Por que o cérebro não pode esquecer membros amputados?

Por que o cérebro não pode esquecer membros amputados?

Amputados freqüentemente relatam o fenômeno de “membros fantasmas”, onde eles ainda podem sentir a presença de dedos, mãos, braços, pés ou pernas, e até mesmo sentir dor onde as partes amputadas eram uma vez. Até agora, a ciência não teve explicação para esse fenômeno.

Agora, usando imagens de resolução ultra-alta, pesquisadores da Universidade de Oxford têm sido capazes de examinar os cérebros de amputados para ver como seus cérebros mudam após a perda de um braço. Ver o cérebro neste nível de detalhe revelou pela primeira vez que os cérebros dos amputados retêm um mapa incrivelmente detalhado da mão perdida e dos dedos individuais. A existência desse detalhado mapa de mãos no cérebro - décadas após a amputação - poderia ser parte da explicação do fenômeno do membro fantasma.

A privação sensorial, por exemplo, em pessoas que sofrem de cegueira, surdez ou amputação, tem sido uma via frutífera para os cientistas que estudam a plasticidade cerebral. A principal pesquisadora, Sanne Kikkert, com seus colegas da Laboratório de Mão e Cérebro liderado pelo professor Tamar Makin, aproveitou-se de um aspecto do fenômeno do membro fantasma em que os amputados não só são capazes de sentir a presença ou a sensação no membro perdido, mas também podem “controlar” volitivamente sua mão fantasma. Ao pedir que os indivíduos movam seus dedos fantasmas individualmente enquanto seus cérebros são escaneados, a representação da mão fantasma no cérebro pode ser mapeada detalhadamente.

Pesquisas anteriores mostraram que movendo a mão fantasma cria atividade no cérebro de amputados, mas até agora tem sido difícil dizer o que esta atividade realmente representa. É difícil provar, por exemplo, que a atividade cerebral indica a existência de um mapa da mão perdida, em oposição a alguma atividade anormal devido à amputação.

O estudo de Kikkert mostra que os padrões de atividade da mão fantasma contêm importantes marcas da representação “normal” das mãos, por exemplo, o layout espacial dos dedos em relação um ao outro. De fato, a equipe conseguiu demonstrar que os mapas das mãos fantasmas estavam bem dentro da faixa dos encontrados em uma amostra de controle de participantes com duas mãos. Considerando que os amputados da amostra perderam suas mãos entre 25 e 31 anos antes, isso é incrível.

Imagem do cérebro revela mapas detalhados dos dedos individuais da mão em amputados (abaixo) que são surpreendentemente similares em comparação com os mapas de mãos dos participantes de controle com duas mãos (acima). Autor fornecidoImagem do cérebro revela mapas detalhados dos dedos individuais da mão em amputados (abaixo) que são surpreendentemente similares em comparação com os mapas de mãos dos participantes de controle com duas mãos (acima). Autor fornecidoEm seu papel, publicado na revista eLifeOs pesquisadores também conseguiram refutar algumas outras explicações mais triviais para a atividade cerebral fantasma. Eles mostraram que a ativação da mão fantasma não resulta simplesmente da ativação de músculos ou nervos no membro remanescente dos amputados. Por exemplo, os mapas das mãos permaneceram os mesmos em amputados que estavam faltando esses músculos (devido à amputação acima do cotovelo) ou que não podiam enviar ou receber entradas para o membro (devido a danos nos nervos). No entanto, ainda permanece um mistério se o mapa de mãos preservado do cérebro causa as sensações do membro fantasma, ou se as próprias sensações preservam o mapa da mão no cérebro.

Como a mente vê o corpo

Essas descobertas são duplamente excitantes porque contrastam com a sabedoria tradicional sobre como o mapa corporal sensorial no cérebro é gerado e mantido. Este mapa sensorial é conhecido como homúnculo somatossensorial (do grego para “homenzinho”), e há muito tempo fascina os cientistas devido à sua estrutura altamente organizada. Organizado, em que as partes do corpo são dispostas no cérebro de uma forma muito semelhante a como elas estão no corpo:

Um diagrama do "homúnculo sensorial", descrevendo como partes do corpo são mapeadas para o cérebro (mostradas na seção transversal). Faculdade OpenStax / Rice University, CC BYUm diagrama do "homúnculo sensorial", descrevendo como partes do corpo são mapeadas para o cérebro (mostradas na seção transversal). Faculdade OpenStax / Rice University, CC BYHá muito se acredita que este mapa precisa de um fluxo constante de informações sensoriais do corpo para manter sua organização. Esta ideia foi apoiada por uma considerável pesquisa em animais mostrando que quando um membro é amputado, as áreas do corpo próximas àquele membro no homúnculo invadir e sobrescrever o território do membro ausente.

Uma reorganização semelhante foi documentada em humanos. Um 2013 estudo Tamar Makin e seus colegas mostraram que após a amputação a mão restante seqüestra o território cerebral da mão perdida. O estudo também mostrou que essa aquisição estava relacionada à forma como os participantes usam seus corpos: quanto mais amputados usavam a mão restante para completar as atividades diárias, mais essa mão tomava os recursos cerebrais da mão desaparecida, provavelmente para apoiar o uso excessivo de a mão intacta.

Kikkert encontrou uma reorganização similar em seu grupo de amputados na área da mão perdida do cérebro, bem como os mapas detalhados das mãos. Isso significa que, após a amputação, não só a funcionalidade original dessa área do cérebro é mantida, como também parece ser mantida, apesar da reorganização que também ocorre - um fato que não foi reconhecido anteriormente.


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Isso poderia ser usado em alguma tecnologia incrível desenvolvida para pessoas amputadas e deficientes: “neuroprostética” refere-se a membros artificiais que são controlados diretamente pelo cérebro, geralmente através de eletrodos implantados no córtex. Os mapas de mãos preservados no cérebro após a amputação podem ser explorados para permitir o movimento individual dos dedos para essas interfaces cérebro-máquina.

Como a equipe relata, suas descobertas “reabrem a questão do que acontece com um território cortical uma vez que seus principais insumos são removidos” - e apresentam novas possibilidades para explicações mais profundas do homúnculo dentro de todos nós.

Sobre o autor

A ConversaçãoHarriet Dempsey-Jones, Pesquisadora em Neurociências Clínicas, Universidade de Oxford

Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação. Leia o artigo original.

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