Tại sao não không thể quên chân tay bị cắt cụt

Các ampute thường báo cáo về hiện tượng chân tay của Phantom, nơi họ vẫn có thể cảm nhận được sự hiện diện của ngón tay, bàn tay, cánh tay, bàn chân hoặc chân bị mất, và thậm chí cảm thấy đau nơi các bộ phận bị cắt cụt một lần. Cho đến nay, khoa học không có lời giải thích cho hiện tượng này.

Bây giờ, bằng cách sử dụng hình ảnh độ phân giải cực cao, các nhà nghiên cứu từ Đại học Oxford đã có thể kiểm tra bộ não của ampute để xem bộ não của họ thay đổi như thế nào sau khi mất một cánh tay. Nhìn thấy bộ não ở mức độ chi tiết này đã lần đầu tiên tiết lộ rằng bộ não của ampute giữ lại một bản đồ cực kỳ chi tiết về bàn tay bị mất và các ngón tay riêng lẻ. Sự tồn tại của bản đồ tay chi tiết này trong não - hàng thập kỷ sau khi cắt cụt - có thể là một phần của lời giải thích về hiện tượng chân tay ảo.

Thiếu hụt cảm giác, ví dụ ở những người bị mù, điếc hoặc cắt cụt, từ lâu đã là một con đường hiệu quả cho các nhà khoa học nghiên cứu về dẻo não. Trưởng nhóm nghiên cứu Sanne Kikkert, với các đồng nghiệp của cô từ Phòng thí nghiệm tay và não được dẫn dắt bởi phó giáo sư Tamar Makin, đã tận dụng một khía cạnh của hiện tượng chân ma trong đó các ampute không chỉ có thể cảm nhận được sự hiện diện hoặc cảm giác ở chi bị mất, mà còn có thể điều khiển một cách tự nhiên. Bằng cách yêu cầu các cá nhân di chuyển các ngón tay ảo của họ trong khi quét não, sự thể hiện của bàn tay ma trong não có thể được vạch ra một cách chi tiết.

Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng di chuyển bàn tay ma tạo ra hoạt động trong não của amputees, nhưng cho đến bây giờ thật khó để nói hoạt động này thực sự đại diện cho điều gì. Chẳng hạn, rất khó để chứng minh rằng hoạt động của não cho thấy sự tồn tại của bản đồ của bàn tay bị mất, trái ngược với một số hoạt động bất thường do cắt cụt chi.

Nghiên cứu của Kikkert cho thấy các mô hình hoạt động của bàn tay ảo có chứa các dấu hiệu quan trọng của biểu diễn bàn tay bình thường, ví dụ như cách bố trí không gian của các ngón tay trong mối quan hệ với nhau. Trên thực tế, nhóm nghiên cứu đã có thể chứng minh các bản đồ tay của bàn tay ma cũng nằm trong phạm vi của những người được tìm thấy trong một mẫu điều khiển của những người tham gia hai tay. Xem xét rằng các ampute được lấy mẫu bị mất tay giữa 25 và 31 năm trước, điều này là khá khó tin.


đồ họa đăng ký nội tâm


Hình 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 cấpHình 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 cấpTrong bài báo của họ, được công bố trên tạp chí eLife, các nhà nghiên cứu cũng có thể bác bỏ một số giải thích khác tầm thường hơn cho hoạt động não ảo. Họ đã chỉ ra rằng kích hoạt bàn tay ma không chỉ đơn giản là do kích hoạt các cơ hoặc dây thần kinh ở các chi còn lại của amputees. Ví dụ, các bản đồ tay vẫn giữ nguyên trong các ống bị thiếu các cơ này (do cắt cụt phía trên khuỷu tay) hoặc người không thể gửi hoặc nhận đầu vào cho chi (do tổn thương thần kinh). Tuy nhiên, vẫn còn là một bí ẩn cho dù bản đồ bàn tay được bảo tồn của bộ não gây ra cảm giác chân tay ảo ảnh, hoặc liệu chính những cảm giác đó có giữ bản đồ tay trong não hay không.

Làm thế nào tâm trí nhìn thấy cơ thể

Những phát hiện này đôi khi rất thú vị bởi vì chúng trái ngược với trí tuệ truyền thống về cách bản đồ cơ thể cảm giác trong não được tạo ra và duy trì. Bản đồ cảm giác này được gọi là homatosulusory (từ tiếng Hy Lạp cho người đàn ông nhỏ bé người Hồi giáo), và từ lâu nó đã mê hoặc các nhà khoa học do cấu trúc có tổ chức cao của nó. Có tổ chức, trong đó các bộ phận cơ thể được đặt trong não theo cách rất giống với cách chúng ở trên cơ thể:

Một sơ đồ của 'homunculus cảm giác', mô tả cách các bộ phận của cơ thể được ánh xạ tới não (thể hiện trong mặt cắt ngang). OpenStax College / Đại học Rice, CC BYMột sơ đồ của 'homunculus cảm giác', mô tả cách các bộ phận của cơ thể được ánh xạ tới não (thể hiện trong mặt cắt ngang). OpenStax College / Đại học Rice, CC BYTừ lâu, người ta đã tin rằng bản đồ này cần một dòng đầu vào cảm giác liên tục từ cơ thể để duy trì tổ chức của nó. Ý tưởng này đã được hỗ trợ bởi nghiên cứu động vật đáng kể cho thấy rằng khi một chi bị cắt cụt, các khu vực của cơ thể gần chi đó trên homunculus xâm chiếm và ghi đè lên lãnh thổ của chi bị mất tích.

Tổ chức lại tương tự đã được ghi nhận ở người. Một 2013 nghiên cứu bởi Tamar Makin và các đồng nghiệp đã chỉ ra rằng sau khi cắt cụt, bàn tay còn lại chiếm lĩnh lãnh thổ não của bàn tay bị mất. Nghiên cứu của họ cũng chỉ ra rằng việc tiếp quản này có liên quan đến cách người tham gia sử dụng cơ thể của họ: càng nhiều người sử dụng bàn tay còn lại của họ để hoàn thành các hoạt động hàng ngày, bàn tay đó càng chiếm dụng tài nguyên não của bàn tay bị mất, có lẽ là để hỗ trợ cho việc lạm dụng Bàn tay còn nguyên.

Kikkert đã tìm thấy sự sắp xếp lại tương tự trong nhóm ampute của cô ở vùng bàn tay bị mất của não, cũng như các bản đồ tay chi tiết. Điều này có nghĩa là sau khi cắt cụt chi không chỉ là chức năng ban đầu của vùng não này được duy trì, mà nó dường như được duy trì mặc dù việc tái tổ chức cũng diễn ra - một thực tế chưa được công nhận trước đây.

Điều này có thể được đưa vào sử dụng trong một số công nghệ khá tuyệt vời được phát triển cho người bị thương và người bị khuyết tật: tay chân giả được điều khiển trực tiếp bởi não, thường thông qua các điện cực được cấy vào vỏ não. Các bản đồ tay được bảo quản trong não sau khi cắt cụt có thể được khai thác để cho phép chuyển động ngón tay cá nhân cho các giao diện máy-não này.

Theo báo cáo của nhóm, những phát hiện của họ đã mở lại câu hỏi về những gì xảy ra với lãnh thổ vỏ não một khi các đầu vào chính của nó bị loại bỏ - và đưa ra những khả năng mới để giải thích sâu hơn về homunculus trong tất cả chúng ta.

Giới thiệu về Tác giả

ConversationHarriet Dempsey-Jones, nhà nghiên cứu về khoa học thần kinh lâm sàng, Đại học Oxford

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

Sách liên quan

at Thị trường InnerSelf và Amazon