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患者为何会产生“幻肢(phantom limbs)现象”

更新时间:2017年04月05日09:48:02 点击次数:386 打印此页 关闭
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我们总能看到报道说,有一些被截肢的患者会产生“幻肢(phantom limbs)现象”,他们仍然能感受到被截去的手指、手掌、胳膊、腿的存在,甚至会有“幻肢”的痛觉。至今,科学界都难以解释这种奇怪的现象。

最近,来自哈佛大学的研究团队,通过超高分辨率成像技术,监测了被截肢患者的脑部活动,看看如果观测对象失去手臂,他的大脑将会产生怎样的变化。这是首次如此细致地观测脑部活动区域,发现被截肢患者的大脑内其实还保留着一份有关被截去的手的“感觉地图”,这张感觉地图准确而详细,精准到了每一根手指。

那这份感觉地图会在被截肢患者的脑海中保存多久呢?答案是被截肢后的数十年……这也许就是他们会出现“幻肢现象”的原因了。

感官丧失(Sensory deprivation),比如某个人看不见了(视觉丧失)、听不见了(听觉丧失)或者被截肢了(触觉丧失),这对当事人而言无疑是一种非常痛苦的经历,但是科学家们可以通过这一过程研究人类大脑的可塑性(即对环境的适应能力)。Sanne Kikkert,研究团队的负责人认为,研究其实是利用了“幻肢现象”的一个特点:那就是被截肢者不仅仅能感受到幻肢的存在,还能用意念“控制”幻肢。当我们要求被截肢者活动他被截去的手指时,我们扫描他的大脑,就能发现这部分幻肢(要求活动的这根已被截去的手指)在脑中的对应区域。

之前的研究仅停留在“移动幻肢能使被截肢者的大脑产生活动”这一层面,但是究竟在何处、产生怎样的活动却不得而知。

如今,Kikkert教授证实了这种由幻肢产生的脑内活动并非创伤后的异常反应,而就是曾经正常的手臂存留在脑海中的“感觉地图”。通过对比被截肢者和对照组(未截肢)的脑内活动,可以清楚地观察到每一根手指在大脑内的对应活动区域。请注意,这些接受测试的被截肢者都是在25-31年前失去手臂(手肘以上部分)的。但即便如此,脑内的“感觉地图”依然如此精准清晰。

 
上方为对照组,下方为肘关节以上截肢的测试组
图/论文

这项研究结果同时解释了一些人们对“幻肢现象”的疑惑:还有感觉是不是因为残肢还残留着肌肉和神经?该研究认为这并非是根本原因,因为测试的被截肢者有的失去整个臂膀,有的神经细胞已经完全损坏。

说到“感觉地图”,其实,人的整个躯体都在大脑中有对应的“感觉地图”,这份“感觉地图”在大脑中的分布情况和我们的躯体结构密切相关,它的学名叫“体感小人(somatosensory homunculus)“,昵称little man,就好像是住在我们大脑中的小精灵,掌管我们的感官世界。

体感小人示意图

此前,科学界一直认为,这份“感觉地图”需要外界不断的感官刺激才能维持。这一观点先后被动物、人体试验从侧面证实,即如果测试对象被截肢,截肢附近的躯体感觉将渐渐占领截肢在脑中的“感觉地图”。当然,侵占的程度和测试者使用躯体的习惯有关:比如,不幸失去一只手的测试者,越是积极地使用另一只手,那这只手就越容易侵占被截去的那只手在大脑中的“感觉地图”。这样一来,完好无损的一只手会获得越来越多的大脑资源,反过来也促使被截肢者更善于用这只好手来应对日常的生活。【小编觉得,这也可以一定程度上解释很多盲人的听觉会更好等现象】

不过,Kikkert团队的发现更强调了,即便存在其他部分躯体感觉入侵的情况,被截去的肢体仍然顽强地捍卫着自己存在大脑中的“感觉地图”,提醒着主人自己曾经存在过。在现在科学技术日新月异的今天,这个发现对患者和医疗领域,特别是神经修复领域的专家们而言,应该算是个好消息。

 
脑机接口控制义肢活动会用上大脑中储存的“感觉地图”
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