Co się dzieje, gdy złamiemy rękę? To mózg “wyłącza” ją z użycia

Co się dzieje, gdy złamiemy rękę i mamy założony gips? Musimy szybko odnaleźć się w nowej sytuacji, chwilowo funkcjonując tylko z jedną górną kończyną. Ale jak to zrobić, gdy z dnia na dzień musimy np. nauczyć się jeść lewą ręką? We wszystkim pomaga nasz mózg.
Złamana ręka to nic przyjemnego, ale nasz mózg pomaga odnaleźć się w tej sytuacji /Fot. Pixabay
Złamana ręka to nic przyjemnego, ale nasz mózg pomaga odnaleźć się w tej sytuacji /Fot. Pixabay

Mózg dysponuje spektakularnymi zdolnościami. Potrafi krótkoterminowo przekierować funkcje motoryczne, gdy złamiemy rękę i na dominujące ramię mamy zakładany gips. Naukowcy z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w St. Louis postanowili sprawdzić, co dokładnie dzieje się w takich okolicznościach, a szczegóły opisali w czasopiśmie Neuron.

Potęga neuroplastyczności

Naukowcy postanowili sprawdzić, jakie zmiany zachodzą w mózgu trzech ochotników, którym na jakiś czas “wyłączyli” z ruchu dominujące ramię (zakładając gips). Na początku odtworzono średni ruch obu ramion za pomocą akcelerometrów, które uczestnicy badania nosili przez cały czas. Zmierzono także siłę chwytu, zdolność do kontrolowania drobnych ruchów oraz podstawową aktywność neurologiczną.

Czytaj też: Terapia genowa “obudziła” ważne funkcje w mózgu. Czy osoby ze ślepotą barw czeka już kolorowa przyszłość?

Każdemu uczestnikowi założono gips na dominujące ramię na okres dwóch tygodni. W tym czasie ruch unieruchomionego ramienia zmniejszył się o 41-55%, a ruch niedominującego ramienia zwiększył się o 15-24%. W ciągu dwóch dni po założeniu gipsu, skany mózgu wykazały znaczne zmniejszenie łączności funkcjonalnej w korze ruchowej (somatomotorycznej) i móżdżku – obszarach mózgu, które przetwarzają ruch, drobną kontrolę motoryczną i równowagę.

Dynamiczna łączność funkcjonalna mierzy stopień, w jakim dane obszary mózgu komunikują się ze sobą. W zależności od konkretnej osoby i podregionu mózgu, dynamiczna łączność funkcjonalna zmniejszyła się u badanych o 7 albo nawet 86%.

Największe spadki wystąpiły między lewą korą ruchową, która kontroluje funkcje motoryczne i czucie w prawym ramieniu (dominującym ramieniu wszystkich uczestników), a prawą korą ruchową, która kontroluje lewe ramię. Obszary te są normalnie dobrze połączone, aby koordynować drobną kontrolę motoryczną pomiędzy obiema rękami, ale podczas badania spadki były trudne do przeoczenia.

Po zdjęciu gipsu siła chwytu w dominującej ręce uczestników zmniejszyła się o 27-42%, a sprawność ruchowa o 12-29%. Co ciekawe, siła chwytu i sprawność ruchowa nie uległy poprawie w ręce niedominującej, pomimo zwiększonego użycia. W ciągu trzech dni aktywność mózgu we wszystkich obszarach motorycznych wróciła do normy, a w ciągu dwóch tygodni sprawność ruchowa i siła chwytu wróciły do normy.

Czytaj też: Głęboka stymulacja mózgu sposobem na zaburzenia odżywiania. Jeden implant, a efekty mówią same za siebie

Wyniki te to klasyczny przykład neuroplastyczności – zdolności mózgu do elastycznych i szybkich zmian w odpowiedzi na zmieniające sie warunki środowiskowe. Neuroplastyczność ma na celu tworzenie nowych połączeń w celu reorganizacji, adaptacji i samonaprawy połączeń. Jest to powszechna cecha neuronów, występująca we wszystkich częściach układu nerwowego.