Dentro de cada cerebro humano se encuentra un mapa detallado del cuerpo, con diferentes regiones dedicadas a diferentes partes del cuerpo: las manos, labios, pies y más. Pero, ¿qué sucede con este mapa cuando se elimina una parte del cuerpo?
Durante décadas, Los científicos creyeron que cuando se amputará una parte del cuerpo, el mapa del cuerpo del cerebro se reorganiza dramáticamente, con partes vecinas del cuerpo que se apoderan del área una vez representada por la extremidad faltante.
Esta idea de la reorganización del cerebro a gran escala se convirtió en un pilar central de lo que los neurocientíficos llaman plasticidad cerebral para adultos: la capacidad del cerebro para cambiar su estructura y función en respuesta a lesiones, nuevas experiencias o entrenamiento.
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Nuestro nuevo estudio, publicado en Neurociencia de la naturalezamuestra que lo contrario es cierto: el mapa del cuerpo del cerebro sigue siendo sorprendentemente estable, incluso años después de la amputación.
Para probar lo que sucede en el cerebro después de que una persona pierde una parte del cuerpo, adoptamos un enfoque único.
Trabajando con cirujanos del NHS, seguimos a tres pacientes adultos que se estaban preparando para someterse a amputaciones de brazos que salvan vidas por razones médicas, como cáncer o problemas graves con el suministro de sangre. Escaneamos sus cerebros con funcional Imágenes de resonancia magnética ( Resonancia magnética) antes de la amputación y luego después, en algunos casos durante hasta cinco años.
Durante los escaneos de resonancia magnética, les pedimos a los pacientes que movieran diferentes partes del cuerpo: golpear sus dedos individuales, curvarse los dedos de los pies o buscar sus labios. Esto nos permitió mapear la actividad cerebral y construir el mapa del cuerpo del cerebro.
Después de la cirugía, repitimos los escaneos, esta vez pidiéndoles que muevan sus dedos desaparecidos (fantasmas). Los movimientos fantasmas no son imaginarios: la mayoría de los amputados continúan sintiendo sensaciones vívidas de sus extremidades faltantes, a pesar de que ya no están físicamente allí. Hacerlo nos dio una rara oportunidad de comparar directamente el mapa de manos del cerebro antes y después de la amputación en la misma persona.
Descubrimos que, en los tres pacientes, el mapa de la mano en el cerebro se mantuvo notablemente sin cambios y no se sobrescribió por otras partes del cuerpo, como la cara. Esta estabilidad neuronal ayuda a explicar por qué tantos amputados continúan sintiendo sus extremidades faltantes de manera tan vívida.
Sin embargo, para la mayoría de los amputados, las sensaciones fantasmas no son sensaciones neutrales; Son dolorosos y descritos como ardientes, apuñalados o picazón. Durante años, la explicación dominante de estas sensaciones dolorosas provino de la idea de que el mapa corporal del cerebro se ha reorganizado. A su vez, esta teoría inspiró terapias como terapia con caja espejoentrenamiento de realidad virtual, o ejercicios de discriminación sensorialtodos dirigidos a arreglar mapas supuestamente rotos.
Nuestros hallazgos muestran el mapa corporal del cerebro es no roto. Esto ayuda a explicar por qué estas terapias constantemente no superan placebo tratamientos en ensayos clínicos. Si el mapa permanece intacto, tratar de arreglarlo es un callejón sin salida.
El verdadero culpable
En cambio, nuestros resultados sugieren que debemos buscar en otra parte, por ejemplo, en los nervios que se cortan durante la cirugía. Los nervios cortados pueden formar grupos enredados que se incorporan al cerebro. Se están desarrollando nuevas técnicas quirúrgicas de amputación para preservar la señalización nerviosa y mantener conexiones estables con el cerebro.
Nuestros hallazgos tienen implicaciones importantes para desarrollar extremidades protésicas e interfaces de computadoras cerebrales. Las interfaces invasivas de computadora cerebral de próxima generación pueden aprovechar directamente el mapa preservado de la parte del cuerpo amputado para decodificar qué movimientos se están intentando o incluso entregar estimulación eléctrica al mapa para permitir que los amputados sientan su extremidad faltante.
Estas tecnologías están en desarrollo y podrían, algún día, restaurar el control y las sensaciones naturales de una extremidad protésica, mediante el uso del mapa del cuerpo preservado.
Nuestros resultados muestran que nuestros cerebros tienen un modelo resistente del cuerpo que mantiene las representaciones, incluso cuando se pierde la entrada sensorial. Para los amputados, esto significa que la extremidad faltante sigue viviendo en el cerebro, a veces como una fuente de incomodidad, pero también como un recurso para las futuras tecnologías.
Malgorzata szymanskaCandidato a doctorado, cognición y ciencia del cerebro, Universidad de Cambridge y Cazador schoneInvestigador postdoctoral, Universidad de Pittsburgh
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