如果您失去了手臂,您的大脑会发生什么?

                                                                       

关键点

  • 是指大脑根据新需求或约束而快速变化的能力.
  • 在将手臂放入铸件后的几天内,大脑的运动区域开始变化.
  • 废弃的大脑区域自发发送信号以保持活动状态或开发新功能.

我最近读过的最有趣的文章之一,研究了几周后对人的主导臂施加了对大脑运动功能的短期影响.

这项研究由圣路易斯华盛顿大学的研究人员领导,题为"废弃的人脑回路中的可塑性和自发活动脉冲",使用了密集采样方法(Newbold等,2020).

这意味着,研究人员在两个月的过程中,每天收集了只有三名志愿者参与者的每日脑部扫描,而不是对许多人进行一次或两个脑部扫描,而是收集了每天的脑部扫描(每位参与者42-64次脑部扫描) .为了欣赏本研究所需的大规模投资,典型的神经影像学研究仅扫描参与者一次,中位样本量为25,每次MRI扫描的成本为500美元以上(Marek等人,2022年). (另外,说服人们将手臂绑起来两个星期!)

)

在施放参与者的手臂之前,两周的平均运动是使用参与者在研究期间穿着的加速度计捕获的.研究人员还测量了参与者在铸造前两周的握力,精细的运动控制能力和基线大脑活动.

每个参与者的主要臂施放了两周,在此期间,铸造手臂的运动降低了41-55%,非优势臂的运动增加了15-24%.在铸造后的两天内,脑部扫描显示,体体皮层和小脑的功能连通性显着降低,大脑的区域是过程运动,精细的运动控制和平衡.

功能连接性(FC)测量给定大脑区域与其他大脑的交流多少.根据特定参与者和大脑子区域,功能连通性在7%和86%之间降低.

FC中最大的下降是在左躯体运动皮层之间,该皮层控制右臂的运动功能和感觉(所有参与者的主要和铸造臂)和控制左臂的右体躯体皮层.这些区域通常高度相互连接,以协调双手之间的精细运动控制,但是在施放优势臂时,足球会大幅下降.换句话说,使用或丢失它!

删除演员阵容时,参与者在主导手中的抓地力下降了27-42%,精细的运动技能降低了12-29%.有趣的是,尽管使用量增加了,但在非主导手中的握力强度或精细的运动技能并没有提高.在三天内,所有运动区域的大脑活动都恢复正常.在两周内,精细的运动技能和握力恢复正常.

这些结果是大脑可塑性的经典演示:随着环境或行为的变化,大脑的能力灵活而迅速地变化.每个人都期望在铸造期间降低电动机功能,并在卸下铸件后恢复正常.但是另一组发现是完全出乎意料的.

左半球的两个区域与大脑的其余部分,体育体皮层和小脑相互降低,彼此之间增加了大脑,体体皮层和小脑会增加,并开始迅速发射.在铸造期间,研究人员指出,这些区域中脑活动的"自发脉冲",其幅度高于典型的背景大脑活性.他们看起来不像典型的电机信号.

研究人员称这些信号"废除脉冲",并认为它们可能是一种保护机制.无用的大脑区域并没有放弃和萎缩,而是决定团结起来并自发开火.这是两个目的之一.他们要么旨在使这些地区保持活跃和健康(例如运动),以便一旦再次使用这些大脑区域,就可以轻松地恢复正常功能.或者,这可能是试图进行分配化的活动的开始 - 如果左运动皮层无法再控制右手,也许它会找到一个新功能.

无论哪种方式,下次您发现自己绑定时,大脑可塑性都会帮助您.

参考

Marek,S.,Tervo-Clemmens,B.,Calabro,F.J.,Montez,D.F.,Kay,B.P.,Hatoum,A.S.,Donohue,M.R.,M.R.,Foran,W.,Miller,R.L. S.M.,Kandala,S.,Feczko,E.,Miranda-Dominguez,O. (2022).可再现的脑范围协会研究需要数千个人.自然,603(7902),654–660. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04492-9

Newbold,D.J.,Laumann,T.O.,Hoyt,C.R.,Hampton,J.M.,Montez,D.F.,Raut,R.V.,Ortega,M.,Mitra,M.,Mitra,A.,Nielsen,A.N. Nguyen,A.L.,Scheidter,K.M.,Tanenbaum,A.B.,Van,A.N.,Marek,S.,Schlaggar,B.L.,Carter,A.R.废弃的人脑回路中的可塑性和自发活性脉冲. Neuron,107(3),580–589.e6. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.05.007

                       

大众心理健康网(www.dzxl120.com)
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