Puudega inimesed teatavad sageli fantoomvalude või fantoomjäsemete nähtusest, kui nad tunnevad puuduvate sõrmede, käte, jalgade või jalgade olemasolu ja tunnevad mõnikord valu isegi kord amputeeritud jäsemetes. Siiani ei osanud teadus seda nähtust kuidagi seletada. Kuid nüüd, kasutades ülikõrge eraldusvõimega pilte, said Oxfordi ülikooli teadlased uurida amputeeritute ajusid ja näha, kuidas nende ajud pärast käe kaotust muutuvad. Aju detail nii kõrgel tasemel paljastas esmakordselt hämmastava asja: amputeeritud inimese ajus säilib uskumatult üksikasjalik kaart puuduva käe ja üksikute sõrmede kohta.
Selle käe üksikasjaliku kaardi olemasolu ajus - isegi aastakümneid pärast amputatsiooni - võib osaliselt selgitada fantoomjäseme nähtust.
Sensoorne puudus näiteks inimestel, kes on kogenud pimedust, kurtust või amputatsiooni, on juba pikka aega olnud aju plastilisuse uurimiseks viljakas väli. Juhtivteadur Sanna Kikkert ja tema kolleegid dotsent Tamara Makini juhitud käte ja aju laboratooriumis võtsid uurimuse aluseks fantoomjäseme fenomeni ühe aspekti, kui amputeerijad mitte ainult ei tunne puuduva jäseme olemasolu ega tundeid, vaid saavad ka oma fantoomkätt “kontrollida”. Paludes inimestel aju paralleelselt skaneerides fantoomsõrmeid individuaalselt liigutada, suutsid teadlased koostada üksikasjaliku kaardi fantoomkäte kujutisest ajus.
Varasemad uuringud on näidanud, et fantoomkäe liigutamine tekitab amputeeritud ajus aktiivsust, kuid siiani on olnud keeruline öelda, mis see tegevus täpselt on. Näiteks on keeruline tõestada, et aju aktiivsus näitab puuduva käekaardi olemasolu, mitte mingit amputatsioonist põhjustatud ebanormaalset aktiivsust.
Kickerti uuringud näitavad, et fantoomkäte aktiivsuse mustrid sisaldavad olulisi käe “normaalse” kujutamise tunnuseid, näiteks sõrmede ruumiline paigutus üksteise suhtes. Meeskond suutis näidata, et fantoomjäsemete käekaardid olid kahe käega osalejate kontrollproovis näidatud vahemikus. Arvestades katsealuseid, kes kaotasid oma relvad 25–31 aastat tagasi, on see uskumatu.
Ajakirjas eLife avaldatud artiklis suutsid teadlased kummutada ka mitu muud, triviaalsemat seletust fantoomse aju aktiivsuse kohta. Nad näitasid, et fantoomrühma aktiveerimine ei ole pärast amputatsiooni jäänud kännu lihaste või närvide aktiivsuse lihtne tulemus. Näiteks amputeeritutel, kellel kaotasid lihased (küünarnukist kõrgema amputatsiooni tõttu), jäid käekaardid samaks nagu neil, kes jäsemest üldse signaale saata ega vastu võtta (närvikahjustuse tõttu). Sellegipoolest jääb endiselt saladuseks, kas ajus salvestatud käekaart põhjustab jäseme fantoomseid aistinguid või säilitavad aistingud ise ajus käekaardi.
Reklaamvideo:
Kuidas aju keha näeb
Need tulemused on kahekordselt huvitavad, kuna need on vastuolus tavapäraste tarkustega, mis käsitlevad aju moodustamist ja keha sensoorse kaardi pidamist. Seda sensoorset kaarti nimetatakse somatosensoorseks homunculuseks (kreeka keeles tähendab see "väikemees") ja see on juba pikka aega üllatanud teadlasi oma kõrgelt organiseeritud struktuuriga. Organiseeritud nii, et aju voldib kehaosad väga sarnaselt sellele, kuidas need kehal paiknevad:
Ammu on mõelnud, et see kaart vajab organiseeritud püsimiseks pidevat sensoorse sisendi voolu. Seda ideed on toetanud märkimisväärne arv loomuuringuid, mis näitavad, et jäseme amputeerimise korral tungivad homunculus läheduses olevad kehapiirkonnad puuduva jäseme territooriumile ja kirjutavad selle üle.
Sarnane ümberkorraldamine leiti ka inimestel. Tamar Makini ja tema kolleegide 2013. aasta uuring leidis, et pärast amputatsiooni võtab aju puuduva käe alt järelejäänud territooriumi. Nende uuring näitas ka, et see haardumine oli seotud katsealuste kehaga kasutamise viisiga: mida rohkem amputeerija kasutas järelejäänud käsivarsi igapäevaseks tegevuseks, seda enam võttis see käsivars puuduva käe ajuvarusid, võimalusel puutumata käe liigtarbimise toetamiseks.
Kickert leidis oma amputeeritute rühmas sarnase ümberkorraldamise ajus puuduva käe piirkonnast, samuti üksikasjalikud käekaardid. See tähendab, et pärast amputatsiooni see ajupiirkond mitte ainult ei tööta, vaid ka hooldatakse hilisemast ümberkorraldamisest hoolimata - seda fakti pole varem tuvastatud.
Tegelikult saab seda kasutada hämmastavate tehnoloogiate loomiseks spetsiaalselt halvatud ja puuetega inimeste jaoks: "neuroproteesid", mida juhitakse otse aju poolt, tavaliselt ajukoorde implanteeritud elektroodide kaudu. Pärast amputatsiooni salvestatud käekaarti saab kasutada üksikute sõrmede juhtimiseks neuroarvuti liidestes.
ILYA KHEL
