МАДРИД, 21 (EUROPA PRESS)
Группа исследователей из Национальных институтов здравоохранения (США) и Кембриджского университета (Великобритания) обнаружила, что карта тела в мозге остается нетронутой после ампутации конечностей, что противоречит существовавшему ранее мнению о том, что она реорганизуется, чтобы компенсировать потерю.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Neuroscience, имеет значение как для лечения фантомных болей в конечностях, так и для облегчения управления роботизированными протезами. В нём сравнивается активность мозга трёх пациентов, которым предстояла ампутация кисти, до и после процедуры.
Эти карты отвечают за обработку сенсорной информации, такой как осязание, температура и боль, а также положение тела. Если вы касаетесь чего-то тёплого рукой, активируется определённая область мозга; если вы ударяетесь пальцем ноги, активируется другая область.
«Из нашей предыдущей работы мы предполагали, что карты мозга останутся в значительной степени неизменными, но степень, в которой карта отсутствующей конечности осталась нетронутой, была поразительной... Учитывая, что соматосенсорная кора отвечает за интерпретацию того, что происходит внутри тела, кажется удивительным, что она, по-видимому, не знает, что руки больше нет», — сказала Тамар Макин, один из ведущих авторов исследования и профессор Кембриджского университета.
В ходе исследования сканирование мозга использовалось для построения карт кисти и губ каждого человека, поскольку на этих картах губы расположены близко к кисти. Изучив карты до и после ампутации, учёные обнаружили, что соответствующая область мозга активировалась практически одинаково.
НЕТ ПРИЗНАКОВ РЕОРГАНИЗАЦИИ КАРТЫ МОЗГА И ТЕЛА
Учёные признали, что если бы они не знали, когда были собраны данные, они бы не смогли различить эти две карты. В отличие от этого, алгоритм машинного обучения «без проблем» распознал, какой фантомный палец двигался до и после ампутации.
«Мы не обнаружили никаких признаков реорганизации, которую предполагает классическое мышление. Карты мозга оставались статичными и неизменными», — сказал Хантер Шоне, первый автор исследования и исследователь из Питтсбургского университета (США).
Стоит отметить, что это первое исследование, посвященное анализу карт кисти и лица людей до и после ампутации. Предыдущие работы основывались исключительно на анализах, проведенных после ампутации, поэтому предполагалось, что после ампутации конечности соседние регионы реорганизуются и занимают область, ранее приписанную отсутствующей конечности.
Поскольку этого не происходит, можно объяснить, почему большинство людей, перенесших ампутацию, сообщают о таких ощущениях, как боль или зуд в конечностях, которых больше нет на месте.
«Оставшиеся части нервов, всё ещё находящиеся в культе, больше не связаны со своими конечными рецепторами. Они полностью отсоединены от сенсорных рецепторов, которые постоянно передавали им сигналы. Без конечных рецепторов нервы могут продолжать расти, образуя утолщение нервной ткани и посылая в мозг дезориентирующие сигналы», — подчеркнул Шёне.
Более того, исследователи пришли к выводу, что границы внутри карт мозга не являются четко определенными, и что каждая область не ограничивается исключительно одной частью тела.
Чтобы дополнить полученные данные, эти результаты были сопоставлены с результатами 26 участников, перенесших ампутацию верхних конечностей в среднем 23,5 года назад. Результаты также показали схожие представления с тремя исследованными субъектами, что свидетельствует о долгосрочной стабильности представлений ампутированных конечностей.
ОБЕЩАЮЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДЛЯ ТЕРАПИИ
Доктор Шёне подчеркнул, что эти открытия позволят новым технологиям продвинуться в направлении доступа к более тонким деталям карты руки, таким как различение кончика пальца от основания, а также восстановления качественных и сложных аспектов ощущений, таких как текстура, форма и температура.
«Это исследование служит убедительным напоминанием о том, что даже после потери конечности мозг продолжает оставаться связанным с телом, ожидая, когда мы восстановим связь с ним... Самые перспективные методы лечения предполагают переосмысление того, как на самом деле проводится операция по ампутации, — например, путём пересадки нервов в новые мышцы или кожу, чтобы у них было новое место для прикрепления», — добавил он.
Фактически, из трёх участников один испытывал сильную боль в конечности до ампутации, но прошёл сложную процедуру по пересадке нервов в новую мышцу или кожу, и теперь не чувствует боли. Двое других участников прошли стандартное лечение и продолжают испытывать фантомные боли в конечности.
«Если бы мозг был перепрограммирован после ампутации, эти технологии не сработали бы. Если бы область, которая раньше управляла рукой, теперь отвечала за лицо, эти имплантаты просто не работали бы. Наши результаты открывают реальную возможность для разработки таких технологий уже сейчас», — заявил соавтор исследования Крис Бейкер, член Национальных институтов здравоохранения.
РАСШИФРОВКА ИЛИ ПЕРЕОПРЕДЕЛЕНИЕ КОРТИЧЕСКОЙ РЕОРГАНИЗАЦИИ
С другой стороны, руководитель группы экспериментальной нейрофизиологии в исследовательском подразделении Национальной больницы параплегии Хуан де лос Рейес Агилар в заявлениях, направленных в SMC Spain, пояснил, что эта работа может способствовать расшифровке «и даже переосмыслению» сложности феномена кортикальной реорганизации.
«Учитывая данные о восприятии боли, представленные в статье, можно утверждать, что концепция кортикальной реорганизации после ампутации или травмы спинного мозга несколько сложнее, чем то, что в настоящее время представлено в литературе, где она сводится к расширению активированной области коры, и может быть сосредоточена на изменениях сенсорного восприятия», — пояснил Де лос Рейес, сотрудник Службы здравоохранения провинции Кастилия-Ла-Манча (SESCAM), Научно-исследовательского института здравоохранения провинции Кастилия-Ла-Манча (IDISCAM) и Испанского общества нейронаук (SENC).
