วิธีที่สมองจดจำแขนขาที่ถูกตัดออกและยังคงควบคุมพวกมันต่อไป
งานวิจัยชิ้นใหม่นี้อาจช่วยพัฒนาแขนหุ่นยนต์ UfaBizPhoto/Shutterstock

คนส่วนใหญ่ที่สูญเสียแขนขา ยังคงรู้สึกถึงการมีอยู่ของมัน หลายทศวรรษต่อมา ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "แขนขาผี" เป็นเรื่องลึกลับมานานแล้ว แต่ด้วยการสแกนสมองที่มีความละเอียดสูงพิเศษ ทำให้เราสามารถมองเข้าไปในสมองของผู้พิการทางสมองเพื่อหาเบาะแสที่ซ่อนอยู่ก่อนหน้านี้ได้ เมื่อเร็วๆ นี้เราได้แสดงกรณีที่โดดเด่นของผู้พิการทางสมองด้วย แผนที่แสดงรายละเอียดอย่างไม่น่าเชื่อ นิ้วที่หายไปทั้งห้าในสมองของพวกเขา

แต่ทำไมแผนที่เหล่านี้ถึงยังคงมีอยู่ แม้จะเป็นเวลาหลายสิบปีที่ไม่มีข้อมูลใดๆ จากแขนขาที่หายไป ในการศึกษาใหม่ ตีพิมพ์ในวารสาร eLifeตอนนี้เราได้เปิดเผยว่าจำนวนที่บุคคลสามารถตั้งใจ "เคลื่อนที่" แขนขาเทียมนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพิจารณาว่าแผนที่มือที่หายไปของสมองมีความคล้ายคลึงกันกับผู้ที่มีสองมืออย่างไร การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าแขนขาหลอกไม่ได้เป็นเพียงสิ่งแปลก ๆ ที่น่าสนใจ แต่เป็นปรากฏการณ์ที่สามารถควบคุมเพื่อถามคำถามที่ยังไม่มีคำตอบเกี่ยวกับสมองก่อนหน้านี้ได้

ถ้าคนโชคร้ายต้องเสียแขนไป หลายอย่างจะเปลี่ยนไป ใส่ถุงเท้ายังไง? หรือเปิดขวดเครื่องดื่ม? สิ่งที่อาจจะน้อยกว่าในใจของบุคคล (ให้อภัยการเล่นสำนวน) คือการสูญเสียแขนอาจเปลี่ยนสมองของพวกเขา

มีบางทางเลือกอสังหาริมทรัพย์สมองที่ครั้งหนึ่งเคยควบคุมการเคลื่อนไหวและความรู้สึกของแขนขาที่หายไป ตอนนี้สมองส่วนนั้นกำลังทำอะไรอยู่? นี่อาจเป็นคำถามที่ตอบยากอย่างน่าประหลาดใจ โดยปกติการสำรวจบริเวณ “แขน” ของสมอง – ด้วยการสร้างภาพสมอง – เราจะ สัมผัสหรือขยับแขนนั้น. หากแขนนั้นหายไป แสดงว่ามีปัญหา


กราฟิกสมัครสมาชิกภายในตัวเอง


ตลอดหลายทศวรรษของการวิจัยในสัตว์เป็นส่วนใหญ่ นักวิจัยได้สัมผัสและขยับส่วนอื่นๆ ของร่างกายแทนเพื่อดูว่ามีสิ่งใดบุกรุกเข้ามาในบริเวณมือที่หายไปนี้หรือไม่ นี่แสดงให้เราเห็นว่าถ้าลิงเสียนิ้วกลางไป พื้นที่สมอง (ที่ครั้งหนึ่งเคยควบคุมนิ้วกลาง) จะถูกยึดไป เกือบจะในทันที โดย นิ้วชี้ข้างเคียงกับนิ้วนาง. เป็นการบุกรุกอาณาเขตเหมือนกับเกมเสี่ยงภัยทางร่างกาย

งานวิจัยชิ้นนี้วาดภาพที่แผนที่ร่างกายเก่าดูเหมือนจะถูกลบออกไป และพื้นที่สมองอันมีค่าถูกแจกจ่ายเพื่อรองรับแขนขาที่เหลืออยู่ แต่เรื่องนี้กลับกลายเป็นว่าห่างไกลจากเรื่องราวทั้งหมด

บทเรียนผี

เนื่องจากสัตว์มีช่วงเวลาที่ยากลำบากในการบอกเราว่าพวกมันรู้สึกอย่างไร เราจึงได้ค้นพบโดยอาศัยการวิจัยของมนุษย์โดยผ่านการวิจัยของมนุษย์เท่านั้น ซึ่งส่วนใหญ่เมื่อไม่นานนี้เอง เราจึงพบภาพหลอนของส่วนต่างๆ ของร่างกายที่สูญหายไป หลอกหลอนสมองของผู้พิการทางสมองและข้อมูลเชิงลึกที่น่าแปลกใจที่พวกเขามอบให้กับวิทยาศาสตร์

วิธีที่สมองจดจำแขนขาที่ถูกตัดออกและยังคงควบคุมพวกมันต่อไปการถ่ายภาพสมองเผยให้เห็นแผนที่โดยละเอียดของนิ้วมือแต่ละข้างของผู้พิการทางร่างกาย (ล่าง) ที่น่าตกใจเมื่อเปรียบเทียบกับแผนที่มือของผู้ควบคุมสองมือ (บน) ผู้เขียนให้ไว้

หลายคนไม่ทราบว่าผู้พิการทางร่างกายไม่เพียงแต่สามารถสัมผัสได้ถึงแขนขาหลอก – ส่วนใหญ่ยังมี ควบคุมการเคลื่อนไหวได้ดี. ก่อนหน้านี้เราแสดงให้เห็นว่าการขอให้ผู้พิการทางร่างกายขยับนิ้วปลอมในเครื่องสแกน ส่งผลให้แผนที่สวยงาม ของแต่ละคน (ขาด) นิ้ว (ดูภาพด้านบน) อย่างไรก็ตาม ผู้พิการทางร่างกายในการศึกษานั้นได้รับการคัดเลือกโดยเฉพาะเพราะพวกเขามีภาพหลอนที่สดใส สิ่งนี้ทำให้เราสงสัยว่ามันเป็นความรู้สึกหลอนที่ทำให้แขนขาที่หายไปนั้นมีชีวิตอยู่ในสมองหรือเปล่า?

เพื่อตอบคำถามนี้ เราเมื่อเร็วๆนี้ สแกนกลุ่มผู้พิการทางสมองกลุ่มใหญ่ที่มีระดับความรู้สึกหลอน การเคลื่อนไหวของภาพหลอน และความเจ็บปวดจากภาพหลอนที่แตกต่างกัน เราพบว่าขอบเขตที่บุคคลสามารถขยับนิ้วปลอมของพวกเขาได้เป็นตัวบ่งชี้ที่ดีที่สุดว่าแผนที่ของคนสองมือมีความเหมือนกันเพียงใดในแผนที่ของพวกเขา

น่าแปลกที่การเคลื่อนไหวของภาพหลอนมีความสำคัญมากกว่าในการทำนายการจัดระเบียบของแผนที่มือเหล่านี้มากกว่าความสดใสที่เรียบง่ายของความรู้สึกของภาพหลอน - พวกเขาสามารถสัมผัสได้ถึงนิ้วมือที่หายไป เรายังแปลกใจที่พบว่าแผนที่มือที่หายไปเหล่านี้ยังคงอยู่แม้ในผู้ที่มีความรู้สึกแฝงเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย ซึ่งบ่งชี้ว่าแผนที่เหล่านี้มีเสถียรภาพอย่างไม่น่าเชื่อเมื่อก่อตัวขึ้น

สุดท้ายนี้ เราอยากรู้ว่าเกิดอะไรขึ้นในบริเวณแขนที่ขาดหายไปของคนที่เกิดมาไม่มีแขนขา (มือเดียวแต่กำเนิด) อย่างไรก็ตาม เรามีปัญหาคือ คนเกิดมาไม่มีแขนขา ปกติจะไม่สัมผัสความรู้สึกหลอนๆ (แม้ว่านี่คือ ทะเลาะกันบ้าง). ซึ่งหมายความว่าเราไม่สามารถขอให้ผู้เข้าร่วมเหล่านี้ย้ายภาพหลอนของพวกเขาในเครื่องสแกน เหมือนกับที่เราทำกับผู้พิการทางร่างกาย

การขอให้มือเดียวที่มีมาแต่กำเนิดจินตนาการว่าการขยับแขนที่หายไปในเครื่องสแกนทำให้เกิดกิจกรรมที่คล้ายมือน้อยมาก (ซึ่งส่วนใหญ่เราคิดว่าสามารถทำได้ ที่เกี่ยวข้องกับด้านการมองเห็น to ของงานของเรา) แต่หากต้องการมองให้ลึกขึ้น เราต้องการกลยุทธ์ใหม่

เมื่อคุณขยับมือขวา จะเป็นการเปิดใช้งานแผนที่มือขวาของมือขวาที่ด้านซ้าย (ตรงข้าม) ของสมอง อย่างไรก็ตาม การขยับมือขวายังทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมที่ทำให้เรามองเห็น see แผนที่มือซ้ายไม่ขยับ ที่อีกด้านหนึ่งของสมอง

ดังนั้นโดยการให้ผู้เข้าร่วมมือเดียวขยับมือที่ไม่บุบสลาย เราสามารถจับภาพแผนที่มือที่หายไปโดยอ้อมได้ เมื่อผู้พิการทางร่างกายและคนถือสองมือขยับมือที่ไม่บุบสลาย เราเห็นแผนที่มือที่ดูธรรมดามากที่ด้านของมือที่ขาดหายไป ผู้เข้าร่วมที่เกิดมาโดยไม่มีมือไม่แสดงกิจกรรมดังกล่าว ทำให้เรามั่นใจใหม่ว่ามีแผนที่มือเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย

แขนขาผีดึงความสนใจของเราเพราะมันมีเสน่ห์และแปลกประหลาด แต่คุณค่าทางวิทยาศาสตร์ของพวกมันก็ชัดเจนขึ้นเช่นกัน การวิจัยของเราทำให้เกิดคำถามว่าผู้คนสามารถฝึกมือปลอมเพื่อฟื้นฟูแผนที่นิ้วของพวกเขาให้อยู่ในสภาวะปกติได้หรือไม่ นี้อาจดูเหมือนไม่มีจุดหมาย แต่นักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย Pitt ในสหรัฐอเมริกากำลังฝังอิเล็กโทรดลงในแผนที่นิ้วที่หายไปของผู้ป่วยที่เป็นอัมพาต ควบคุมและสัมผัสแต่ละนิ้วของมือหุ่นยนต์. อีกไม่นานอาจถึงเวลาสำหรับการฝึกมือผีสนทนา

เกี่ยวกับผู้เขียน

Harriet Dempsey-Jones นักวิจัยหลังปริญญาเอกด้านประสาทวิทยาทางปัญญา ยูซีแอล

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

at ตลาดภายในและอเมซอน