Μια μελέτη από το Πανεπιστήμιο του Cambridge, το University College London και το Πανεπιστήμιο του Pittsburgh δείχνει ότι ο σωματικός χάρτης του εγκεφάλου παραμένει άθικτος μετά τον ακρωτηριασμό.
Τα ευρήματα που δημοσιεύθηκαν στο Nature Neuroscience αμφισβητούν δεκαετίες υποθέσεων σχετικά με την αναδιοργάνωση του εγκεφάλου και θα μπορούσαν να αναδιαμορφώσουν τον τρόπο με τον οποίο αντιμετωπίζουμε τον πόνο των φανταστικών άκρων και σχεδιάζουμε προσθετικά μέλη.
Πώς χαρτογραφεί ο εγκέφαλος το σώμα;
Ο εγκέφαλος διατηρεί έναν χάρτη του σώματος στον σωματοαισθητικό φλοιό και κάθε μέρος του χάρτη χειρίζεται την αφή, τον πόνο ή τη θέση σε σχέση με ένα συγκεκριμένο μέρος του σώματος. Για χρόνια, οι ερευνητές πίστευαν ότι αυτός ο χάρτης μετατοπίζεται όταν αφαιρείται ένα άκρο. Μελέτες σε ζώα, όπως πειράματα σε πιθήκους, αλλά και μελέτες σε ανθρώπους που συνέκριναν ακρωτηριασμένους με άλλους, υπέδειξαν ότι οι γειτονικές περιοχές «καταλαμβάνουν» την -πλέον- άδεια ζώνη στον εγκέφαλο.
Ωστόσο, πολλοί ακρωτηριασμένοι αναφέρουν ότι νιώθουν φανταστικές αισθήσεις από το χαμένο άκρο. Η απεικόνιση δείχνει επίσης ότι, όταν αυτά τα άτομα νομίζουν ότι κινούν τα χαμένα άκρα τους, ο εγκέφαλος φωτίζεται παρόμοια με τους μη ακρωτηριασμένους.
Η νέα μελέτη παρακολούθησε άτομα που επρόκειτο να υποβληθούν σε ακρωτηριασμό χεριού, επιτρέποντας τελικά την επανεξέταση.
Οι σαρώσεις εγκεφάλου δείχνουν σταθερούς χάρτες χεριών μετά τον ακρωτηριασμό
Η ομάδα παρακολούθησε τρεις ενήλικες που είχαν προγραμματίσει ακρωτηριασμό χεριού για ιατρικούς λόγους. Κάθε άτομο υποβλήθηκε σε σάρωση με λειτουργική μαγνητική τομογραφία πριν από την επέμβαση και σε διάφορα σημεία μετά: 3 μήνες, 6 μήνες, 18 μήνες σε μία περίπτωση και 5 χρόνια σε μια άλλη. Κατά τη διάρκεια των σαρώσεων, ζητήθηκε από τους συμμετέχοντες να κινήσουν τα δάχτυλά τους πριν από την επέμβαση ή να προσπαθήσουν να κινήσουν τα φανταστικά τους δάχτυλα μετά. Επίσης, να σφίγγουν τα χείλη τους και να κινούν τα δάχτυλα των ποδιών τους. Για λόγους σύγκρισης, η ομάδα εξέτασε σαρώσεις από 16 άτομα ελέγχου με ικανότητα σωματικής άσκησης και 26 άτομα που είχαν ζήσει με ακρωτηριασμό για δεκαετίες.
Παραδόξως, οι χάρτες εγκεφάλου του ακρωτηριασμένου χεριού παρέμειναν αμετάβλητοι. Οι κινήσεις των φανταστικών δακτύλων παρήγαγαν μοτίβα σχεδόν πανομοιότυπα με αυτά που παρατηρούνταν πριν από τον ακρωτηριασμό και αυτή η σταθερότητα διήρκεσε για χρόνια.
«Λόγω της προηγούμενης εργασίας μας, υποψιαζόμασταν ότι οι χάρτες του εγκεφάλου θα παρέμεναν σε μεγάλο βαθμό αμετάβλητοι, αλλά ο βαθμός στον οποίο ο χάρτης του ακρωτηριασμένου άκρου παρέμεινε άθικτος ήταν εκπληκτικός», δήλωσε η συγγραφέας της μελέτης Δρ. Ταμάρ Μακίν, καθηγήτρια γνωστικής νευροεπιστήμης στη Μονάδα Γνώσης και Εγκεφάλου MRC στο Πανεπιστήμιο του Cambridge.
Οι σαρώσεις έδειξαν ότι οι φανταστικές κινήσεις πυροδότησαν πραγματική κινητική δραστηριότητα στον εγκέφαλο, διαφορετική από την απλή φαντασία της κίνησης.
«Δεν είδαμε κανένα σημάδι της αναδιοργάνωσης που υποτίθεται ότι συμβαίνει σύμφωνα με τον κλασικό τρόπο σκέψης. Οι χάρτες του εγκεφάλου παρέμειναν στατικοί και αμετάβλητοι», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Δρ. Χάντερ Σόουν, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ.
Η ομάδα συνέκρινε επίσης τα αποτελέσματά της με 26 μακροχρόνια ακρωτηριασμένους και βρήκε το ίδιο μοτίβο σταθερών χαρτών χεριών και χειλιών, ακόμη και δεκαετίες μετά την απώλεια του άκρου.
Τι σημαίνουν οι σταθεροί χάρτες του εγκεφάλου για τη θεραπεία του πόνου και την προσθετική
Τα ευρήματα αυτά αμφισβητούν μια μακροχρόνια πεποίθηση στη νευροεπιστήμη: ότι ο εγκέφαλος επανασυνδέεται μετά τον ακρωτηριασμό. Αντίθετα, τα στοιχεία υποδηλώνουν ότι ο σωματοαισθητικός φλοιός διατηρεί ένα σταθερό εσωτερικό μοντέλο του σώματος, ακόμη και όταν μέρη του έχουν χαθεί.
Αυτό έχει σημασία για τον τρόπο που σκεφτόμαστε τον πόνο του φανταστικού άκρου. Πολλές θεραπείες έχουν προσπαθήσει να «διορθώσουν» τον χάρτη του εγκεφάλου, με περιορισμένη επιτυχία. Αλλά το πρόβλημα μπορεί να μην βρίσκεται καθόλου στον εγκέφαλο.
«Τα υπόλοιπα μέρη των νεύρων - που βρίσκονται ακόμα μέσα στο υπολειμματικό άκρο - δεν συνδέονται πλέον με τους τελικούς στόχους τους. Χωρίς έναν τελικό στόχο, τα νεύρα μπορούν να συνεχίσουν να αναπτύσσονται για να σχηματίσουν μια πάχυνση του νευρικού ιστού και να στείλουν θορυβώδη σήματα πίσω στον εγκέφαλο», δήλωσε ο Σόουν.
«Οι πιο πολλά υποσχόμενες θεραπείες περιλαμβάνουν την επανεξέταση του τρόπου με τον οποίο εκτελείται στην πραγματικότητα η χειρουργική επέμβαση ακρωτηριασμού, για παράδειγμα την μεταμόσχευση των νεύρων σε έναν νέο μυ ή δέρμα, ώστε να έχουν μια νέα βάση για να προσκολληθούν», πρόσθεσε.
Η εργασία αυτή φέρνει αισιοδοξία και για την προσθετική και τις διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή. Εάν οι χάρτες του σώματος είναι σταθεροί, τότε ο νευρωνικός έλεγχος των ρομποτικών άκρων μπορεί να είναι απλούστερος από ό,τι πίστευαν πολλοί.
«Εάν ο εγκέφαλος επανασυνδεόταν μετά τον ακρωτηριασμό, αυτές οι τεχνολογίες θα αποτύγχαναν. Εάν η περιοχή που ήταν υπεύθυνη για τον έλεγχο του χεριού σας ήταν τώρα υπεύθυνη για το πρόσωπό σας, αυτά τα εμφυτεύματα απλά δεν θα λειτουργούσαν. Τα ευρήματά μας παρέχουν μια πραγματική ευκαιρία να αναπτυχθούν αυτές οι τεχνολογίες τώρα», δήλωσε ο συν-επικεφαλής συγγραφέας Δρ. Κρις Μπέικερ, επικεφαλής της μονάδας μάθησης και πλαστικότητας στο Εργαστήριο Εγκεφάλου και Γνώσης στα Εθνικά Ινστιτούτα Ψυχικής Υγείας.
«Τώρα που έχουμε δείξει ότι αυτοί οι χάρτες είναι σταθεροί, οι τεχνολογίες διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή μπορούν να λειτουργήσουν με την υπόθεση ότι ο χάρτης του σώματος παραμένει συνεπής με την πάροδο του χρόνου», πρόσθεσε ο Σόουν. «Αυτή η μελέτη αποτελεί μια ισχυρή υπενθύμιση ότι ακόμη και μετά την απώλεια ενός άκρου, ο εγκέφαλος συγκρατείται στο σώμα, περιμένοντας να επανασυνδεθούμε».
Πηγή: Schone HR, Mor ROM, Kollamkulam M, et al. Stable cortical body maps before and after arm amputation. Nat Neurosci. 2025. doi: 10.1038/s41593-025-02037-7
Απόδοση του άρθρου Amputation Doesn’t Rewrite the Brain’s Body Map
Ευλαμπία Αγγέλου
Διερμηνέας Ελληνικής Νοηματικής Γλώσσας
Ανεξάρτητη Ερευνήτρια
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου