Osobe s invaliditetom često prijavljuju fenomen "fantomske boli" ili "fantomske udove", kada osjete prisutnost prstiju koji nedostaju, rukama, nogama ili nogama, a ponekad čak i osjećaju bol u jednom amputiranim udovima. Do sada znanost nije mogla na bilo koji način objasniti taj fenomen. Ali sada, koristeći slike visoke rezolucije, znanstvenici sa Sveučilišta Oxford bili su u stanju proučiti mozak amputiranih i vidjeti kako im se mozak mijenja nakon gubitka ruke. Pojedinosti mozga na tako visokoj razini prvi su put otkrili zadivljujuću stvar: mozak amputije zadržao je nevjerojatno detaljnu kartu nestale ruke i pojedinih prstiju.
Postojanje ove detaljne karte ruku u mozgu - čak i desetljećima nakon amputacije - može djelomično objasniti fenomen fantomskih udova.
Osjetilna osjetljivost kod ljudi koji su, na primjer, doživjeli sljepoću, gluhoću ili amputaciju, dugo je bila plodno polje za proučavanje plastike mozga. Vodeća istraživačica Sanna Kikkert i njezine kolege iz Laboratorija za ruke i mozak, koje je vodila izvanredna profesorica Tamara Makin, za svoju su studiju uzeli jedan aspekt fenomena fantomskog udova, kada amputirani ne samo da osjećaju prisutnost ili osjećaje na udubljencu, već mogu i „kontrolirati“svoju fantomsku ruku. Pitajući ljude da pojedinačno pomiču svoje fantomske prste dok paralelno skeniraju mozak, znanstvenici su mogli sastaviti detaljnu kartu reprezentacije fantomske ruke u mozgu.
Prethodna istraživanja pokazala su da pomicanje fantomske ruke stvara aktivnost u mozgu amputea, ali do sada je bilo teško reći što je točno ta aktivnost. Na primjer, teško je dokazati da moždana aktivnost ukazuje na postojanje karte ruke koja nedostaje, a ne neke nenormalne aktivnosti uzrokovane amputacijom.
Kickertovo istraživanje pokazuje da obrasci fantomske aktivnosti ruku sadrže važna obilježja "normalnog" prikaza ruku, poput prostornog rasporeda prstiju u odnosu jedan na drugoga. Tim je mogao pokazati da su karte ruku fantomskih udova unutar raspona naznačenog u kontrolnom uzorku sudionika s dvije ruke. Uzimajući u obzir da su ispitanici izgubili oružje prije 25 do 31 godine, ovo je nevjerojatno.
U radu objavljenom u časopisu eLife, znanstvenici su također mogli opovrgnuti nekoliko drugih, trivijalnijih objašnjenja fantomske aktivnosti mozga. Pokazali su da fantomska ručna aktivacija nije jednostavan rezultat aktivnosti mišića ili živaca u mozgu koji je ostao nakon amputacije. Primjerice, kod amputiranih koji su izgubili mišiće (zbog amputacije iznad lakta) karte ruku ostale su iste kao i kod onih koji signale iz udova uopće nisu mogli slati ili primati (zbog oštećenja živaca). Ipak, još uvijek je misterija da li pohranjena karta ruku u mozgu uzrokuje fantomske senzacije udova ili jesu li sami osjeta sačuvali mapu ruku u mozgu.
Promotivni video:
Kako mozak vidi tijelo
Ovi su rezultati dvostruko zanimljivi jer proturječe konvencionalnoj mudrosti u vezi s načinom na koji mozak formira i održava senzornu kartu tijela. Ova se senzorna karta naziva somatosenzorni homunkulus (s grčkog na „mali čovjek“) i dugo je iznenadila znanstvenike svojom visoko organiziranom strukturom. Organizirani po tome što mozak savija dijelove tijela vrlo slično kao što su smješteni na tijelu:
Dugo se smatralo da ovoj karti treba stalni tok senzornih ulaza iz tijela da bi se organiziralo. Ovu je ideju podržao značajan broj studija na životinjama koje pokazuju da kad se amputira ud, područja tijela u blizini na homunkulu napadaju i prepisuju teritorij koji nedostaje.
Slična reorganizacija pronađena je u ljudi. Studija iz 2013. godine Tamar Makin i kolege otkrila je da mozak nakon amputacije oduzima preostali teritorij iz ruke koja nedostaje. Njihova studija je također pokazala da je ovaj zahvat povezan s načinom na koji su ispitanici koristili svoja tijela: što je više amputiranih osoba koristilo preostalu ruku za svakodnevne aktivnosti, to je veća ruka uzimala moždane resurse nestale ruke, možda kako bi podržala prekomjernu upotrebu netaknute ruke.
Kickert je pronašla sličnu reorganizaciju u svojoj grupi amputiranih osoba u području ruke koja nedostaje u mozgu, kao i detaljne karte ruku. To znači da nakon amputacije ovo područje mozga ne samo da ostaje funkcionalno, već se i održava, unatoč kasnijoj reorganizaciji - ta činjenica nije ranije prepoznata.
U stvari, to se može koristiti za stvaranje nevjerojatnih tehnologija posebno za osakaćene i onesposobljene: "neuroproteze" koje izravno kontrolira mozak, obično pomoću elektroda implantiranih u moždanu koru. Ručna karta spremljena nakon amputacije može se koristiti za pokretanje pojedinih prstiju u tim neuroračunarskim sučeljima.
ILYA KHEL