تحقیقات جدید ممکن است به توسعه سلاح های روباتیک کمک کند. UfaBizPhoto / Shutterstock

اکثر افرادی که اندام خود را از دست داده اند هنوز احساس حضور خود را دارد چند دهه بعد. این پدیده که "اندام فانتوم" نامیده می شود، مدت ها است که رمز و راز است. اما با اسکن مغز با وضوح فوق العاده بالا، ما در حال حاضر قادر به نگاه کردن به مغزهای amputees برای سرنخ قبلا پنهان است. ما اخیرا سه مورد قابل توجه از amputees با نقشه های فوق العاده دقیق نمایندگی تمام پنج انگشت ناپدید در مغز آنها.

اما چرا این نقشه ها، علیرغم دهه ها بدون هیچ گونه ورودی از اندام گمشده، همچنان ادامه دارد؟ در یک مطالعه جدید، منتشر شده در مجله eLifeما اکنون نشان داده ایم که میزانی که یک فرد می تواند به طور هدفمند "حرکت" اندام فانتوم خود را در تعیین چگونه شبیه مغز دست خود را از دست دست نقشه به کسانی که دو دست مهم است. مطالعه ما نشان می دهد که اندام فانتوم فقط یک جادو جالب نیستند، بلکه یک پدیده ای است که می توان از سوالاتی که قبلا بدون پاسخ در مورد مغز مطرح شده است استفاده کرد.

اگر یک شخص به اندازه کافی ترسناک باشد تا یک بازو را از دست بدهد، تغییر زیادی خواهد کرد. چطور جوراب می پوشید؟ یا بطری نوشیدنی باز کنید؟ آنچه که ممکن است در ذهن یک فرد کمتر باشد (معذرت خواهی) این است که چگونه از دست دادن یک دست ممکن است مغز خود را تغییر دهد.

برخی از املاک و مستغلات مغز انتخاب شده است که یک بار جنبش کنترل شده و احساس اندام از دست رفته را کنترل می کند. بنابراین، اینها بیت مغز تا به حال در حال افزایش است؟ این می تواند یک پاسخ شگفت آور سخت برای پاسخ باشد. به طور معمول برای کشف منطقه "بازو" مغز - به عنوان مثال برای تصویربرداری مغز - ما می توانیم لمس یا حرکت آن بازو. اگر این بازو از دست رفته باشد، این مشکل است.

محققان از طریق دهه تحقیق بیشتر در زمینه حیوانات، محققان به جای آن لمس کرده و قسمت های باقیمانده بدن را حرکت داده اند تا ببینند آیا چیزی به نظر می رسد که در این ناحیه از دست رفته است. این به ما نشان داده است که اگر برای مثال یک میمون انگشت میانی را از دست بدهد، ناحیه مغز (که یک بار انگشت میانی را کنترل می کند) برداشته می شود تقریبا بلافاصله توسط شاخص همسایه و انگشتان حلقه. این تهاجم سرزمین بسیار شبیه یک بازی جسمانی خطر است.

این تحقیق یک تصویر را نقاشی کرده است که نقشه های بدنی آن به نظر می رسد پاک می شود و فضای مغز ارزشمند به منظور پشتیبانی از اندام هایی که باقی می مانند، توزیع می شود. اما این معلوم می شود دور از کل داستان است.

درس فانتوم

از آنجایی که حیوانات زمان سختی به ما می گویند که احساس می کنند، تنها از طریق تحقیقات انسانی - بیشتر آن اخیرا - ما در مورد فانتوم های قسمت های از دست رفته فهمیده ایم که تحریک مغزهای آمپوتهو بینش های تعجب آور آنها را به علم ارائه می دهند.

تصویربرداری مغز نقشه های دقیق انگشتان دست دست را در انتها (پایین) نشان می دهد که در مقایسه با نقشه دستانه شرکت کنندگان کنترل دو دست (بالا) شگفت انگیز است. نویسنده ارائه

بسیاری از مردم متوجه نمی شوند که amputees نه تنها می توانند اندام فانتوم خود را احساس کنند - بیشتر آنها نیز دارند کنترل خوبی بر جنبش آنها. ما قبلا نشان داده ایم که درخواست آمپرها را برای حرکت انگشتان فانتوم خود در اسکنر انجام می دهیم نتایج در نقشه های زیبا از انگشتان فرد (از دست رفته) (تصویر بالا را ببینید). با این حال، آمپوته ها در این مطالعه به طور خاص انتخاب شدند، زیرا فانتوم های بسیار پر جنب و جوش داشتند. این باعث می شود که ما تعجب کنیم، آیا این احساسات فانتوم است که اندام گمشده را در مغز نگه می دارد؟

برای پاسخ دادن به این، ما اخیرا گروه بزرگی از amputees با سطوح مختلف احساس فانتوم، جنبش فانتوم و درد فانتوم اسکن شده است. ما دریافتیم که میزان قابل توجهی که یک فرد میتواند انگشتان فانتزی خود را حرکت دهد، بهترین نشانگر این بود که چگونه یک نقشه دو طرفه نقشه آنها بود.

به طور شگفت انگیز، جنبش فانتوم در پیش بینی سازماندهی این نقشه های دست مهمتر از روشنایی ساده فانتوم ها بود - چه مقدار انگشتان دست آنها را می دیدند. ما همچنین شگفت زده شدیم که این نقشه های دستی دست ناپذیر حتی در افرادی که به هیچ احساس ناخوشایندی دست نیافته اند باقی می ماند، نشان می دهد که این نقشه ها زمانی که شکل گرفته اند فوق العاده پایدار هستند.

در نهایت، ما می خواستیم بدانیم که در ناحیه گمشده افراد متولد شده بدون یک عضو (یک طرفه مادرزادی) چه می گذرد. با این حال، در اینجا، ما یک مشکل داشتیم: مردم بدون اندام متولد شده اند معمولا احساسات فانتوم را تجربه نمی کنید (اگرچه این است کمی متضاد) این بدان معنی بود که ما نمی توانستیم از این شرکت کنندگان بخواهیم فانتوم خود را در اسکنر حرکت دهند، همانطور که ما با amputees انجام دادیم.

تقاضای یک دست یکساله برای تصور اینکه دست خود را از دست داده در اسکنر حرکت می کند، فعالیت بسیار کمی مانند دست (که بیشتر ما فکر می کنیم می تواند باشد مربوط به جنبه های بصری از وظیفه ما) اما برای درک عمیق تر، ما نیاز به یک تاکتیک جدید داشتیم.

هنگامی که دست راست خود را حرکت می دهید، این دست دست خود دست خود را در سمت چپ (مخالف) مغز شما فعال می کند. با این حال، حرکت دست راست نیز باعث تغییرات فعالیت می شود که به ما اجازه می دهد که آن را ببینیم نقشه دست چپ دست نخورده در طرف دیگر مغز.

بنابراین با به دست آوردن دست اندرکاران دست ما برای دست زدن به دست دست نخورده، می توانیم نگاه غیرمستقیم به نقشه دست چپ دست بگیریم. هنگامی که آمپوتها و دست دو دست دست دستم را گرفتند، ما یک نقشه دستی بسیار معمولی را در سمت دست از دست دادیم. شرکت کنندگان بدون هیچ زنی متولد شده چنین فعالیتی را نشان ندادند، به ما اعتماد به نفس جدیدی می دادند که واقعا هیچ نقشهی دستی وجود ندارد.

اندام فانتوم توجه ما را جلب می کند، زیرا جذاب و عجیب و غریب است. اما ارزش علمی آنها نیز به طور فزاینده ای روشن می شود. تحقیق ما این پرسش را مطرح می کند که آیا مردم ممکن است بتوانند صراحتا دست های فانتوم خود را آموزش دهند تا نقشه های انگشت خود را به حالت عادی تر بازگردانند. این ممکن است به نظر بی معنی باشد، اما دانشمندان در دانشگاه پیت در ایالات متحده در حال حاضر الکترودهای را به نقشه های انگشت از دست رفته بیماران فلج شده، اجازه می دهد آنها را کنترل و احساس انگشتان دست یک دست روباتیک. ممکن است به زودی زمان تمرین دست فانتوم باشد.

درباره نویسنده

هریت دمپسی جونز، پژوهشگر دکتری در علوم اعصاب شناختی، UCL

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط

at InnerSelf Market و آمازون