Nghiên cứu về những người một tay tiết lộ bộ não thích nghi như thế nào sau khi mất một phần cơ thể

Nghiên cứu về những người một tay tiết lộ bộ não thích nghi như thế nào sau khi mất một phần cơ thể
Tay trống Rick Allen đã vượt qua sự cắt cụt của một trong những cánh tay của mình. Matt Becker / người thời tiết / wikipedia, CC BY-SA

Hiểu cách thức bộ não của con người hoạt động là một trong những mục tiêu quan trọng nhất của khoa học. Và một trong những bước đầu tiên để khám phá bí mật của nó nằm ở việc tìm ra cách thức bộ não thực sự được tổ chức. Quan điểm hiện tại của chúng tôi quay trở lại công việc tiên phong của bác sĩ phẫu thuật thần kinh Wilder Penfield trong 1940s, nơi thiết lập mối liên kết giữa tổ chức não và khả năng vận hành cơ thể của chúng ta.

Penfield kích thích điện một số vùng não của bệnh nhân của anh ta và nhận thấy rằng họ vô tình di chuyển, hoặc báo cáo cảm giác từ các bộ phận cụ thể của cơ thể họ trong phản ứng. Đây là nền tảng cho ý tưởng rằng bộ não chứa bản đồ của cơ thể, trong đó các vùng khác nhau kiểm soát các bộ phận cơ thể khác nhau. Nhưng bây giờ, gần 80 năm sau, một nghiên cứu mới cho thấy một ý tưởng thay thế.

Có nhiều cách để nghiên cứu mối liên hệ giữa tổ chức não và chức năng của nó. Một là bằng cách quan sát phản ứng của não bộ đối với sự thay đổi sâu sắc về thể chất, chẳng hạn như mất một phần cơ thể hoặc được sinh ra mà không có ai. Chẳng hạn, điều gì xảy ra với vùng não điều khiển bàn tay một khi bàn tay không còn tồn tại?

Khi các nhà khoa học lần đầu tiên bắt đầu khám phá câu hỏi này, họ đã quan sát thấy rằng vùng não trước đây đại diện cho bàn tay có đượctiếp quản bởi các vùng lân cận trong não. Theo cách này, bộ não sẽ tổ chức lại thông qua một trận chiến giành lãnh thổ não bộ, với chiến thắng khu vực lân cận tuyên bố khu vực cho mục đích chức năng riêng của mình.

Tương tự, vỏ não không có người ở những người sinh ra không có bàn tay nơi đầu vào cảm giác không bị mất, nhưng thực sự không bao giờ tồn tại ở nơi đầu tiên, được tuyển dụng để đại diện cho cánh tay còn lại của một tay. Những tài nguyên não bổ sung này đã được đề xuất cho phép một tay sử dụng cánh tay còn lại của họ để thay thế cho chức năng tay bị thiếu.

Tuy nhiên, Nghiên cứu mới bởi các đồng nghiệp của tôi, được xuất bản trên tờ Sinh học hiện tại, đề nghị một người sử dụng một loạt các chiến lược sáng tạo để hoàn thành các nhiệm vụ hàng ngày phức tạp - liên quan đến các bộ phận cơ thể được kiểm soát bởi các vùng não không ở gần lãnh thổ bàn tay bị mất (tham khảo hình ảnh). Điều này khiến họ đặt câu hỏi liệu việc tái tổ chức não có thực sự được xác định bởi các mối quan hệ lân cận trong não.

Cuộc thí nghiệm

Các nhà khoa học đã nghiên cứu những người 17 được sinh ra chỉ bằng một tay và những người 24 bằng hai tay. Những người tham gia được yêu cầu thực hiện các nhiệm vụ trong phòng thí nghiệm, từ gói quà đến mở chai hoặc gấp đồ giặt. Những nhiệm vụ tưởng chừng như trần tục này thực sự đòi hỏi sự phối hợp to lớn giữa hai bàn tay của chúng ta, và do đó đặt ra những thách thức liên tục cho những người chỉ có một tay. Một tay đã hoàn thành thành công các nhiệm vụ bằng cách sử dụng một loạt các chiến lược bù khác nhau, từ sử dụng chân, môi, chân giả hoặc cánh tay còn lại để thực hiện các nhiệm vụ thường liên quan đến hai tay.

Vì những hành vi này bao gồm các bộ phận cơ thể không phải là tất cả được kiểm soát bởi các khu vực gần với khu vực kiểm soát bàn tay bị mất, các nhà khoa học muốn biết những gì đang xảy ra trong não của những người đáng chú ý này. Họ yêu cầu những người tham gia thực hiện các động tác đơn giản với các bộ phận cơ thể khác nhau và theo dõi hoạt động não của họ.


Nhận thông tin mới nhất từ ​​Nội tâm


Quét MRI chức năng cho thấy rằng các đại diện của các bộ phận cơ thể khác nhau được sử dụng để thay thế chức năng bàn tay được ánh xạ ngay trên không gian vỏ não sẽ đại diện cho bàn tay. Nói cách khác, vùng não sẽ đại diện cho bàn tay được sử dụng thay thế để hỗ trợ môi, bàn chân hoặc cánh tay.

Mặc dù nghiên cứu này không phải là nghiên cứu đầu tiên chứng minh một bộ phận cơ thể xâm lấn vùng vỏ não của một bộ phận cơ thể khác nhau, nhưng đây là lần đầu tiên cho thấy nhiều bộ phận cơ thể được hưởng lợi từ cùng một vùng não - bất kể các vùng này có gần nhau không khác trong não.

Vì vậy, có vẻ như bộ não linh hoạt hơn nhiều so với chúng ta nghĩ trước đây, với điều kiện là vỏ não có sẵn có thể được phân bổ cho các bộ phận cơ thể có chung chức năng của bàn tay bị mất.

Tổ chức lại hay định hướng lại?

Một cách để đưa các kết quả này vào bối cảnh là hỏi, điều gì xảy ra nếu khu vực bàn tay không đại diện cho khu vực bàn tay, nhưng chỉ là phần não chịu trách nhiệm về chức năng thường được thực hiện bởi bàn tay đó?

Nếu cách giải thích này là chính xác, thì chúng ta đã hiểu nhầm tổ chức não là dựa trên các bộ phận cơ thể hơn là chức năng cơ thể. Trong khi suy đoán tại thời điểm này, thật thú vị khi nghĩ rằng chúng ta có thể đã sai về điều này quá lâu.

Thú vị như những ý tưởng này, chúng ta phải thận trọng và nhớ rằng đây vẫn là một lý thuyết làm việc vào lúc này. Tuy nhiên, việc buộc các chuỗi khám phá này lại có ý nghĩa quan trọng. Nó không chỉ giúp chúng ta viết lại lý thuyết về tổ chức não, nó sẽ thông báo cho chúng ta về cách chúng ta có thể khai thác sự sắp xếp lại não để tạo ra các giao diện tốt hơn giữa não và công nghệ hỗ trợ và thậm chí tăng cường.

Thật vậy, nếu bộ não có thể tận dụng lãnh thổ bàn tay bị mất để đại diện cho vô số bộ phận cơ thể khác, thì nó cũng có thể được sử dụng để đại diện và kiểm soát các bộ phận cơ thể nhân tạo như một cánh tay giả?

Giới thiệu về Tác giả

Rebecca Nutbrown, ứng cử viên tiến sĩ khoa học thần kinh, UCL

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.


Sách liên quan:

{amazonWS: searchindex = Books; Keywords = 0965280519; maxresults = 1}

{amazonWS: searchindex = Books; Keywords = 1622085582; maxresults = 1}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}