Neuronaalne kasv ajus võib seletada fantoomjäseme sündroomi

Neuronaalne kasv ajus võib seletada fantoomjäseme sündroomi
Neuronaalne kasv ajus võib seletada fantoomjäseme sündroomi
Anonim

Käe või jala amputatsiooni üks murettekitavamaid tagajärgi on fantoomjäseme sündroom, mille puhul inimene teatab, et ta tunneb end kaotatud jäseme tõttu. Vanderbilti ülikooli neuroteadlased teatavad esimestest otsestest tõenditest, et selle probleemi põhjuseks võib olla neuronite märkimisväärne kasv ja taasühendamine amputeeritute ajus. See leid võib lõpuks viia jäseme fantoomtunde ravini. Samuti annab see lootust, et võib osutuda võimalikuks katkestatud seljaaju vigastuste parandamine, kuna teadlased leiavad viise sellise kasvu soodustamiseks ja reguleerimiseks.

Neuroteadlased on juba mõnda aega teadnud, et fantoomjäseme sündroom ja selle lähedane kaaslane fantoomjäsemevalu on ebameeldiv kaasnäht aju katsele end ümber korraldada pärast ajult saadava sensoorse teabe tõsist häiret. ülejäänud keha. Konkreetsed ajupiirkonnad ajukoores, talamuses ja ajutüves, mis töötlevad kesknärvisüsteemi sensoorset teavet, nn somatosensoorsed piirkonnad, on hästi organiseeritud ja see korraldus hakkab muutuma pärast amputatsiooni või suurt seljaaju vigastust.

Ajakirja Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) 25. aprilli numbris kirjutavad psühholoogia abiprofessorid Neeraj Jain ja Sherre L. Florence, teadur Hui-Xin Qi ja psühholoogiaprofessor Jon H. Kaas teatasid, et ahvide täiskasvanud aju neuronid kasvavad ja loovad uusi ühendusi somatosensoorsetes piirkondades, kui neil puudub sensoorne sisend.Nad väidavad, et neuronite kasv on selliste vigastuste järgse aju ümberkorraldamise aluseks.

"Oleme juba mõnda aega kahtlustanud, et see nii on," ütleb Jain. "Kuid kuni viimase ajani on valitsenud seisukoht, et sellist regeneratiivset kasvu täiskasvanute ajus tõenäoliselt ei esine. Loodetavasti pakub see uus ülevaade viise, kuidas peatada või muuta jäsemete fantoomtunde, mis kipuvad aja jooksul muutuma reaalsemaks."

Fantoomjäseme sündroom on kõige dramaatilisem ja müstilisem näide nähtusest, mida nimetatakse neuropaatiliseks valuks, valu, millel ei näi olevat füüsilist põhjust, kuna seda tekitab talitlushäire närvisüsteem. Neuropaatiline valu allub tavapärasele valuravile halvasti ja võib aja jooksul paranemise asemel süveneda. Mõne inimese jaoks muutub see tõsiseks puudeks.

PNAS-i dokumendis teatavad Vanderbilti teadlased mitmete seljaajuvigastuse saanud või terapeutilistel põhjustel amputeeritud täiskasvanud ahvide ajuuuringute tulemustest.

Käes, käes, näol ja muudes kehaosades olevad närvilõpmed on seljaaju kaudu ühendatud ajuga. Igast kehaosast pärinev sensoorne teave paikneb ajutüve, talamuse ja ajukoore teatud piirkondades. Need piirkonnad ilmnevad ahvide ajukoores palju selgem alt kui inimestel, kuna ahvikoor on sile, mitte väga keerdunud nagu inimese ajukoor. See on võimaldanud teadlastel neid somatosensoorseid piirkondi põhjalikult kaardistada ja nad on avastanud, et näoga ühendatud piirkonnad külgnevad käe ja käsivarrega seotud aladega.

"Inimese aju on organiseeritud enam-vähem samal viisil. Inimesed, kes on kaotanud käe, teatavad sageli, et nägu puudutades tunnevad nad, nagu oleks tunne pärit puuduvast jäsemest," räägib Jain.

Selleks, et teha kindlaks, kuidas seljaajuvigastuse või amputeeritud kätega ahvide aju oli nende kaotuse tagajärjel muutunud, süstisid teadlased esm alt nende lõuale märgistusühendit.Kui uuriti nende aju, leidsid teadlased märgise kohta tõendeid mitte ainult lõuaga seotud ajupiirkondades, vaid ka käe ja käsivarrega seotud piirkondades.

"See näitab, et aju ei püsi paigal, vaid reageerib suurtele muutustele," ütleb Jain.

Kui kehaosa sensoorne sisend ootamatult kaob, reageerib aju, programmeerides ümber piirkonna, mis enam kasulikku funktsiooni ei täida. See on väga aeglane protsess, mis võtab kuid kuni aastaid. Teadlane ütleb, et sensoorne kaotus peab olema tohutu, et selliseid muutusi esile kutsuda: ajul on muid viise reageerida väiksematele solvangutele, nagu näiteks sõrme kaotamine.

Selleks, et teha kindlaks, kas ümberprogrammeerimisprotsessis osales neuronite kasv, pöördusid teadlased ajutüve poole, kus somatosensoorsed piirkonnad on palju kompaktsemad. Nad oletasid, et isegi mõõdukal neuronite kasvul selles ajuosas on märkimisväärsed tagajärjed.

Teadlased leidsid selgeid tõendeid selle kohta, et ajutüve näopiirkonna neuronitel olid laiendatud aksonid ja need lõid käte piirkonnas mitmeid ühendusi. Kuigi selliste ühenduste arv oli piiratud, oli neid piisav alt paljude kätepiirkonna neuronite aktiveerimiseks, leidsid teadlased.

"Me järeldame, et täiskasvanud primaat [kesknärvisüsteem] on võimeline ulatuslikuks uueks kasvuks ja et isegi mõne uue ühenduse kasv võib avaldada suurt mõju aju funktsionaalsele korraldusele, " järeldavad nad.

Populaarne teema