Vědci z National Institutes of Health (NIH) a University College London provedli unikátní studii, která poprvé porovnala mozkovou aktivitu před amputací a opakovaně po ní – u lidí, kteří měli ruku amputovanou ze zdravotních důvodů. Studie zjistila, že oblast mozku odpovědná za prsty této ruky zůstává aktivní i po ztrátě končetiny, a to jak několik měsíců po operaci, tak i rok či více po ní.

Vědci použili funkční magnetickou rezonanci (fMRI), účastníci byli požádáni, aby hýbali prsty ruky nebo představovali si pohyb chybějící ruky, jak tomu bylo před amputací. Scany byly prováděny krátce před operací, po 3, 6 měsících a u některých dokonce i po 1,5 roku či více.

Podle tradičních teorií měla po amputaci nastat tzv. cortical remapping – sousední mozkové oblasti, například reprezentace rtů nebo ramene, měly přebírat část oblasti, kterou předtím obývaly neurony z ruky. Nový výzkum však nenalezl žádné přesvědčivé známky, že by se mapa ruky významně změnila; oblasti sousedící s rukou se nerozšiřovaly do oblasti sousedící s rukou se nerozšiřovaly ani po delší době.

Tento nález je významný i pro chápání fantomové bolesti – pocitů nebo bolestí v končetině, která už fyzicky není přítomna. Pokud mozek „nezapomíná“ mapu chybějící části těla, může to znamenat, že hlavní příčina bolesti není v průběžné přemapaci mozku, ale spíše v nefunkčních nervových spojích, nedostatečném senzoriálním vstupu nebo ve změnách periferní nervové soustavy, které mozek stále interpretuje jako signály z chybějící končetiny.

Výzkum také ukázal, že algoritmus strojového učení, natrénovaný na datech před amputací, dokázal rozpoznat pohyby jednotlivých prstů i po amputaci – což znamená, že mozková reprezentace prstů má detail, který přetrvává i bez fyzického těla.

Tyto výsledky mají důležité klinické důsledky. Mezi ně patří způsoby léčby fantomové bolesti, vývoj protéz a neuroprostetických zařízení, která by mohla lépe využít zachovaných mozkových map. Namísto snahy o rozsáhlé „přeškolení“ kortexu by terapie mohly směřovat k opětovnému navázání nervových spojení, stimulaci senzorických vstupů a lepší integraci protéz do tělesné percepce pacienta.

Samozřejmě, studie má omezení. Počet účastníků byl malý – jen tři lidé, kteří byli skenováni před a dlouho po amputaci. To brání většímu zobecnění výsledků. Různé typy amputací, různé umístění končetiny, délka času od amputace a individuální variace mohou ovlivnit, jak stabilní mapa těla zůstane. Také není jisté, jak se tyto nálezy projeví u lidí s jinými zdravotními stavy, například s chronickou fantomovou bolestí, která neustupuje běžnými metodami.

Přesto tento výzkum otevírá novou kapitolu v neurologii: místo toho, abychom považovali plastickou reorganizaci mozku za univerzální reakci na ztrátu končetiny, můžeme začít uvažovat o tom, že mozek uchovává mnohem více než jsme čekali. To znamená nové příležitosti pro vývoj protéz, které se přizpůsobují mozkové mapě, a léčebné postupy, které nevyžadují zásadní „učení od nuly“.