Veel mensen, zelfs ver van transplantatie, hebben gehoord van een concept als fantoompijn. Deze sensaties ontstaan bij ziekenhuispatiënten na amputatie: het lijkt een persoon dat hij pijn voelt in een ledemaat, die hij in feite al lange tijd niet meer heeft gehad.
Bovendien ervaren veel patiënten na amputatie hun fantoomledemaat, soms gedurende meerdere jaren. De aard van het fenomeen is nog steeds slecht begrepen, maar nieuw onderzoek kan hierbij helpen.
Een team van wetenschappers van de Universiteit van Oxford onderzocht de hersenactiviteit van geamputeerde patiënten met behulp van een krachtige CT-scanner. De eerste deelnemer aan het experiment verloor 25 jaar geleden zijn arm, de tweede - 31 jaar geleden. Beiden hadden al die tijd een uitgesproken fantoomsyndroom.
Parallel hiermee bestudeerden neurowetenschappers gegevens van een controlegroep - 11 mensen die beide handen hadden en alle proefpersonen waren linkshandig. Tijdens het experiment moesten de deelnemers elke vinger van hun linkerhand afzonderlijk bewegen.
Wetenschappers hebben ontdekt dat zelfs na amputatie van een ledemaat de hersenstructuren die verantwoordelijk zijn voor de controle ervan, nog steeds de verloren handen perfect "onthouden".
“We ontdekten dat bij mensen met geamputeerde armen de hersenactiviteit van de linkerarm was verminderd. Tegelijkertijd vielen bepaalde patronen die overeenkwamen met het beeld van de hand samen met de patronen van mensen uit de controlegroep”, zegt hoofdauteur Tamar Makin.
Dit is duidelijk te zien in het gepresenteerde diagram. Zwarte pijlen geven de overeenkomst aan van de vingers met de hersengebieden die met kleuren zijn gemarkeerd: duim - rood; index - geel; medium - groen; het naamloze is blauw, de pink is paars. Het eerste diagram geeft het hersenwerk weer van de deelnemers in de controlegroep, de tweede - mensen na de amputatie van de arm (boven en onder de elleboog). FDR is het percentage valse detectie en "q" is het foutenpercentage.
Promotie video:
Het blijkt dat mensen zelfs na het verwijderen van individuele vingers nog steeds de mogelijkheid hebben om een signaal te sturen voor hun beweging, knijpen, rechttrekken en andere functies.
Tot nu toe waren de meeste neurowetenschappers ervan overtuigd dat het proces van handcontrole plaatsvindt in de somatosensorische cortex van de hersenen en alleen kan worden gehandhaafd in de aanwezigheid van systematische feedback van sensorische signalen van zenuwuiteinden. Het blijkt dat dit niet zo is: als het "herschrijven" van de zenuwkaart zou plaatsvinden zonder feedbacksignalen, dan zouden mensen die hun handen verloren hebben geen fantoompijn hebben.
Na de hersenactiviteit van geamputeerden te hebben bestudeerd met behulp van computertomografie, zijn wetenschappers tot de conclusie gekomen dat de hersenen verloren handen nog goed "onthouden". De nieuwe ontdekking zou een grote doorbraak kunnen zijn op het gebied van protheses en zal het in de toekomst mogelijk maken om prothesen te maken die rechtstreeks vanuit de hersenen kunnen worden aangestuurd.
Deze ontdekking zal waarschijnlijk helpen bij het creëren van een nieuw type prothese die wordt aangestuurd door signalen die rechtstreeks vanuit de hersenen worden verzonden. Ze zullen veel gevoeliger en functioneler zijn dan alle huidige modellen, concluderen neurowetenschappers uit Oxford.
De details van de studie worden beschreven in een wetenschappelijk artikel gepubliceerd in de eLife-publicatie.
