Potrivit cercetărilor, creierul păstrează harta internă a corpului intactă în urma amputării

Timp de decenii, cercetătorii au considerat că amputarea unui membru declanșează reorganizarea corticală, cu redistribuirea semnificativă a activității în cortexul somatosenzorial primar (S1). Această teorie a fost alimentată de studii la primate și de imagistică funcțională la oameni. Totuși, cercetări recente au arătat că senzațiile fantomă și activitatea corticală asociată ar putea reflecta conservarea, nu reorganizarea. Pentru a lămuri acest aspect, un nou studiu a urmărit, în mod longitudinal, hărțile corticale ale mâinii și feței la trei adulți supuși amputării brațului, timp de până la 5 ani.

Metodologie

Studiul a inclus:

• 3 pacienți adulți (P1, P2, P3) evaluați în 4–5 sesiuni pre și post-amputație
• 16 participanți control, fără amputații, evaluați în paralel

Toți participanții au efectuat mișcări ghidate vizual ale degetelor, buzelor și degetelor de la picioare în timpul sesiunilor de imagistică prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI). Activitatea corticală în S1 a fost analizată prin mai multe metode: proiecții de activitate, analiză multivoxel, clasificatori și măsurători de selectivitate.

Rezultate

Stabilitatea hărților corticale

Activitatea în S1 aferentă degetelor mâinii a fost remarkabil de stabilă înainte și după amputare, cu modele spațiale și amplitudine similare. Analiza „centrului de greutate” (COG) a demonstrat diferențe minime între sesiunile pre și post-amputație, comparabile cu variabilitatea naturală observată la participanții control.

Similaritate între activări pre și post-amputație

Modelele de activare multivoxel pentru degete fantomă au fost puternic corelate cu cele pre-amputație (r între 0,68 și 0,91; P < 0,001), indicând o continuitate remarcabilă în reprezentarea neurală.

Decodare și selectivitate digitală

Clasificatorii antrenați pre-amputație au decodat cu succes mișcări ale degetelor fantomă post-amputație (precizie între 67% și 90%). Analiza RSA a confirmat păstrarea structurii de reprezentare între degete. În unele cazuri s-au observat scăderi temporare ale selectivității, dar acestea s-au încadrat în variabilitatea longitudinală tipică.

Activitatea buzelor în S1

Nu a existat nicio dovadă că reprezentarea buzelor ar invada regiunea S1 corespunzătoare mâinii amputate. Reprezentarea buzelor a rămas stabilă în timp, susținând lipsa reorganizării inter-regionale majore.

Compararea cu amputați cronici

Hărțile corticale ale pacienților longitudinali au fost comparabile cu cele ale unui grup de 26 de persoane cu amputație cronică (medie: 23,5 ani post-amputație), arătând că reprezentările persistă pe termen lung.

Interpretări și implicații

Aceste rezultate susțin ideea că S1 nu este doar un receptor pasiv al semnalelor periferice, ci menține o reprezentare internă stabilă a corpului, chiar și în absența inputului periferic. Descoperirile contestă teoriile clasice ale reorganizării masive în S1 post-amputație și arată că senzațiile fantomă și comanda motorie asociată se bazează pe hărți corticale preexistente.

Studiul are implicații importante:

• Interfețe creier–computer: demonstrând că hărțile sunt stabile, acestea pot fi folosite pentru control precis pe termen lung.
• Tratamentul durerii fantomă: metode precum reinnervarea musculară sau implanturile nervoase nu modifică reprezentarea corticală.
• Modelare neurocognitivă: susține ideea că S1 este menținut prin mecanisme top-down și nu este guvernat doar de plasticitatea deprivării.

Concluzie

Reprezentările corticale ale mâinii amputate rămân intacte și funcționale la nivelul S1 chiar și la ani după pierderea membrului. Studiul oferă dovezi longitudinale directe împotriva ideii de reorganizare extinsă și deschide noi perspective pentru înțelegerea neuroplasticității și intervențiilor terapeutice post-amputație.