Хапання рукою або ногою, та сама боротьба за мозок - science et Avenir

Опубліковано 26.10.20 о 20:00

Існують функції дії вищого рівня та функції нижчого рівня: окремо від рухових зон ділянки кори, відповідальні за планування та контроль рухів, активуються однаково, незалежно від того, чи досягається рух рукою чи ногою.

Ті ж рухові ділянки лобно-тім’яної кори, що спеціалізуються на досягненні, активізувались у працездатних людей, що користуються ногами чи руками, та у диспластичних людей, які використовують ноги.

KTS/Наукова фототека через AFP

Твої руки повні, а ложка впала ... Ніхто не буде судити тебе, якщо ти потрапиш між пальців, навіть твій власний мозок. Для деяких областей мозку, що беруть участь у плануванні та контролі рухів, насправді не має значення, користуєтесь ви рукою чи ногою: важливий лише тип дії, що виконується. Ці результати, опубліковані в журналі PNAS, можуть стати важливим досягненням у розробці протезів кінцівок.

Порівняйте лямбда-обстежених з диспластичними людьми

Незважаючи на те, що дослідження виявили уявлення мозку, яким поділяються обидві руки, залежно від типу дії - наприклад, дотягування, хапання - було неясно, чи можна цю мозкову діяльність узагальнити для інших кінцівок, здатних виконувати дії, як ноги. Проблема полягає в тому, що працездатні люди схильні до використання рук. Таким чином, використовуючи ноги, вони можуть спробувати скопіювати дію своїх рук, активізуючи при цьому ділянки мозку, відповідальні за цей рух: це називається руховою образою. Як результат, можна було б побачити активізацію тих самих областей мозку, коли предмет потрапляє за руку або ногу, лише тому, що рука була психічно викликана.

Щоб перевірити, що ділянки лобно-тім’яної кори, що беруть участь у плануванні та контролі рухів, активізуються так само, як і вечірній рух, що виконується рукою або ногою, тому ми повинні порівняти з людьми, які ніколи не мали рук. Це стосується пацієнтів з дисплазією, народжених без рук або рук, які розвинули використання пальців ніг для маніпулювання предметами. Мозкова активність цих чотирьох людей порівнювалася з діяльністю семи контрольних осіб, яким доводилося хапати предмет спочатку руками, потім пальцями ніг.

Руки або ноги, однаковий бій за зону, що спеціалізується на дії "досягнення"

Порівняйте лямбда-обстежених з диспластичними людьми

Незважаючи на те, що дослідження виявили уявлення мозку, яким поділяються обидві руки залежно від типу дії - наприклад, дотягування, хапання - було неясно, чи можна цю мозкову діяльність узагальнити для інших кінцівок, здатних виконувати дії, як ноги. Проблема полягає в тому, що працездатні люди схильні до використання рук. Таким чином, використовуючи ноги, вони можуть спробувати скопіювати дію своїх рук, активізуючи при цьому ділянки мозку, відповідальні за цей рух: це називається руховими зображеннями. Як результат, можна було б побачити активізацію тих самих областей мозку, коли предмет потрапляє за руку або ногу, лише тому, що рука була психічно викликана.

Руки або ноги, однаковий бій за зону, що спеціалізується на дії "досягнення"

У всіх цих ситуаціях активувалися однакові рухові ділянки лобно-тім'яної кори, що спеціалізуються на дії охоплення. У той же час вони активували первинну рухову кору, яка контролює м’язи рук і ніг. "Ці результати доводять, що певні області асоціації організовані відповідно до абстрактних функцій типів дії, незалежно від конкретного сенсомоторного досвіду та параметрів певних частин тіла", - підсумовують дослідники.

"Дослідження показує, що певні ділянки рухової системи розвиваються для розрахунку складної дії або завдання, наприклад, досягнення та схоплення, і ці дії не залежать від рухового досвіду людини. Таким чином, використання руки чи ноги для досягнення об'єкт виділяє ті самі ділянки при скануванні фМРТ (функціональна МРТ, яка дозволяє бачити активність мозку з часом, примітка редактора) ", - пояснює Елла Стрім у прес-релізі. Аміт, яка керувала цією роботою. "Більш абстрактна" операція, ніж "тонкий контроль над рукою, наприклад, відповідає одній області центральної нервової системи, а контроль однієї ноги відповідає іншій області. Це організація" точка-точка ".

Загальна робота мозку

За словами дослідника, ця робота підтверджує попередні результати щодо людей, які народилися глухими або сліпими. Насправді здається, що зорова і слухова кора, звана "вищим порядком", виконує конкретні завдання, незалежно від використовуваного сенсу. Наприклад, зона зору, яка реагує на букви, незалежно від того, подається візуально на шрифтом Брайля або людям, які сліпі від народження. Подібним чином, слухова зона вищого порядку обробляє часові ритми як у середніх людей, що зазнали впливу слухових послідовностей, так і у людей, народжених глухими до зорових послідовностей. "Ми будуємо модель, яка демонструє, що конкретні завдання, такі як досягнення та захоплення, є функціями дії вищого рівня, відмінними та незалежними від функцій дії нижчого рівня, такими як використання руки. Ми вважаємо, що ця організація є загальним принципом проектування мозок ", - пояснює у прес-релізі Юци Лю, який брав участь у цій роботі.

Назустріч протезам з урахуванням замовлень "вищого порядку"

У цьому випадку ці нові результати на руках і ногах можуть направити на нові протези, краще прийняті пацієнтами. Поточні протези працюють, дозволяючи користувачеві диктувати параметри злагодженого руху та низький рівень протеза, що є дуже складним та переважним. Що може допомогти, це використання контролю вищого рівня, пояснює Елла Стрім-Аміт. "У довгостроковій перспективі, якщо ми краще зрозуміємо уявлення про дії на вищому рівні командування, ми можемо бути в змозі направляти протези не тільки на рівні руху рук, але і на більш цільовому рівні дії. Високий, який може призвести до меншого відхилення протезів ".