Cómo el cerebro recuerda las extremidades amputadas y continúa controlándolas

Cómo el cerebro recuerda las extremidades amputadas y continúa controlándolas
La nueva investigación puede ayudar a desarrollar brazos robóticos. UfaBizPhoto / Shutterstock

La mayoría de las personas que han perdido una extremidad. todavía siento su presencia décadas despues Este fenómeno, denominado "miembro fantasma", ha sido durante mucho tiempo un misterio. Pero con el nuevo escaneo cerebral de resolución ultraalta, ahora podemos mirar dentro de los cerebros de los amputados en busca de pistas previamente ocultas. Recientemente mostramos tres casos notables de amputados con mapas increíblemente detallados que representan Los cinco dedos perdidos en sus cerebros.

Pero, ¿por qué persisten estos mapas, a pesar de décadas sin ningún aporte del miembro perdido? En un nuevo estudio, publicado en la revista eLifeAhora hemos revelado que la cantidad que una persona puede "mover" a propósito su extremidad fantasma es fundamental para determinar qué tan similar es el mapa de manos faltantes de su cerebro para aquellos que tienen dos manos. Nuestro estudio muestra que las extremidades fantasmas no son solo una rareza interesante, sino un fenómeno que puede aprovecharse para hacer preguntas sin respuesta previamente sobre el cerebro.

Si una persona tiene la mala suerte de perder un brazo, muchas cosas van a cambiar. ¿Cómo te pones los calcetines? ¿O abrir una botella de bebida? Lo que podría ser menos en la mente de una persona (perdón por el juego de palabras) es cómo perder un brazo puede cambiar su cerebro.

Hay cierta elección en el estado del cerebro que una vez controló el movimiento y la sensación de la extremidad perdida. Entonces, ¿qué son esos fragmentos de cerebro hasta ahora? Esta puede ser una pregunta sorprendentemente difícil de responder. Normalmente, para explorar el área del "brazo" del cerebro, por ejemplo, con imágenes del cerebro, lo haríamos tocar o mover ese brazo. Si falta ese brazo, esto plantea un problema.

A lo largo de décadas de investigación principalmente en animales, los investigadores han estado tocando y moviendo las partes restantes del cuerpo para ver si algo parece estar invadiendo esta zona de mano faltante. Esto nos ha demostrado que si, por ejemplo, un mono pierde un dedo del medio, el área del cerebro (que una vez controló el dedo del medio) es tomada casi al instante por el Índices vecinos y dedos anulares. Es una invasión de territorio muy parecido a un juego corporal de Riesgo.

Esta investigación pintó un cuadro donde los viejos mapas corporales parecen borrarse y el valioso espacio del cerebro se redistribuye para apoyar las extremidades que quedan. Pero esto resulta estar lejos de toda la historia.

Lecciones fantasma

Como los animales tienen dificultades para decirnos lo que están sintiendo, es solo a través de la investigación en humanos, en gran parte reciente, que hemos descubierto sobre los fantasmas de partes del cuerpo perdidas que perseguir los cerebros de los amputados, y las sorprendentes ideas que aportan a la ciencia.


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Cómo el cerebro recuerda las extremidades amputadas y continúa controlándolasLas imágenes cerebrales revelan mapas detallados de los dedos individuales de la mano en amputados (parte inferior) que son asombrosamente similares en comparación con los mapas manuales de los participantes de control a dos manos (parte superior). autor proporcionado

Muchas personas no se dan cuenta de que los amputados no solo pueden sentir sus miembros fantasmas, la mayoría también tienen buen control sobre su movimiento. Anteriormente mostramos que pedir a los amputados que muevan sus dedos fantasma en el escáner resultados en hermosos mapas de los dedos individuales (faltantes) (ver imagen arriba). Los amputados en ese estudio, sin embargo, fueron seleccionados específicamente porque tenían fantasmas muy vívidos. Esto nos lleva a preguntarnos: ¿son estas sensaciones fantasma las que mantienen viva la extremidad perdida en el cerebro?

Para responder a esto, nosotros recientemente Escanearon un gran grupo de amputados con diferentes niveles de sensación fantasma, movimiento fantasma y dolor fantasma. Descubrimos que la medida en que una persona podía mover sus dedos fantasmas era el mejor indicador de qué tan similar era el mapa de una persona con dos manos.

Sorprendentemente, el movimiento fantasma fue más importante para predecir la organización de estos mapas manuales que la simple intensidad de las sensaciones fantasmas: cuánto podían sentir sus dedos faltantes. También nos sorprendió descubrir que estos mapas de mano faltantes permanecen incluso en personas que tienen poca o ninguna sensación fantasma, lo que indica que estos mapas son increíblemente estables una vez que se han formado.

Finalmente, quisimos saber qué está pasando en el área del brazo faltante de las personas que nacen sin extremidades (personas de una mano congenita). Aquí, sin embargo, tuvimos un problema: las personas nacidas sin extremidades normalmente no experimentan sensaciones fantasmas (aunque esto es un poco contencioso). Esto significaba que no podíamos pedir a estos participantes que movieran su fantasma en el escáner, como hicimos con los amputados.

Al pedirle a personas de una mano congenita que se imaginen que mover su brazo perdido en el escáner produjo muy poca actividad manual (la mayoría de las cuales creemos puede ser relacionado con aspectos visuales de nuestra tarea). Pero para profundizar, necesitábamos una nueva táctica.

Cuando mueves tu mano derecha, esto activa el propio mapa de la mano derecha en el lado izquierdo (opuesto) de tu cerebro. Sin embargo, mover la mano derecha también causa cambios de actividad que nos permiten ver el mapa de la mano izquierda inmóvil en el otro lado del cerebro.

Así que al lograr que nuestros participantes con una sola mano muevan su mano intacta, podríamos capturar una mirada indirecta al mapa de la mano que falta. Cuando los amputados y los de dos manos movieron su mano intacta, vimos un mapa de mano de aspecto muy normal en el lado de la mano que faltaba. Los participantes que nacieron sin una mano no mostraron tal actividad, lo que nos da una nueva confianza de que en realidad hay poco o ningún mapa de la mano.

Las extremidades fantasmas captan nuestra atención porque son fascinantes y extrañas. Pero su valor científico también es cada vez más claro. Nuestra investigación plantea la cuestión de si las personas podrían capacitar explícitamente su mano fantasma para restaurar sus mapas de dedos a un estado más normal. Esto puede parecer inútil, pero los científicos de la Universidad de Pitt en los Estados Unidos actualmente están implantando electrodos en los mapas de los dedos que faltan en pacientes paralizados, lo que les permite Controlar y sentir los dedos individuales de una mano robótica.. Es posible que pronto sea el momento para el entrenamiento de la mano fantasma.La conversación

Sobre el Autor

Harriet Dempsey-Jones, Investigadora Postdoctoral en Neurociencias Cognitivas, UCL

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

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