Mozek si pamatuje ztracené končetiny - revoluce ve vývoji protéz

Mozek si tělo nepamatuje správně, ale stabilně

Mozek si uchovává „mapu“ těla, která zůstává pevná, i když je končetina amputována. To odporuje dlouho zažitému přesvědčení, že mozek po ztrátě části těla rekonfiguruje svou strukturu. Nový výzkum týmů z Velké Británie a USA přináší překvapivý poznatek o stabilní senzorické reprezentaci v mozku.

Stálost mozkové mapy

V oblasti mozku nazývané primární somatosenzorický kortex existuje mapa těla, kde různé oblasti odpovídají různým částem těla – například ruka, rty nebo chodidlo. Dlouho se předpokládalo, že po amputaci okolní oblasti „přebírají“ teritorium amputované části. Studie publikovaná v Nature Neuroscience však ukázala, že tato mapa zůstává nezměněná i mnoho let po amputaci. Dokonce i po pěti letech byla aktivita mozkové oblasti dříve reprezentující ztracenou ruku téměř identická s předamputační situací. Stejné platí pro oblast reprezentující rty – ani ta se nezměnila

Jedinečný longitudinální přístup

Výzkum vedl tým Tamar Makin (Cambridge) a Hunter Schone (Univerzita Pittsburgh). Jako první sledovali tři pacienty před amputací ruky i po ní – až do pěti let zpětně – pomocí fMRI a mapovali aktivitu při pokusu o pohyb prstů či sevření rtů. Porovnání před a po amputační mapy ukázalo pozoruhodnou stálost, kterou autoři označili za „ohromující\".

Impulzy k léčbě i pro umělé končetiny

Jak uvedl Dr. Schone, absence reorganizace znamená, že léčba tzv. fantomové bolesti, která vychází z předpokladu reorganizace, je možná založena na nesprávných predpokladech. Obrácením přístupu k amputaci – například přesměrováním nervů do svalů či kůže – lze zabránit bolestivým impulzům. Jeden z pacientů po takové proceduře již fantomovou bolest nepociťuje

Stabilní mozková mapa také otevírá obrovské možnosti pro vývoj neuroprotetik a rozhraní mozek-počítač – mozkové rozhraní může předpokládat, že mapa zůstává konzistentní, což usnadní ovládání protéz a obnovu smyslových vjemů

Další zdroje

• Nature – The brain’s map of the body is surprisingly stable—even after a limb is lost
• Nature Neuroscience original study – Stable cortical body maps before and after arm amputation
• NIH – Phantom limb study rewires our understanding of the brain
• University of Cambridge – Gone but not forgotten: brain’s map of the body remains unchanged after amputation
• Cosmos Magazine – Unchanging brain map provides hope for replacement limb after amputation