A fogyatékossággal élő emberek gyakran beszámolnak a „fantomfájdalom” vagy a „fantom végtagok” jelenségéről, amikor érzékelik a hiányzó ujjak, kezek, lábak vagy lábak jelenlétét, és néha fájdalmat éreznek az egyszer amputált végtagokban. A tudomány eddig semmilyen módon nem magyarázta meg ezt a jelenséget. De most, az ultra-nagy felbontású képeket használva, az Oxfordi Egyetem tudósai meg tudták tanulmányozni az amputátusok agyát és megnézhetik, hogyan változnak agyuk a kar elvesztése után. Az ilyen magas szintű agyrészlet először hihetetlen dolgot derített fel: az amputált agya hihetetlenül részletes térképét tartalmazza a hiányzó kézről és az egyes ujjakról.
A kéz ezen részletes térképének létezése az agyban - még az amputálás utáni évtizedekben - részben megmagyarázhatja a fantom végtag jelenségét.
A szenvedés, az emberek szenvedése, akik például vakságot, süket vagy amputációt tapasztaltak, régóta termékeny terület az agy plaszticitásának vizsgálatára. Sanna Kikkert vezető kutatója és Tamara Makin társult professzor vezetésével a Kéz- és Agylaboratórium munkatársai alapul vették a fantom végtag jelenségének egyik aspektusát, amikor az amputált személyek nemcsak érzékelik a hiányzó végtag jelenlétét vagy érzéseit, hanem képesek „irányítani” fantom kezüket is. Azzal, hogy felkérték az embereket, hogy mozgatják fantomujjaikat egyidejűleg, miközben az agyukat párhuzamosan szkennelik, a tudósok képesek voltak összeállítani a fantomkezelés részletes térképét az agyban.
Korábbi kutatások kimutatták, hogy a fantom kéz mozgatása aktivitást idéz elő az amputált agyában, de eddig nehéz volt megmondani, hogy mi ez a tevékenység. Például nehéz bebizonyítani, hogy az agyi tevékenység hiányzó kézkártya létezését jelzi, nem pedig az amputáció által kiváltott rendellenes aktivitás helyett.
Kickert kutatásai azt mutatják, hogy a fantom kézmozgás mintái a kéz „normál” ábrázolásának fontos jellemzőit tartalmazzák, például az ujjak egymáshoz viszonyított térbeli elrendezését. A csapat bebizonyította, hogy a fantom végtagok térképei a kétkezes résztvevők kontrollmintájában megadott tartományon belül vannak. Tekintettel arra, hogy a vizsgálati alanyok 25–31 évvel ezelőtt elvesztették a fegyvert, ez hihetetlen.
Az eLife folyóiratban megjelent cikkben a tudósok több más, triviálisabb magyarázatot is megcáfoltak a fantom agyi tevékenységére. Megmutatták, hogy a fantomkar aktiválása nem az amputáció után megmaradt csontok izom- vagy idegtevékenységének egyszerű eredménye. Például azoknál a amputátumoknál, akik elveszítették az izmaikat (a könyök feletti amputáció miatt), a kéztérképek ugyanazok maradtak, mint azoknál, akik egyáltalán nem tudtak jeleket küldeni vagy fogadni a végtagról (idegkárosodás miatt). Ennek ellenére továbbra is rejtély, hogy az agyban tárolt kéztérkép a végtag fantomérzékeit okozza-e, vagy maguk az érzések megőrzik-e az agyban a kéztérképet.
Promóciós videó:
Hogyan látja az agy a testet?
Ezek az eredmények kétszeresen érdekesek, mivel ellentmondásosak a hagyományos bölcsességgel abban, hogy az agy miként formálja és fenntartja a test szenzoros térképét. Ezt az érzékszervi térképet szomatoszenzoros homunculusnak hívják (a görögül a "kis ember") és ez már régóta meglepte a tudósokat rendkívül szervezett felépítésével. Szervezetében az az agy, hogy a testrészeket nagyon hasonlóan hajtja össze, mint ahogy a testükben helyezkednek el:
Régóta azt gondolják, hogy ennek a térképnek a test folyamatos érzékszervi áramlására van szüksége a szervezet folyamatos fenntartásához. Ezt a gondolatot számos állatkísérlet támasztotta alá, amely kimutatta, hogy amikor egy végtagot amputálnak, a homunculus közelében fekvő testrégiók behatolnak és felülírják a hiányzó végtag területét.
Hasonló átszervezés történt az emberekben is. Tamar Makin és munkatársai által készített 2013. évi tanulmány megállapította, hogy amputáció után az agy eltávolítja a fennmaradó területet a hiányzó karról. Tanulmányuk azt is kimutatta, hogy ez a tapadás kapcsolódik az alanyok testének használatához: minél inkább az amputált a fennmaradó karot használták a napi tevékenységekhez, annál inkább a kar vette igénybe a hiányzó kar agyi erőforrásait, valószínűleg az érintetlen kar túlzott felhasználásának támogatására.
Kickert hasonló átrendeződést talált az amputált csoportjában az agy hiányzó karjának területén, valamint részletes kéztérképeket. Ez azt jelenti, hogy amputáció után az agy ezen területe nemcsak működőképes, hanem fenntartott a későbbi átszervezés ellenére is - ezt a tényt korábban nem ismerte fel.
Valójában felhasználható elképesztő technológiák létrehozására, kifejezetten a nyomorék és fogyatékkal élők számára: „neuroprostheses”, amelyeket közvetlenül az agy irányít, általában az agykéregbe beültetett elektródok révén. Az amputálás után elmentett kéztérkép felhasználható az egyes ujjak ezen neurokomputer interfészek meghajtására.
ILYA KHEL
