Спустя несколько лет после утраты руки соответствующие ей зоны в коре человеческого мозга работают так же, как если бы рука была на месте.

Если проследить за активностью мозга, когда мы что-то делаем – шевелим рукой или ногой, киваем головой, что-то жуём – то можно увидеть, что каждой части тела соответствуют определённые зоны в коре полушарий. Правда, тут нужно различать соматосенсорную кору, которая воспринимает ощущения от рук, ног и пр. и оценивает положение части тела относительно остального тела, и моторную кору, от которой идут сигналы к мышцам. То есть ощущениям будет соответствовать карта в соматосенсорной коре, движениям – карта в моторной коре, или, если их объединить, сенсомоторная карта тела.

(Иллюстрация: BUDDHI Kumar SHRESTHA / Unsplash.com) 

Что произойдёт, если индивидуум утратит конечность? Нейроны соответствующих участков коры окажутся не при делах. До сих пор было принято считать, что они подключатся к соседям и начнут работать с другими частями тела. В то же время многие люди даже спустя годы после ампутации говорили, что они могут чувствовать тепло или холод в несуществующей конечности и шевелить несуществующими пальцами, а это значит, что нейроны, закреплённые за утраченной рукой или ногой, должны сохранить свою специализацию. И вот сейчас в Nature Neuroscience вышла статья сотрудников Университетского колледжа Лондона, которые несколько лет изучали активность мозга у трёх людей с ампутированными руками от кисти до плеча. Мозговую активность оценивали с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), и первый раз работу «ручных» зон наблюдали, когда руки были ещё на месте. Участников эксперимента должны были проделать разные движения руками и пальцами, а также губами, чья зона в коре была как раз с зоной рук.

После операции они регулярно в течение пяти лет появлялись в лаборатории, где их просили представить, что они что-то делают несуществующими конечностями – например, барабанят пальцами. Оказалось, что у них по-прежнему работают те же, что и раньше, зоны коры, соответствующие ампутированной руке, и переключения нейронов на близлежащую зону губ не происходило. Карта тела – во всяком случае, её «ручная» часть – оставалась прежней. Это важно не только в смысле фундаментального понимания связей между мозгом и остальным телом, но и для практических целей, то есть, например, для разработки протезов и нейрокомпьютерных интерфейсов, которые позволяли бы сделать протез максимально похожим на настоящую конечность.

Вообще говоря, мозг достаточно пластичен и есть много примеров, когда участки с чёткими и давно определёнными функциями начинают заниматься другими вещами. Но здесь, видимо, нужно учитывать, о каком участке идёт речь и по какой причине ему вдруг пришлось переключиться на новую задачу. Очевидно, в случае сенсомоторных функций взрослого мозга пластичность оказывается сильно ограничена.

В связи мозговыми картами тела можно вспомнить сравнительно недавнюю работу о зонах двигательной коры: два года назад двигательную карту переделали со значительными уточнениями, дополнив её особыми зонами, которые не несут какой-либо специализации, но отвечают за общую координацию движений с учётом данных из других, недвигательных участков мозга.