מחקר חדש מבית הספר לרפואה באוניברסיטת פיטסבורג ואוניברסיטת קיימברידג 'מעלה אמונה ארוכת שנים לגבי פלסטיות מוחית.
מחקר שפורסם היום ב מדעי המוח הטבעיים מראה כי "מפת הגוף" המובנית של המוח נותרה יציבה גם כאשר הגוף עובר שינויים דרסטיים, כמו אובדן גפה.
לממצאים יש השלכות על הטיפול בכאבי "גפיים פנטום" ומציעים כי השגת שיקום אמין של התחושה ושליטה בגפיים החלפות רובוטיות באמצעות ממשקי מחשב מוח עשויה להיות בר-קיימא יותר לטווח הארוך ממה שחשבו בעבר.
מחקר זה הוא תזכורת עוצמתית לכך שגם לאחר אובדן הגפיים, המוח אוחז בגוף ומחכה להתחבר מחדש. "
האנטר שון, דוקטור
מחקרי מדעי המוח היסודיים הראו כי קליפת המוח הסומטוסנסורית – אזור המוח הממוקם ממש מאחורי האונה הקדמית – מחזיקה במפה עשירה ומורכבת של הגוף, עם אזורים שונים המתאימים לחלקי גוף שונים. האזור התואם את היד והאצבעות, למשל, מונח ליד האזור המייצג שפתיים, אף ועיניים.
מפות אלה אחראיות לעיבוד מידע חושי, כגון מגע, טמפרטורה וכאב, כמו גם מיקום הגוף. לדוגמה, נגיעה במשהו חם עם היד מפעילה אזור מוח ממש מעל האוזן.
במשך עשרות שנים, מדעני המוח חשבו כי איבוד גפה גרם למפת הגוף של המוח להתארגן מחדש. האזורים השכנים יפלשו ויחזרו מחדש את אזור המוח שייצג בעבר את הגפה הקטיעה כעת, החשיבה הישנה נמשכה. אולם תיאוריה זו התנגשה זה מכבר עם חוויות המטופלים מכיוון שאנשים רבים ממשיכים לחוש תחושות עזות של הגפיים החסרות שלהם. בהוספת הפאזל, מחקרי הדמיה מוחית קודמת הראו שכאשר אנשים שעברו ניסיון קטיעה להזיז את גפיים הפנטום שלהם, דפוסי ההפעלה של המוח שלהם דומים מאוד לאלה של אנשים בעלי יכולת גופנית.
כדי לחקור סתירה זו, צוות בראשותו של תמר מקין, דוקטורט, פרופסור למדעי המוח הקוגניטיביים באוניברסיטת קיימברידג ', עקב אחר שלושה אנשים בגלל קטיעה של אחת מידיהם – הפעם הראשונה שמחקר בדק את היד והפנים של אנשים של אנשים לפני קטיעה ואחריה. מרבית העבודות בוצעו בזמן שמקין ושון היו באוניברסיטת קולג 'בלונדון.
החוקרים ביקשו משתתפי המחקר לזוז, או לנסות לנוע, לאצבעותיהם ולארוק את שפתיהם כששכבו בסורק הדמיה תהודה מגנטית (MRI). סריקות MRI פונקציונליות אלה נלקחו לפני קטיעת היד המתוכננת ואז שוב שלושה וחצי שנה לאחר הניתוח. משתתף אחד נסרק שוב 18 חודשים לאחר הקטיעה ומשתתף שני חמש שנים לאחר הקטיעה.
ניתוח התמונות 'לפני' ו'אחרי 'חשף עקביות מדהימה: אפילו עם היד שלהם נעדרת כעת, אזור המוח המתאים מופעל בצורה כמעט זהה.
מקין אמר כי "בגלל העבודה הקודמת שלנו, חשדנו שמפות המוח יהיו ברובם ללא שינוי, אך המידה בה מפת הגפה החסרה נותרה שלמה הייתה נשמטת לסת". "בהתחשב בקליפת המוח הסומטוסנסורית אחראית לפרש את המתרחש בגוף, נראה מדהים שזה לא יודע שהיד כבר לא שם."
החוקרים אישרו גם כי האזור המתאים לשפתיים לא השתלט על האזור המייצג את היד החסרה, והפריך את ההנחות המוחזקות כי מפת הגוף יכולה לארגן מחדש באופן דרסטי.
החוקרים חושבים שהתפיסה השגויה נובעת מפגמים במתודולוגיה. בעוד שלמוח יש מפה של הגוף, כל חלק במפה אינו תומך בחלק גוף אחד באופן בלעדי – וזו הסיבה שפעילות מאזורים שכנים במפה יכולה להתפרש באופן שגוי כמו השתלטות.
ממצאי המחקר מסבירים גם מדוע גישות הטיפול המתמקדות בשיקום הייצוג של הגפה במפת המוח הראו הצלחה מוגבלת לכאבי גפיים פנטום – אולי הם התמודדו עם הבעיה הלא נכונה. המדענים אומרים כי הטיפולים המבטיחים ביותר כוללים חשיבה מחודשת של ניתוח הקטיעה.
חיבור מחדש של חלקי העצבים שנותרו בתוך הגפה הנותרת לשריר או עור חדש עלול למנוע מהעצבים לשלוח אותות התורמים לתחושת הכאב חזרה למוח. באופן אנקדוטי, משלושת המשתתפים, שכולם סבלו מכאבי גפיים משמעותיים לפני הקטיעה, אחד קיבל הליך מורכב כדי להשתיל את העצבים לשריר חדש. המשתתף ההוא כעת ללא כאבים.
לא רק שהמחקר מאתגר אמונה ארוכת שנים על פלסטיות מוחית, אלא שהוא גם מציע כי השבת תנועה או תחושה לגפיים משותקות או תותבת הנשלטת על ידי ממשק מחשב מוחי-סוג העבודה שהובלה על ידי חוקרים במעבדות הנדסה עצבית של פיט-אפשרי בטווח הארוך.
"כעת, לאחר שהראנו מפות אלה הן יציבות, טכנולוגיות ממשק מחשב מוחיות יכולות לפעול תחת ההנחה שמפת הגוף נותרה עקבית לאורך זמן", אמר שון. "זה מאפשר לנו לעבור לגבול הבא: גישה לפרטים עדינים יותר של מפת היד, כמו הבחנת קצה האצבע מהבסיס, ושחזור ההיבטים העשירים והאיכותיים של התחושה, כמו מרקם, צורה וטמפרטורה."
כריס בייקר, דוקטורט, ממעבדה למוח וקוגניציה, מכונים לאומיים לבריאות הנפש ואחרים תרמו למחקר זה.
