Studie av fotmålare bidrar till bevis på hjärnans anpassningsförmåga
Mer bevis på den mänskliga hjärnans otroliga plasticitet har kommit fram genom en ny studie av fotmålare - professionella målare som målar med fötterna. Att använda fötterna som händer, visar studien, har lett till att hjärnan "ser" tårna som fingrar - nästan.
Den somatosensoriska cortexen är hjärnans region som tar emot och bearbetar sensoriska stimuli från kroppen, inklusive beröring.
I denna hjärnregion kartläggs varje finger separat som en oberoende enhet. Hos människor gäller detsamma inte tårna.
Ändå har icke-mänskliga primater, som använder händer och fötter lika för dextrösa aktiviteter, såsom klättring, tydliga hjärnområden för varje finger och tå.
I en ny studie, ledd av forskare från University College London (UCL), i Storbritannien, var utredarna intresserade av att ta reda på om mänskliga hjärnor kan anpassa sig och lära sig att "se" varje tå separat, ungefär som deras fingrar.
Forskarna arbetade med två fotkonstnärer - båda män i 50-talet - eftersom målning kräver fingerfärdighet och precision, vilket innebär att individer som använder sina fötter för sådana dextrösa aktiviteter har lärt sig att använda dem mycket på samma sätt som de skulle använda händer. De två professionella artisterna använder också fötterna för att utföra dagliga uppgifter, som att klä sig och skriva.
"För nästan alla människor representeras var och en av våra fingrar av sin egen lilla del av hjärnan, medan det inte finns någon åtskillnad mellan hjärnområden för var och en av våra tår", säger huvudförfattaren Daan Wesselink.
"Men i andra icke-mänskliga primatarter, som regelbundet använder tårna för dextrösa uppgifter som att klättra, är både tår och fingrar specifikt representerade i hjärnan", tillägger han.
"Här har vi funnit att hos människor som använder tårna på samma sätt som andra använder fingrarna, var tårna representerade i hjärnan på ett sätt som aldrig sett förut hos människor."
Daan Wesselink
Bästa exempel på "hjärnans naturliga plasticitet"
I studien - vars resultat visas i tidskriften Cellrapporter - forskarna arbetade inte bara med de två fotmålarna utan också med 21 individer som hade full användning av sina händer och som fungerade som kontrollgrupp.
Först bad teamet alla deltagare att slutföra uppgifter som gjorde det möjligt för dem att bedöma tåmotorstyrning och sensorisk uppfattning i tårna.
Forskarna noterade att fotmålarna vanligtvis skulle använda en fot för mycket dextrösa aktiviteter - som att använda en pensel - och den andra för att hålla sig fast. De två hade heller inte slutna skor mest av tiden.
Detta, enligt utredarna, har sannolikt gjort det möjligt för de två artisterna att utveckla mycket mer distinkt sensorisk uppfattning i tårna, vilket gör tårna mer känsliga för stimuli.
Vid nästa steg i studien använde forskarna högupplöst funktionell MR för att skanna alla deltagarnas somatosensoriska cortexområden när de knackade på deltagarnas tår.
Forskarna fann att i den somatosensoriska hjärnbarken hos varje fotmålare, "tänds" olika områden för varje tå i den dextrösa foten när den tappades. Det såg ut som vad som händer i hjärnan när olika fingrar rör vid något.
Wesselink och kollegor märkte en liknande reaktion i hjärnan när de rörde tårna på den andra foten hos varje målare, även om dessa områden var mindre distinkta.
Som förväntat fann forskarna ingen tydlig kartläggning i den somatosensoriska cortexen hos någon kontrolldeltagare efter att ha knackat på tårna.
Vad som överraskade forskarna var att fotkonstnärerna inte var mer skickliga på att vrida varje tå separat än deltagarna i kontrollgruppen, trots att de hade lärt sig att använda sina fötter för uppgifter som vanligtvis kräver användning av händer.
Emellertid hade konstnärerna bättre sensorisk uppfattning i tårna jämfört med deltagarna i kontrollgruppen.
En av målarna som gick med på att delta i denna studie, Peter Longstaff, uppskattade att forskningen belyste hur anpassningsbar den mänskliga hjärnan är.
"Jag har gillat att hjälpa vetenskapen genom att visa hur de flesta människors fötter inte används till sin fulla potential, och jag hoppas att resultaten kommer att uppmuntra andra människor att överväga okonventionella sätt att klara sig utan att använda händerna", säger konstnären.
"Kroppskartorna vi har i hjärnan är inte nödvändigtvis fasta - de verkar som sådana för att de är mycket konsekventa i nästan alla människor, men det är bara för att de flesta människor beter sig mycket likartat", medförfattare Harriet Dempsey-Jones, Ph. D., förklarar.
"Vår studie visar ett extremt exempel på hjärnans naturliga plasticitet, eftersom den kan organisera sig annorlunda hos människor med helt olika erfarenheter från början av sina liv", tillägger seniorförfattaren Tamar Makin, docent i kognitiv neurovetenskap vid UCL. .
