خريطة الدماغ للجسم مستقرة بشكل مدهش – حتى بعد فقد الطرف

لقد رفعت دراسة تصوير الدماغ للأشخاص ذوي الأسلحة المبتورة اعتقادًا طويلًا: أن خريطة الدماغ للجسم تعيد تنظيم نفسها للتعويض عن أجزاء الجسم المفقودة.

البحوث السابقة¹ اقترح أن الخلايا العصبية في منطقة الدماغ التي تحمل هذه الخريطة الداخلية ، والتي تسمى القشرة الحسية الجسدية الأولية ، ستنمو لتصبح المنطقة المجاورة للقشرة التي شعرت سابقًا بالطرف.

لكن أحدث النتائج ، نشرت في علم الأعصاب الطبيعة في 21 أغسطس²، تكشف أن القشرة الحسية الجسدية الأولية تظل ثابتة بشكل ملحوظ حتى بعد سنوات من بتر الذراع. يقول المؤلفون إن الدراسة تدحض المعرفة التأسيسية في مجال علم الأعصاب أن فقدان الطرف يؤدي إلى إعادة تنظيم جذري لهذه المنطقة.

“لقد تعلم كل عالم الأعصاب من خلال كتابه المدرسي أن الدماغ لديه القدرة على إعادة التنظيم ، وهذا يظهر من خلال دراسات حول مبتوريات” ، يقول مؤلف الدراسة ، طمار ماكين ، عالم الأعصاب المعرفي في جامعة كامبريدج ، المملكة المتحدة. وتضيف: “يمكن أن تكون الكتب المدرسية خاطئة”. “لا ينبغي لنا أن نأخذ أي شيء أمرا مفروغا منه ، خاصة عندما يتعلق الأمر بأبحاث الدماغ.”

يمكن أن يؤدي هذا الاكتشاف إلى تطوير أجهزة اصطناعية أفضل ، أو تحسين العلاجات للألم في “أطراف الوهمية” – عندما يستمر الناس في الشعور بالأطراف المبتورة. كما يمكن أن يساعد العلماء الذين يعملون على استعادة الإحساس في الأشخاص الذين لديهم بتر.

رسم خرائط اللدونة القشرية

يقول المؤلف الأول هانتر شون ، عالم الأعصاب في جامعة بيتسبرغ في ولاية بنسلفانيا ، إن التقارير السابقة من بعض الأشخاص الذين لديهم بتر دفعوه وزملاؤه إلى الشك في فكرة أن خريطة الدماغ للجسم يتم إعادة تنظيمها بعد بتر. هذه الخرائط مسؤولة عن معالجة المعلومات الحسية ، مثل اللمس أو درجة الحرارة ، في مناطق الجسم المحددة. يقول شون: “سيقولون:” لا يزال بإمكاني الشعور بالأطراف ، لا يزال بإمكاني تحريك الأصابع الفردية ليد لم يكن لدي لعقود “.

للتحقيق في هذا التناقض ، تابع الباحثون ثلاثة أشخاص كانوا بسبب بتر واحد من أذرعهم. استخدم الفريق التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (FMRI) لرسم خريطة التمثيل القشري للجسم قبل الجراحة ، ثم بعد البتر لمدة تصل إلى خمس سنوات. هذه هي الدراسة الأولى للقيام بذلك.

قبل بترهم ، أجرى المشاركون حركات مختلفة ، مثل النقر على أصابعهم ، ومتابعة شفاههم وتثبيت أصابع قدمهم أثناء داخل ماسحة الرنين المغناطيسي الوظيفي تقيس النشاط في أجزاء مختلفة من الدماغ. هذا سمح للباحثين بإنشاء “خريطة” قشرية توضح المناطق التي شعرت باليد. لاختبار فكرة أن الخلايا العصبية المجاورة تعيد توزيعها في القشرة بعد البتر ، قاموا أيضًا بعمل خرائط للمنطقة القشرية المجاورة – في هذه الحالة ، الجزء الذي يعالج الأحاسيس من الشفاه. كرر المشاركون هذا التمرين عدة مرات بعد بترهم ، النقرون “بأصابعهم الوهمية” ، كما يقول شون.

إعادة رسم خريطة الدماغ الشهيرة “Homunculus” لتشمل حركات معقدة

وكشف التحليل أن تمثيل الدماغ للجسم كان متسقًا بعد بتر الذراع. حتى بعد خمس سنوات من الجراحة ، كانت الخريطة القشرية لليد المفقودة لا تزال يتم تنشيطها بنفس الطريقة التي كانت قبل البتر. لم يكن هناك أيضًا دليل على أن التمثيل القشري للشفاه قد تحول إلى منطقة اليد بعد البتر – وهو ما ستحدث الدراسات السابقة.

يقول ماكين إن دراستهم هي “الدليل المباشر الأكثر حاسماً” على أن خريطة الجسم التي تم إنشاؤها في الدماغ لا تزال مستقرة بعد فقدان الطرف. وتقول: “إنه يتعارض مع المعرفة التأسيسية للحقل”.