Làm thế nào bộ não ghi nhớ chân tay bị cắt cụt và tiếp tục kiểm soát chúng

Làm thế nào bộ não ghi nhớ chân tay bị cắt cụt và tiếp tục kiểm soát chúng
Nghiên cứu mới có thể giúp phát triển cánh tay robot. UfaBizPhoto / Shutterstock

Hầu hết những người bị mất một chi vẫn cảm thấy sự hiện diện của nó nhiều thập kỷ sau. Hiện tượng này, được mệnh danh là ma phượng limb, đã từ lâu là một bí ẩn. Nhưng với chức năng quét não độ phân giải cực cao mới, giờ đây chúng ta có thể nhìn vào bên trong bộ não của ampute để tìm manh mối ẩn giấu trước đó. Gần đây chúng tôi đã cho thấy ba trường hợp nổi bật của amputees với bản đồ cực kỳ chi tiết đại diện tất cả năm ngón tay bị mất trong não của họ.

Nhưng tại sao các bản đồ này vẫn tồn tại, mặc dù nhiều thập kỷ mà không có bất kỳ đầu vào từ chi bị thiếu? Trong một nghiên cứu mới, được công bố trên tạp chí eLife, hiện tại chúng tôi đã tiết lộ rằng số tiền mà một người có thể cố tình di chuyển vào tay chân ma của họ là rất quan trọng trong việc xác định bản đồ bàn tay bị mất của bộ não của họ tương tự như thế nào với những người có hai tay. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy chân tay ảo không chỉ là một sự kỳ quặc thú vị, mà là một hiện tượng có thể được khai thác để hỏi những câu hỏi chưa được trả lời trước đây về não.

Nếu một người không may bị mất một cánh tay, rất nhiều thứ sẽ thay đổi. Làm thế nào để bạn đi tất? Hoặc mở một chai nước uống? Điều có thể ít hơn trong tâm trí của một người (xin lỗi vì chơi chữ) là việc mất một cánh tay có thể thay đổi bộ não của họ như thế nào.

Có một số bất động sản não lựa chọn mà một khi kiểm soát chuyển động và cảm giác của chi bị mất. Vì vậy, những gì của bộ não đến nay là gì? Đây có thể là một câu hỏi khó ngạc nhiên để trả lời. Thông thường để khám phá khu vực cánh tay trên mạng - ví dụ như chụp ảnh não - chúng ta sẽ chạm hoặc di chuyển cánh tay đó. Nếu cánh tay đó bị mất, điều này đặt ra một vấn đề.

Qua nhiều thập kỷ nghiên cứu chủ yếu về động vật, các nhà nghiên cứu thay vào đó đã chạm và di chuyển các bộ phận còn lại của cơ thể để xem liệu có thứ gì dường như đang xâm lấn vào vùng bàn tay bị mất này. Điều này đã cho chúng ta thấy rằng, ví dụ, nếu một con khỉ mất ngón giữa, vùng não (đã từng điều khiển ngón giữa) bị chiếm lấy gần như ngay lập tức bởi chỉ số lân cận và ngón tay đeo nhẫn. Đó là một cuộc xâm lược lãnh thổ giống như một trò chơi Rủi ro cơ thể.

Nghiên cứu này đã vẽ một bức tranh nơi các bản đồ cơ thể cũ dường như bị xóa sạch và không gian não có giá trị được phân phối lại để hỗ trợ các chi còn sót lại. Nhưng điều này hóa ra là xa so với toàn bộ câu chuyện.

Bài học ma

Vì động vật gặp khó khăn trong việc cho chúng tôi biết cảm giác của chúng, chỉ qua nghiên cứu của con người - phần lớn gần đây - chúng tôi đã phát hiện ra những âm thanh của các bộ phận cơ thể bị mất ám ảnh bộ não của amputeesvà những hiểu biết đáng ngạc nhiên mà họ cung cấp cho khoa học.


Nhận thông tin mới nhất từ ​​Nội tâm


Làm thế nào bộ não ghi nhớ chân tay bị cắt cụt và tiếp tục kiểm soát chúngHình ảnh não bộ cho thấy bản đồ chi tiết của từng ngón tay của bàn tay trong ampute (phía dưới) gây sửng sốt tương tự như bản đồ tay của những người tham gia điều khiển hai tay (trên cùng). tác giả cung cấp

Nhiều người không nhận ra rằng ampute không chỉ có thể cảm thấy chân tay ảo ảnh của họ - hầu hết cũng có kiểm soát tốt chuyển động của họ. Trước đây chúng tôi đã chỉ ra rằng yêu cầu ampute di chuyển ngón tay ảo của họ trong máy quét kết quả trong bản đồ đẹp của các ngón tay cá nhân (thiếu) (xem hình trên). Các ampute trong nghiên cứu đó, tuy nhiên, đã được lựa chọn đặc biệt bởi vì chúng có phantoms rất sống động. Điều này khiến chúng ta tự hỏi, có phải chính những cảm giác ma quái này đã giữ cho chi bị mất còn sống trong não?

Để trả lời chúng tôi gần đây quét một nhóm lớn các ống tiêm với các mức độ khác nhau của cảm giác ma, chuyển động ảo và đau ảo. Chúng tôi thấy rằng mức độ mà một người có thể di chuyển ngón tay ma của họ là chỉ số tốt nhất cho thấy bản đồ của một người hai tay giống nhau như thế nào.

Đáng ngạc nhiên, chuyển động ảo là quan trọng hơn trong việc dự đoán tổ chức của các bản đồ tay này hơn là sự sống động đơn giản của cảm giác ma - họ có thể cảm nhận được những ngón tay bị mất của mình đến mức nào. Chúng tôi cũng rất ngạc nhiên khi thấy rằng những bản đồ tay bị mất này vẫn còn ngay cả ở những người có ít hoặc không có cảm giác ma, cho thấy những bản đồ này rất ổn định một khi chúng đã hình thành.

Cuối cùng, chúng tôi muốn biết những gì đang xảy ra trong khu vực cánh tay bị mất của những người sinh ra không có chân tay (một tay bẩm sinh). Tuy nhiên, ở đây, chúng tôi đã có một vấn đề: những người sinh ra không có chân tay thường không trải nghiệm cảm giác ma (mặc dù đây là một chút tranh cãi). Điều này có nghĩa là chúng tôi không thể yêu cầu những người tham gia này di chuyển bóng ma của họ trong máy quét, như chúng tôi đã làm với các ống kính.

Yêu cầu một tay bẩm sinh tưởng tượng việc di chuyển cánh tay bị mất của họ trong máy quét tạo ra rất ít hoạt động giống như bàn tay (hầu hết chúng ta nghĩ có thể là liên quan đến khía cạnh thị giác nhiệm vụ của chúng tôi). Nhưng để nhìn sâu hơn, chúng tôi cần một chiến thuật mới.

Khi bạn di chuyển bàn tay phải, điều này sẽ kích hoạt bản đồ tay của chính bàn tay phải ở phía bên trái (đối diện) trong não của bạn. Tuy nhiên, di chuyển bàn tay phải cũng gây ra thay đổi hoạt động cho phép chúng ta thấy bản đồ của bàn tay trái không di chuyển ở phía bên kia của não.

Vì vậy, bằng cách khiến những người tham gia một tay của chúng tôi di chuyển bàn tay nguyên vẹn của họ, chúng tôi có thể thu được một cái nhìn gián tiếp vào bản đồ tay bị mất. Khi ampute và hai tay cầm di chuyển bàn tay nguyên vẹn của chúng, chúng tôi thấy một bản đồ tay trông rất bình thường ở phía bên tay bị mất. Những người tham gia sinh ra không có bàn tay cho thấy không có hoạt động như vậy, mang lại cho chúng tôi sự tự tin mới thực sự có rất ít để không có bản đồ tay ở đó.

Tay chân ma thu hút sự chú ý của chúng tôi bởi vì chúng hấp dẫn và kỳ quái. Nhưng giá trị khoa học của họ cũng ngày càng rõ ràng. Nghiên cứu của chúng tôi đặt ra câu hỏi liệu mọi người có thể huấn luyện rõ ràng bàn tay ma của họ để khôi phục bản đồ ngón tay của họ về trạng thái bình thường hơn không. Điều này có vẻ vô nghĩa, nhưng các nhà khoa học tại Đại học Pitt ở Mỹ hiện đang cấy điện cực vào bản đồ ngón tay bị mất của bệnh nhân bị liệt, cho phép họ kiểm soát và cảm nhận từng ngón tay của một bàn tay robot. Nó có thể sớm là thời gian cho các bài tập tay ảo.Conversation

Giới thiệu về Tác giả

Harriet Dempsey-Jones, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ về khoa học thần kinh nhận thức, UCL

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

{amazonWS: searchindex = Books; Keywords = amputee; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}