Viele Menschen, auch weit entfernt von einer Transplantation, haben von einem Konzept wie Phantomschmerz gehört. Diese Empfindungen treten bei Krankenhauspatienten nach einer Amputation auf: Es scheint einem Menschen, dass er Schmerzen in einem Glied spürt, die er tatsächlich schon lange nicht mehr hatte.
Darüber hinaus erleben viele Patienten nach der Amputation manchmal mehrere Jahre lang ihr Phantomglied. Die Natur des Phänomens ist noch wenig verstanden, aber neue Forschungen könnten in dieser Angelegenheit helfen.
Ein Team von Wissenschaftlern der Universität Oxford untersuchte die Gehirnaktivität amputierter Patienten mit einem Hochleistungs-CT-Scanner. Der erste Teilnehmer des Experiments verlor vor 25 Jahren seinen Arm, der zweite vor 31 Jahren. Beide hatten die ganze Zeit über ein ausgeprägtes Phantomsyndrom.
Parallel dazu untersuchten Neurowissenschaftler Daten einer Kontrollgruppe - 11 Personen, die beide Hände hatten, und alle Probanden waren Linkshänder. Während des Experiments mussten die Teilnehmer jeden Finger ihrer linken Hand separat bewegen.
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass sich die Gehirnstrukturen, die für die Kontrolle eines Gliedes verantwortlich sind, auch nach der Amputation eines Gliedes noch perfekt an die verlorenen Hände „erinnern“.
„Wir haben festgestellt, dass bei Menschen mit amputierten Armen die mit dem linken Arm verbundene Gehirnaktivität verringert war. Gleichzeitig stimmten bestimmte Muster, die dem Bild der Hand entsprachen, mit den Mustern von Personen aus der Kontrollgruppe überein “, sagt Hauptautor Tamar Makin.
Dies ist im dargestellten Diagramm deutlich zu sehen. Schwarze Pfeile zeigen die Entsprechung der Finger zu den mit Farben markierten Bereichen des Gehirns an: Daumen - Rot; Index - gelb; mittelgrün; Der Namenlose ist blau, der kleine Finger ist lila. Das erste Diagramm spiegelt die Arbeit des Gehirns der Teilnehmer der Kontrollgruppe wider, die zweiten Personen nach der Amputation des Arms (über und unter dem Ellbogen). FDR ist die Falscherkennungsrate und "q" ist die Fehlerstufe.
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Es stellt sich heraus, dass Menschen auch nach dem Entfernen einzelner Finger noch die Möglichkeit haben, ein Signal für ihre Bewegung, das Drücken, das Richten und andere Funktionen zu senden.
Bisher waren die meisten Neurowissenschaftler davon überzeugt, dass der Prozess der Handsteuerung im somatosensorischen Kortex des Gehirns stattfindet und nur bei systematischer Rückmeldung von Nervenenden aufrechterhalten werden kann. Es stellt sich heraus, dass dies nicht der Fall ist: Wenn das "Umschreiben" der nervösen Karte ohne Rückkopplungssignale erfolgt, haben Menschen, die ihre Hände verloren haben, keine Phantomschmerzen.
Nachdem Wissenschaftler die Gehirnaktivität von Amputierten mithilfe der Computertomographie untersucht haben, sind sie zu dem Schluss gekommen, dass sich das Gehirn immer noch gut an verlorene Hände "erinnert". Die neue Entdeckung könnte ein großer Durchbruch auf dem Gebiet der Prothetik sein und es in Zukunft ermöglichen, Prothesen herzustellen, die direkt vom Gehirn aus gesteuert werden können.
Diese Entdeckung wird wahrscheinlich dazu beitragen, eine neue Art von Prothesen zu schaffen, die durch Signale gesteuert werden, die direkt vom Gehirn gesendet werden. Sie werden viel empfindlicher und funktioneller sein als alle aktuellen Modelle, schließen die Neurowissenschaftler in Oxford.
Die Details der Studie sind in einem wissenschaftlichen Artikel beschrieben, der in der eLife-Publikation veröffentlicht wurde.
