Co unieruchomiona kończyna robi z mózgiem

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Zagipsowana ręka w ciągu 16 dni zmienia anatomię mózgu. Naukowcy z Uniwersytetu w Zurychu stwierdzili, że gdy po unieruchomieniu osoba praworęczna zaczyna się posługiwać wyłącznie lub przede wszystkim ręką lewą, odpowiednie obszary w lewej półkuli ulegają zmniejszeniu, a związane z kompensacją rejony z półkuli prawej powiększają się.

Badanie przeprowadzili wspólnie prof. Lutz Jäncke i pracownicy Oddziału Chirurgii Urazowej Szpitala Uniwersyteckiego w Zurychu. Zespół z Uniwersytetu w Zurychu zdecydował się wykorzystać okazję i przetestować pacjentów szpitala akademickiego, ponieważ niewiele wiadomo o wpływie redukcji czuciowych danych wejściowych i motorycznych wychodzących na ludzki mózg. Uwzględniono przypadki 10 praworęcznych osób ze złamaniami prawej kości ramiennej. Z powodu założenia gipsu albo noszenia temblaka przez 2 tyg. pacjenci prawie nie ruszali prawą ręką i większość codziennych zadań z konieczności wykonywali ręką lewą.

Mózg ochotników 2-krotnie zbadano za pomocą rezonansu magnetycznego. Raz w ciągu 48 godzin od urazu i jeszcze raz po 16 dniach unieruchomienia. Neuropsycholodzy przeanalizowali stan istot szarej i białej na skanach. Wyliczono grubość kory czuciowo-ruchowej oraz wartości anizotropii frakcjonowanej (ang. fractional anisotropy, FA) drogi korowo-rdzeniowej, która unerwia mięśnie organizmu poza twarzoczaszką, szyją i częścią mięśnia czworobocznego. Dodatkowo Szwajcarzy oceniali tzw. małą motorykę lewej ręki (biegłość w wykonywaniu drobnych ruchów).

Przypomnijmy, że FA może osiągać wartości od 0 do 1, gdzie 0 oznacza strukturę izotropową, czyli wykazującą we wszystkich kierunkach te same właściwości fizyczne, a 1 strukturę anizotropową (z różnymi właściwościami fizycznymi), gdzie dyfuzja cząsteczek wody może zachodzić tylko w jednym kierunku.

"W krótkim czasie unieruchomienie prawej ręki zmieniło obszary czuciowe i ruchowe mózgu" - opowiada Nicki Langer. Zmniejszyła się grubość pierwszorzędowej kory ruchowej (M1, czyli zakrętu przedśrodkowego, równoległego do bruzdy środkowej), odpowiadającego pierwszorzędowej korze czuciowej zakrętu zaśrodkowego w lewej półkuli i FA istoty białej lewej drogi korowo-ruchowej, które kontrolują ruchy prawej strony ciała, natomiast objętość substancji szarej i FA prawej kory czuciowo-ruchowej wzrosła. Interesujące, że sprawność manualna lewej dłoni w zakresie drobnych ruchów poprawiła się znacząco już po 16 dniach unieruchomienia ręki dominującej - dodaje Jäncke. Im lepiej ktoś się posługiwał lewą ręką, tym większe zaobserwowano zmiany w obrębie obszarów ruchowych lewej i prawej półkuli.

Choć praworęczni pacjenci, którzy zmuszeni byli używać lewej dłoni, coraz lepiej radzili sobie z codziennymi czynnościami, takimi jak mycie zębów czy pisanie, wzrost objętości kory w prawej półkuli dotyczył raczej kory przedruchowej niż ruchowej. Kora przedczołowa jest zaangażowana w wykonywanie szczególnie skomplikowanych działań. Instaluje i kasuje nowe programy motoryczne - wyjaśnia Jäncke.

Szwajcarzy uważają, że ich odkrycia wspierają aktualnie stosowaną metodę rehabilitacji chorych po udarze mózgu - metodę wymuszenia ruchu (ang. constraint-induced therapy, CIT). Unieruchomienie kończyny kontrolowanej przez nieuszkodzoną część mózgu wydaje się bowiem rozbudowywać, a więc poprawiać działanie regionu zniszczonego. Biorąc pod uwagę zakres plastyczności mózgu, należy jednak pamiętać, by unieruchomienie nie trwało zbyt długo.

W najbliższej przyszłości Jäncke i inni zamierzają sprawdzić, jak długo utrzymują się opisane zmiany.

[wilk 103]

odpowiednie obszary w lewej półkuli ulegają zmniejszeniu, a związane z kompensacją rejony z półkuli prawej powiększają się.

 

Chodzi o powstawanie nowych połączeń (to wydawałaby się sugerować zmiana grubości kory) czy zmiany funkcjonalne (mniej lub bardziej aktywny obszar zwalnia lub zajmuje „zasoby”)?

[Anna Błońska 37]

Chodzi o powstawanie nowych połączeń (to wydawałaby się sugerować zmiana grubości kory) czy zmiany funkcjonalne (mniej lub bardziej aktywny obszar zwalnia lub zajmuje „zasoby”)?

Myślę, że chodzi o jedno i drugie. W aktywniejszym obszarze tworzą się i utrwalają nowe połączenia, a poza tym kora czuciowo-ruchowa bardziej używanej części ciała przejmuje zasoby fragmentów mniej używanych. Był kiedyś taki eksperyment z małpą, która miała przez jakiś czas kręcić tarczą telefonu za pomocą jednego palca. Co prawda, chodziło o zmianę reprezentacji czuciowej jednej dłoni, a nie jak w przypadku gipsu zmiany w reprezentacjach różnych rąk, ale naukowcy stwierdzili, że już po dość krótkim czasie reprezentacja eksploatowanego palca powiększyła się kosztem reprezentacji innych palców.