Мозги одноруких людей пролили свет на организацию "сенсорных человечков"

Сенсомоторные области коры, образующие "нейронную карту" поверхности нашего организма, могут быть связаны не с определёнными частями тела, а с их отдельными функциями.

Исследование мозга одноруких людей готово опровергнуть классические представления об организации мозга. Сенсомоторные области коры могут быть связаны не с определёнными частями тела, а с конкретными функциями, которые они выполняют. Об этом сообщает статья, опубликованная в журнале Current Biology.

Ещё в 1940-х обнаружилось, что сигналы от чувствительных клеток в толще кожи, получающих информацию от соседних участков тела, посылают импульсы в расположенные близко друг к другу нейроны коры больших полушарий. Так в коре образуется карта тела — сенсомоторный "гомункулус". Его часто изображают в виде человечка с непропорциональными частями туловища, конечностей, головы и лица. Самые обширные нейронные поля в коре связаны с областями самой плотной иннервации. Поэтому губы этого "гомункулуса" намного больше бёдер, и вообще самыми крупными частями оказываются язык, лицо и ладони.

Однако работа, выполненная учёными из Великобритании, Израиля и Швейцарии во главе с Тамар Мэкин (Tamar Makin) из Оксфордского университета, заставляет совершенно по-новому взглянуть на природу этих "гомункулусов".

Учёные провели сравнение активности мозга у 24 здоровых добровольцев и у 17 людей, от рождения лишённых одной из рук. Им предлагали выполнять пять несложных бытовых задач: вынуть деньги из кошелька и вложить между страниц ежедневника; сложить постиранное бельё; завернуть подарок в упаковку; надписать почтовую открытку и приклеить марку; расставить на столе, распаковать и съесть обед из ресторана быстрого обслуживания.

При этом велась видеозапись, с помощью которой учёные впоследствии оценили степень использования разных рук и протезов, а также ног, туловища, рта и щёк. Затем авторы с помощью томографии проследили за активацией различных областей сенсомоторной коры, связанной с движениями этих частей тела. У одноруких также изучили активность тех частей коры, которые связаны с отсутствующей конечностью.

В результате Мэкин и её коллеги показали, что "картография" сенсомоторных областей коры у одноруких претерпевает глубокие изменения. В тех случаях, когда функции недостающей руки берут на себя другие части тела, ту часть "гомункулуса", которая в норме связана с этой рукой, занимают нейроны, связанные с этими "дополнительными" конечностями. Например, если для выполнения задач, которые требуют обеих рук, вместо недостающей руки они пользуются ногой, нейроны, руководящие этой ногой, оказываются связаны с областью коры, соответствующей второй отсутствующей руке.

По мнению авторов, это может указывать на то, что часто "сенсомоторные гомункулусы" отражают не определённые части тела, а функции, которые те выполняют. Кроме того, эти отражения сами по себе не являются чем-то устойчивым, а способны к перестройке в случае необходимости.