Исследователи из Университета Миссури (University of Missouri) открыли новое понимание того, как работает сложная нейронная карта человеческого мозга. Подобные результаты были ранее сообщены в научных работах на животных, но это одно из первых исследований, где такой результат был задокументирован на людях. Результаты исследования опубликованы в научном журнале NeuroImage.
Актуальность
«Когда человек касается чего-то правой рукой, активируется определенная область в левом полушарии мозга. Подобная, но обратная реакция происходит с левой рукой. Но когда человек теряет руку, активируются оба полушария мозга при прикосновении к предмету здоровой рукой. Это яркий пример функциональной перестройки или пластичности человеческого мозга», — комментирует автор исследования Скотт Фрей (Scott Frey).
Материалы и методы обследования
Исследователи использовали МРТ в Центре визуализации мозга (Brain Imaging Center) для сканирования мозга 48 человек, 19 из которых были без одной руки. Ученые создали управляемую компьютером воздушную систему для легкого касания рук и лица. Функциональные МРТ-сканирования аналогичны традиционным МРТ-исследованиям, но чувствительны к незначительным изменениям уровня оксигенации крови в мозге, которые происходят, когда участки мозга обрабатывают информацию.
Результаты научной работы
Исследователи обнаружили, что, когда мозг лишается информации от потерянной конечности, он реорганизует свою нейронную карту и перенаправляет эти функции здоровой руке. Фрей утверждает, что это открытие может помочь ученым и медицинским работникам лучше понять механизмы, лежащие в основе пластичности мозга — способности мозга адаптироваться к изменяющимся условиям.
«Мы можем думать о тех областях мозга, которые обрабатывают ощущения от нашего организма как об организованных картах с отдельными территориями, посвященными определенным областям тела, таким как руки, лицо или ноги», — объясняет Фрей. «Мы давно знаем, что травмы, такие как ампутация или повреждение спинного мозга, изменяют организацию этой карты. Если, например, человек потеряет руку, то соответствующая область мозга может быть частично перенята соседними функциями на карте, участвующими в обработке ощущения руки или лица. Это форма пластичности мозга. Эта работа демонстрирует, что такая пластичность встречается и на больших расстояниях между левым и правым полушариями мозга», — добавляет Фрей.
В настоящее время проводится дополнительная работа, чтобы определить, как эти изменения влияют на ощущения пациентов, включая боль. Ученые надеются, что результаты исследования помогут в разработке протезов, которые могут имитировать ощущение прикосновения.
Авторы другого исследования утверждают, что мозг узнает знакомую музыку за 100-300 миллисекунд.
