Ang Drummer Rick Allen ay nagtagumpay sa pagputol ng isa sa kanyang mga armas. Matt Becker / weatherman / wikipedia, CC BY-SA

Ang pag-unawa sa kung paano gumagana ang utak ng tao ay isa sa mga pinakamahalagang layunin ng agham. At ang isa sa mga unang hakbang sa pag-alis ng mga lihim nito ay nakasalalay sa pag-eehersisyo kung paano aktibo ang utak. Ang aming kasalukuyang view ay bumalik sa ang pangunguna sa trabaho ng neurosurgeon na Wilder Penfield sa 1940s, na nagtatag ng link sa pagitan ng utak na organisasyon at ang aming kakayahang magpatakbo ng aming katawan.

Ang Penfield electrically stimulated ilang mga lugar ng utak ng kanyang mga pasyente at napansin na sila nang hindi kinukusa inilipat, o iniulat sensations mula sa mga tiyak na bahagi ng kanilang katawan bilang tugon. Ito ang pundasyon para sa ideya na ang utak ay naglalaman ng isang mapa ng katawan, kung saan ang iba't ibang mga rehiyon ay may kontrol sa iba't ibang bahagi ng katawan. Ngunit ngayon, halos 80 taon na ang lumipas, ang isang bagong pag-aaral ay nagmumungkahi ng isang alternatibong ideya.

Maraming mga paraan upang pag-aralan ang link sa pagitan ng utak na organisasyon at ang pag-andar nito. Ang isa ay sa pamamagitan ng pagsunod sa tugon ng utak sa isang malalim na pisikal na pagbabago, tulad ng pagkawala ng isang bahagi ng katawan o pagiging ipinanganak nang walang isa. Halimbawa, ano ang nangyayari sa rehiyon ng utak na pagkontrol sa kamay nang wala na ang kamay?

Nang simulan ng mga siyentipiko na galugarin ang tanong na ito, naobserbahan nila na ang lugar ng utak na dating kumakatawan sa kamay ay nakakakuha ng "kinuha sa " ng mga kalapit na rehiyon sa utak. Sa ganitong paraan, ang utak ay muling mag-organisa sa pamamagitan ng labanan para sa teritoryo ng utak, kasama ang panalong kapitbahay na nagsasabing ang lugar para sa sarili nitong layunin sa pag-andar.

Sa katulad na paraan, ang walang tao na cortex sa mga taong ipinanganak na walang kamay na kung saan ang sensory input ay hindi nawala, ngunit hindi kailanman aktwal na umiiral sa unang lugar, ay makakakuha ng recruited upang kumatawan sa tira ng kamay ng isa-kamay. Ang mga dagdag na mapagkukunan ng utak ay iminungkahi upang pahintulutan ang isa-hander na gamitin ang kanilang mga natitirang braso upang mapalitan ang nawawalang pag-andar ng kamay.

Gayunpaman, ang bagong pag-aaral sa pamamagitan ng aking mga kasamahan, na inilathala sa Kasalukuyang Biology, ay nagmumungkahi ng isang hander na gumamit ng isang hanay ng mga creative estratehiya upang makumpleto ang kumplikadong araw-araw na gawain - na kinasasangkutan ng mga bahagi ng katawan na kontrolado ng mga lugar ng utak na wala saanman malapit sa nawawalang teritoryo ng kamay (sumangguni sa larawan). Ito ang nagtanong sa kanila kung ang reorganisasyon ng utak ay talagang natutukoy ng mga relasyon sa kapitbahayan sa utak.

Ang eksperimento

Ang mga siyentipiko ay nag-aral ng mga taong 17 na ipinanganak na may isang kamay lamang at mga taong 24 na may dalawang kamay. Ang mga kalahok ay hiniling na magsagawa ng mga gawain sa lab, mula sa pagbabalot ng isang regalo sa pagbubukas ng isang bote o natitiklop na paglalaba. Ang mga tila mundong tungkulin ay talagang nangangailangan ng napakalawak na koordinasyon sa pagitan ng aming dalawang kamay, at samakatuwid ay nagbigay ng patuloy na mga hamon sa mga taong may isang kamay lamang. Matagumpay na nakumpleto ng isang handler ang mga gawain sa pamamagitan ng paggamit ng magkakaibang repertoire ng mga estratehiya sa pagbayad, mula sa paggamit ng kanilang mga binti, labi, prosthesis o residual arm upang maisagawa ang mga gawain na karaniwang may dalawang kamay.

Dahil ang mga kilos na ito ay kasama ang mga bahagi ng katawan na hindi lahat ay kinokontrol ng mga lugar na malapit sa kontrol ng nawawalang kamay, nais ng mga siyentipiko na malaman kung ano ang nangyayari sa mga talino ng mga kapansin-pansin na mga tao. Hiniling nila ang mga kalahok na magsagawa ng simpleng paggalaw sa mga iba't ibang bahagi ng katawan at sinusubaybayan ang kanilang aktibidad sa utak.

Ang mga pag-scan sa pagganap ng MRI ay nagsiwalat na ang mga representasyon ng iba't ibang mga bahagi ng katawan na ginamit upang palitan ang function ng kamay na naka-right sa papunta sa cortical space na maaaring kinakatawan ng kamay. Sa ibang salita, ang lugar ng utak na kinakatawan ng kamay ay ginamit sa halip na suportahan ang mga labi, paa o armas.

Kahit na ang pag-aaral na ito ay hindi ang unang upang ipakita ang isang bahagi ng katawan na invading ang rehiyon ng utak cortex ng isang iba't ibang mga bahagi ng katawan, ito ay ang unang upang ipakita ang maramihang mga bahagi ng katawan nakinabang mula sa parehong lugar ng utak - hindi isinasaalang-alang kung ang mga rehiyon na ito ay malapit sa bawat isa iba sa utak.

Kaya tila may higit na kakayahang umangkop sa utak kaysa sa naisip natin dati, dahil ang magagamit na cortex ay maaaring ilaan sa mga bahagi ng katawan na nagbabahagi sa pag-andar ng nawawalang kamay.

Reorganization o reorientation?

Ang isang paraan upang ilagay ang mga resulta sa konteksto ay upang magtanong, kung ano kung ang lugar ng kamay ay hindi kumakatawan sa lugar ng kamay sa bawat se, ngunit lamang ang bahagi ng utak na namamahala ng function na karaniwang dinadala ng kamay na iyon?

Kung tama ang interpretasyon na ito, hindi namin nauunawaan ang utak na organisasyon batay sa mga bahagi ng katawan sa halip na sa function ng katawan. Habang ang ispekulatibo sa puntong ito, nakakaintriga na isipin na maaaring mali na kami tungkol dito sa loob ng mahabang panahon.

Bilang kapana-panabik sa mga ideyang ito, dapat tayong mag-ingat at tandaan na ito ay isang teorya ng nagtatrabaho sa ngayon. Gayunpaman, ang pagbubuklod na magkasama ang mga string ng pagtuklas ay may mahalagang implikasyon. Hindi lamang ito ay makakatulong sa pagsulat sa amin ng teorya ng utak na organisasyon, ito ay ipaalam sa amin kung paano namin maaaring gamitin reorganisasyon ng utak upang gawing mas mahusay na mga interface sa pagitan ng utak at assistive at kahit augmentative teknolohiya.

Sa katunayan, kung ang utak ay maaaring samantalahin ang nawawalang teritoryo ng kamay upang kumatawan sa maraming mga iba pang mga bahagi ng katawan, maaari din itong gamitin upang kumatawan at kontrolin ang mga artipisyal na bahagi ng katawan tulad ng isang braso ng prostetik?

Tungkol sa Ang May-akda

Rebecca Nutbrown, PhD Kandidato sa Neuroscience, UCL

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa Ang pag-uusap. Basahin ang ang orihinal na artikulo.

Mga Kaugnay na Libro:

at

Salamat sa pagbisita InnerSelf.com, Kung saan mayroon 20,000 + mga artikulong nagbabago sa buhay na nagtataguyod ng "Mga Bagong Saloobin at Bagong Posibilidad." Ang lahat ng mga artikulo ay isinalin sa 30+ wika. sumuskribi sa InnerSelf Magazine, na inilathala linggu-linggo, at Araw-araw na Inspirasyon ni Marie T Russell. InnerSelf Magazine ay nai-publish mula noong 1985.