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Das Gehirn behält komplexe Informationen über fehlende Gliedmaßen Jahrzehnte nach der Amputation bei

Das Gehirn behält komplexe Informationen über fehlende Gliedmaßen Jahrzehnte nach der Amputation bei


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Wissenschaftler haben herausgefunden, dass ein Gehirn Jahrzehnte nach seiner Amputation an Informationen über ein fehlendes Glied festhält, unabhängig davon, ob bei der Person das Phantom-Gliedmaßen-Syndrom auftritt.

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Wissenschaftler untersuchten das Gehirn von Menschen, die mit einem fehlenden Glied geboren wurden, im Vergleich zu Menschen, die eine Amputation erlitten hatten. Das Gehirn der Amputierten hatte detaillierte Informationen zu ihren fehlenden Gliedmaßen.

Die Forschung könnte Wissenschaftler bei der Arbeit an der nächsten Generation von Prothesen unterstützen, die zur Kontrolle die hirneigenen neuronalen Netze nutzen.

Die Studie knüpft an frühere Untersuchungen des Teams an, bei denen das Gehirn von zwei Personen untersucht wurde, die vor zwei bis drei Jahrzehnten durch Amputation ihre linke Hand verloren hatten.

MRT-Scan zeigt komplexe Informationsspeicherung

Mithilfe leistungsfähiger MRTs stellten die Wissenschaftler fest, dass die Gehirnaktivität, aus der sich die Zusammensetzung des Handbilds im Gehirn zusammensetzt, zwar vermindert war, aber gut mit der von Zweihändern übereinstimmte.

"Unsere früheren Ergebnisse haben die Stabilität des Handbildes im Kortex trotz jahrzehntelanger Amputation gezeigt", erklärt der leitende Autor Daan Wesselink, Ph.D. Student an der Universität Oxford und am UCL Institute of Cognitive Neuroscience, UK.

"Wir wussten jedoch nicht, ob diese Handdarstellung im Gehirn Phantomempfindungen widerspiegelt und daher nur bei den wenigen Menschen fortbesteht, die lebhafte Empfindungen erleben."

Um zu verstehen, welche Rolle das Phantom-Extremitäten-Syndrom die Studie beeinflusste, untersuchten die Forscher 18 Amputierte, die vor durchschnittlich 18 Jahren ihre Gliedmaßen verloren hatten. Die Gruppe hatte unterschiedliche Phantomgliederempfindungen. Die Forscher verglichen ihre Gehirndecodierungsanalyse dieser Gruppe mit 13 Personen, die mit einer von Geburt an fehlenden Hand geboren wurden.

Menschen, die mit fehlenden Gliedmaßen geboren wurden, haben weniger Informationen über Gliedmaßen

Beide Gruppen wurden gebeten, ihre fehlenden und intakten Hände in einem MRT-Scanner zu „bewegen“. Die Ergebnisse zeigten, dass das Gehirn der Personen in der Gruppe, die durch Amputation Gliedmaßen verloren hatten, die stärksten Informationen über ihre fehlenden Gliedmaßen behielt, auch diejenigen mit weniger Empfindungen haben die gleiche Gehirnaktivität. Dies ist faszinierend, da diese Menschen nicht täglich wissen, dass ihr Gehirn Informationen über ihre fehlenden Gliedmaßen gespeichert hat.

Die Gruppe, die ohne Gliedmaßen geboren wurde, zeigt einen neuronalen Abdruck einer Hand, jedoch mit einer signifikant verringerten Rate. Dies zeigt, dass der Bau von Prothesen der nächsten Generation für Menschen ohne Gliedmaßen immer noch eine Herausforderung sein wird.

"Wir haben gezeigt, dass sich das Handbild im Gehirn trotz jahrelanger Amputation und unabhängig von der Lebendigkeit der Phantomempfindungen im Allgemeinen kaum ändert", schließt der leitende Autor Tamar Makin, Associate Professor und Sir Henry Dale Fellow am UCL Institute of Cognitive Neuroscience.

"Unsere Arbeit legt nahe, dass die tägliche Lebenserfahrung die feinkörnigen Aspekte der Handrepräsentation prägen könnte, die großräumige funktionale Organisation des Handbereichs jedoch grundsätzlich stabil ist", fährt er fort.


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