大多数失去肢体的人在几十年后仍然感觉到它的存在。这种被称为“幻肢”的现象长期以来一直是个谜。但是，通过新的超高分辨率脑部扫描，我们现在可以查看被截肢者的大脑内部以获取先前隐藏的线索。我们最近展示了三个惊人的截肢者病例，其中有非常详细的地图，代表了他们大脑中五个缺失的手指。
但是，为什么这些地图仍然存在，尽管几十年没有任何来自失踪肢体的输入?在eLife杂志上发表的一项新研究中，我们现在已经发现，一个人可以有目的地“移动”他们的幻肢，这对于确定他们的大脑丢失的手部地图与有两只手的人有多相似是至关重要的。我们的研究表明，幻肢不只是一个有趣的怪，而是一种可以利用以前未解答的大脑问题的现象。
如果一个人不幸失去一只手臂，那么很多事情都会发生变化。你怎么穿袜子?还是打开一个饮料瓶?对一个人的想法可能更少(赦免双关语)是失去一只手臂可能会改变他们的大脑。
有一些选择脑部房地产，曾经控制失去肢体的运动和感觉。那么，那些大脑现在到底是什么?这可能是一个令人难以置信的难以回答的问题。通常，为了探索大脑的“手臂”区域 - 例如，通过脑成像 - 我们会触摸或移动手臂。如果缺少该手臂，则会出现问题。
经过几十年的大多数动物研究，研究人员已经触摸并移动身体的其余部分，看看是否有任何东西似乎正在侵入这个缺失的手部区域。这告诉我们，例如，如果猴子失去了中指，那么大脑区域(曾经控制过中指)几乎立即被相邻的食指和无名指接管。这是一个领土入侵，就像一个风险的身体游戏。
这项研究描绘了一张图片，其中旧的身体贴图似乎被擦除，宝贵的大脑空间被重新分配以支持剩余的肢体。但事实证明这远非整个故事。
幻影课程
由于动物很难告诉我们他们的感受，只有通过人类研究 - 最近的大部分 - 我们才发现了截肢者大脑中丢失的身体部位的模型，以及他们提供的令人惊讶的见解。科学。
很多人都没有意识到截肢者不仅可以感受到他们的幻肢 - 大多数人也能很好地控制他们的动作。我们之前表明，要求被截肢者将他们的幻影手指移动到扫描仪中会导致各个(缺失)手指的美丽地图(见上图)。然而，该研究中的截肢者是专门选择的，因为他们有非常生动的幻影。这让我们想知道，这些幻影感觉能够让失去的肢体在大脑中活着吗?
为了回答这个问题，我们最近扫描了一大群截肢者，他们有不同程度的幻影，幻像运动和幻痛。我们发现，一个人可以移动他们的幻影手指的程度是他们的地图所具有双手人物地图的最佳指标。
令人惊讶的是，幻影运动在预测这些手绘图的组织方面比幻象感觉的简单生动更重要 - 他们能够感受到多少手指缺失。我们也惊讶地发现，这些丢失的手部地图甚至保留在几乎没有幻影感觉的人身上，这表明这些地图一旦形成就非常稳定。
最后，我们想知道在没有肢体(先天性单手)的情况下出生的人的手臂区域发生了什么。然而，在这里，我们遇到了一个问题：没有四肢出生的人通常不会感受到幻影(虽然这有点引起争议)。这意味着我们不能要求这些参与者将他们的幻像移动到扫描仪中，就像我们对截肢者所做的那样。
要求先天性的单手操作者想象在扫描仪中移动他们缺失的手臂会产生非常少的类似手的活动(我们认为其中大部分都与我们任务的视觉方面有关)。但是为了更深入地看，我们需要一种新的策略。
当您移动右手时，这会激活右手自己在大脑左侧(对侧)的手部图。然而，移动右手也会导致活动变化，使我们能够在大脑的另一侧看到不动的左手的地图。
因此，通过让我们的单手参与者移动完整的手，我们可以间接看到丢失的手绘图。当被截肢者和双手移动完整的手时，我们在失踪的手侧看到了一张看起来很正常的手绘图。没有手的出生的参与者没有表现出这样的活动，给了我们新的信心，那里根本没有手绘图。
幻影四肢吸引了我们的注意力，因为它们令人着迷和奇异。但他们的科学价值也越来越明显。我们的研究提出了一个问题，即人们是否能够明确地训练他们的幻影手将他们的手指图恢复到更正常的状态。这似乎毫无意义，但美国皮特大学的科学家们目前正在将电极植入缺失的瘫痪病人手指图中，让他们能够控制和感受机器人手的各个手指。可能很快就会进行幻影手锻炼。