeja hranijo neverjetno podroben zemljevid manjkajoče roke in posameznih prstov.
Obstoj te podrobne karte roke v možganih - tudi desetletja po amputaciji - lahko delno razloži pojav fantomske okončine.
Senzorična pomanjkljivost pri ljudeh, ki so na primer doživeli slepoto, gluhost ali amputacijo, je že dolgo plodno polje za preučevanje možganske plastičnosti. Vodilna raziskovalka Sanna Kikkert in njene sodelavke v Laboratoriju za roke in možgane, ki jo vodi izredna profesorica Tamara Makin, so za osnovo za raziskavo vzeli en vidik fantomskega okončine, ko amputirani ne zaznajo samo prisotnosti ali občutkov v manjkajočem udu, ampak lahko tudi "nadzirajo" svojo fantomsko roko. Z vprašanjem ljudi, da si med vzporednim skeniranjem možganov premikajo fantomske prste, so znanstveniki lahko pripravili podroben zemljevid predstavitve fantomske roke v možganih.
Prejšnje raziskave so pokazale, da premikanje fantomske roke ustvarja aktivnost v možganih amputeja, vendar je bilo do zdaj težko povedati, kaj točno je ta dejavnost. Na primer, težko je dokazati, da možganska aktivnost kaže na obstoj manjkajoče roke, ne pa na neko nenormalno aktivnost, ki jo povzroča amputacija.
Kickertova raziskava kaže, da vzorci aktivnosti fantomske roke vsebujejo pomembne značilnosti "normalne" predstavitve roke, kot je prostorska razporeditev prstov drug glede drugega. Skupina je bila sposobna dokazati, da so zemljevidi rok fantomske okončine znotraj obsega, ki je naveden v kontrolnem vzorcu dvoročnih udeležencev. Če upoštevamo, da so subjekti pred 25 do 31 leti izgubili orožje, je to neverjetno.
V članku, objavljenem v reviji eLife, so znanstveniki lahko tudi ovrgli več drugih, bolj trivialnih razlag fantomske možganske aktivnosti. Pokazali so, da aktiviranje fantomske roke ni preprost rezultat mišične ali živčne aktivnosti v panju, ki ostane po amputaciji. Na primer, pri amputiranih, ki so izgubili mišice (zaradi amputacije nad komolcem), so ročne karte ostale enake kot pri tistih, ki signala z okončine sploh niso mogli pošiljati ali sprejemati (zaradi poškodbe živca). Kljub temu je še vedno skrivnost, ali shranjena karta rok v možganih povzroča fantomske občutke okončine ali pa občutki sami ohranijo ročno karto v možganih.
Promocijski video:
Kako možgani vidijo telo
Ti rezultati so dvakrat zanimivi, ker nasprotujejo običajni modrosti glede tega, kako možgani oblikujejo in vzdržujejo senzorični zemljevid telesa. Ta senzorična karta se imenuje somatosenzorni homunkulus (iz grščine za "mali človek") in je znanstvenike že dolgo presenetil s svojo zelo organizirano strukturo. Organizirani po tem, da možgani zložijo dele telesa zelo podobno, kako se nahajajo na telesu:
Dolgo je veljalo, da ta zemljevid potrebuje stalen tok čutnih vnosov iz telesa, da se lahko organizira. To idejo je podprlo veliko število študij na živalih, ki kažejo, da ob amputiranju okončine vdrejo območja telesa v bližini homunkulusa in prepišejo območje manjkajočega okončine.
Podobna reorganizacija je bila ugotovljena pri ljudeh. Študija iz leta 2013 Tamar Makin in sodelavci so ugotovili, da možgani po amputaciji odvzamejo preostalo ozemlje manjkajoči roki. Njihova študija je tudi pokazala, da je bil ta prijem povezan z načinom, kako preiskovanci uporabljajo svoje telo: bolj ko je amputirani uporabljal preostalo roko za vsakodnevne dejavnosti, več je ta roka zavzela možganske vire manjkajoče roke, morda za podporo prekomerni uporabi nepoškodovane roke.
Kickertova je v svoji skupini amputirancev na območju manjkajoče roke v možganih našla podobno reorganizacijo, pa tudi podrobne karte rok. To pomeni, da po amputaciji to področje možganov ne le ostane funkcionalno, ampak se tudi vzdržuje, kljub poznejši reorganizaciji - tega dejstva prej ni bilo prepoznano.
Pravzaprav ga je mogoče uporabiti za ustvarjanje neverjetnih tehnologij posebej za objokane in invalide: "nevroproteze", ki jih nadzirajo možgani neposredno, običajno prek elektrod, ki so implantirane v možgansko skorjo. Ročni zemljevid, shranjen po amputaciji, se lahko uporablja za pogon posameznih prstov v teh nevroračunalniških vmesnikih.
ILYA KHEL