Skulle dessa hjärnförändringar kunna förklara fantombenet?
Ny forskning kan hjälpa till att förklara varför vissa rapporterar att de upplever känsla i en saknad lem efter amputation.
Phantom lem är känslan av att den saknade delen förblir fäst. De allra flesta människor med amputation rapporterar fantomupplevelser, ofta med smärta.
Nu har en bildstudie från två forskningscentra i Rio de Janeiro i Brasilien identifierat vissa förändringar i funktionell anslutning - eller hur hjärnområden kommunicerar - som kan följa amputation av extremiteterna.
Förändringarna inträffar i sensorimotoriska områden, som är de delar av hjärnan som bearbetar beröring och andra sensoriska signaler och styr rörelse.
Forskarna fann två huvudändringar i funktionell sensorimotorisk anslutning. En påverkade kommunikationen mellan vänster och höger sida av hjärnan, och den andra påverkade bara den sida av hjärnan som låg på motsatt sida av kroppen till amputationen.
Journalen Vetenskapliga rapporter har nyligen publicerat en artikel om resultaten.
"Hjärnan förändras som svar på amputation", säger den första studieförfattaren Ivanei E. Bramati, som är medicinsk fysiker vid D'Or Institute for Research and Education i Rio, "har undersökts i åratal hos de patienter som rapporterar fantomen ledsmärta. ”
"Våra resultat visar dock att det finns en funktionell obalans, även i frånvaro av smärta, hos patienter som bara rapporterar fantomupplevelser", tillägger han.
Hjärnans plasticitet och fantomen
Forskarna tror att deras resultat kommer att hjälpa forskare att förstå bättre hjärnplasticitet, vilket är hjärnans förmåga att ändra dess struktur och funktion som svar på förändrade omständigheter.
På en gång trodde många forskare att den vuxna hjärnan var fixad och inte kunde förändras mycket. De antog att medan hjärnan genomgick en hel del förändringar under tidig utveckling upphörde den när vuxenlivet anlände.
Idag finns det dock en annan uppfattning. Det finns nu en "allmän acceptans" att även den vuxna hjärnan kan förändras som svar på stress, hormoner, inlärning, droger, stimulering, åldrande och andra faktorer.
Dessa tillstånd kan leda till förändringar i struktur och nätverk i hjärnan, inklusive generering av nya nervceller och förändringar av anslutning och biokemi.
Undersökningsmekanismer för hjärnplasticitet kan leda till nya behandlingar, till exempel för psykiatriska tillstånd.
Cirka 65 procent av de 1,6 miljoner människorna i USA med amputation har genomgått amputation av nedre extremiteter.
Forskarna föreslår att så många som 90 procent av individer med amputation rapporterar fantomupplevelser.
Ny insikt i hjärnans plasticitet
I sin rapport hänvisar författarna till studier som har kopplat fantomlemmar till "maladaptiv plasticitet."
Men de noterar också att nyare forskning har ifrågasatt denna uppfattning. En studie visade till exempel att efter handamputation fanns det ökad aktivitet i det associerade motoriska och sensoriska området i hjärnan.
Sådana motstridiga fynd tyder på att fantomsekvensen kanske inte beror på enkla orsaker och kanske till och med involverar flera faktorer.
För den nyare undersökningen studerade forskarna funktionell anslutning i sensorimotoriska områden hos nio individer med amputation i nedre extremiteter och nio friska individer utan amputationer.
Individerna med amputation upplevde alla fantomupplevelser i den saknade lemdelen, men utan smärta.
En tidigare MR-studie av teamet avslöjade att beröring av stubben i en amputation av lemmarna fick hjärnan att överreagera.
Denna undersökning visade också att amputation tycks försvaga corpus callosum, som är en struktur som förbinder hjärnans vänstra och högra halvklot och gör att de kan kommunicera med varandra.
Sensorns motoriska område på en lem ligger på den sida av hjärnan som är motsatt den i själva lemmen.
Nätverksobalans i hjärnan
Forskarna fann en "uttalad minskning" av funktionell anslutning mellan de två hjärnhalvorna hos individer med amputation.
De observerade också en ökning av funktionell anslutning inom hjärnhalvan som var på motsatt sida till amputationen.
Teamet verkar som om amputation av extremiteter orsakar en obalans i organisationen av hjärnans funktionella nätverk.
Dessutom verkar det som att ”smärta inte är kritisk” för de typer av sensorimotoriska förändringar som uppstår efter skada på extremiteterna.
