PTDC0036

DRAŻNIENIE PRĄDEM ELEKTRYCZNYM dwóch różnych miejsc (kropki) wywołuje u-czucie bólu w fantomowej ręce. Drażnienie kikuta wywołuje wrażenie, że prąd przeskakuje z palca na palec. Drażnienie prawego ucha powoduje, że fantomowy łokieć odczuwa ciepło i pulsowanie, które schodzi do fantomowego nadgarstka i kciuka. (Obserwacje autora i Joela Katza z University of Toronto.)

nym z nich jest oczywiście klasyczna droga czuciowa, biegnąca przez wzgórze do czuciowych okolic kory mózgowej.

Drugi system musi zawierać drogi prowadzące przez twór siatkowaty pnia mózgu do układu limbicznego, odgrywającego istotną rolą w procesach emoq'i i motywacji. Uwzględniłem go po części dlatego, że jak wynika z moich obserwacji i z doniesień innych autorów, pacjenci z paraple-gią, spowodowaną pełnym uszkodzeniem w górnych odcinkach rdzenia, nadal traktują odnerwione dolne części ciała jako własne, a wrażenia fantomowe opisują używając tych samych, emocjonalnie zabarwionych określeń, jakich używali przed urazem: „bolesne", „przyjemne" czy „meczące".

W skład ostatniego z systemów wchodzą obszary kory mózgowej istotne dla rozpoznawania siebie i do oceny sygnałów czuciowych. Zasadniczą częścią tego systemu jest płat ciemieniowy, który, jak wykazały badania ludzi z uszkodzeniami mózgu, jest niezbędny do rozpoznawania samego siebie.

Znane są przypadki, że pacjenci z jednostronnymi uszkodzeniami płata ciemieniowego wypychali jedną ze

swoich nóg ze szpitalnego łóżka, ponieważ byli przekonani, że należy ona do kogoś innego. Takie zachowanie wskazuje, że to właśnie uszkodzone pole korowe udzielało normalnie informacji mówiącej: „To jest moje ciało; to część mnie samego."

Uważam, że sygnały czuciowe, nadchodzące z różnych obszarów cia- ' ła, dążąc do mózgu przechodzą przez wszystkie trzy opisane systemy rów- j j nolegle. W miarę, jak sygnał jest analizowany, systemy te dzielą sic informacjami o nim i przetwarzają go w zintegrowany sygnał wyjściowy, który jest przesyłany do innych części mózgu. W nie znanym dotąd miejscu mózgu ten sygnał wyjściowy zostaje odpowiednio przetworzony w świadomą percepcję.

W rzeczywistości przedstawiony proces ma prawdopodobnie znacznie bardziej dynamiczny przebieg niż zostało to opisane. Zgodnie z założeniami proponowanego przeze mnie modelu, matryca neuronalna dokonując analizy informacji czuciowej odciska na sygnale wyjściowym swój charakterystyczny neuro-podpis. Tak opracowany sygnał wyjściowy niesie więc ze sobą informację o wejściowym bodźcu czuciowym, jak również przeświadczenie, o że odbierane wrażenie dotyczy własnego ciała. Taki podpis neuronalny porównać można do głównego tematu utworu symfonicznego. Wspólne brzmienie zmienia się, kiedy różne instrumenty grają własne partie (sygnały wejściowe), ale kształt utworu określony jest głównym tematem (podpisem neuronalnym), który nadaje mu ciągłość nawet wówczas, gdy zmieniają się szczegóły interpretacji.

Specyficzny neuropodpis każdej osoby mógłby być zdeterminowany systemem połączeń między neuronami w obrębie neuromatrycy — może zależeć od połączeń poszczególnych neuronów oraz od rodzaju, liczby i siły synaps. Czytelnicy, którym nieobca jest wiedza na temat neurofizjologii, zauważą podobieństwa między neu-romatrycą a pojęciem zespołów komórek nerwowych zaproponowanym dawno temu przez Donalda O. Hebba z McGill University. Hebb uważał, że jeśli bodziec czuciowy pobudza w mózgu równocześnie dwie komórki, to synapsy między tymi komórkami tworzą silniejsze połączenie. Ostatecznie proces ten prowadzi do powstania całych zespołów połączonych neuronów, przy czym bodziec dochodzący do jednej części zespołu rozprzestrzenia się na pozostałe wchodzące w jego skład komórki położone nawet w odległych częściach mózgu.

Różnica pomiędzy koncepcją Hebba a moją polega na tym, że wyobrażam sobie matrycę neuronalną jako zespół, którego połączenia są pierwotnie określone nie przez doświadczenie, ale przez geny. Matryca ta może być potem modelowana przez doświadczenie, które dodawałoby lub usuwało, wzmacniało lub osłabiało istniejące połączenia synaptyczne. Na przykład doświadczenie umożliwiałoby matrycy neuronalnej przechowywanie pamięci bólu wywołanego raną zgorzelinową, co tłumaczyłoby powracanie podobnego bólu w kończynie fantomowej.

W przekonaniu, że neuromatryca jest w znacznym stopniu genetycznie zaprogramowana, utwierdzają mnie obserwacje własne i kolegów. Zetknęliśmy się z wieloma ludźmi, którzy urodzili się bez ręki lub nogi, a mimo to doznawali żywych wrażeń fantomowych. Inteligentny i poważny ośmioletni chłopiec, który urodził się z porażeniem obu nóg i prawej ręki od łokcia w dół, opowiadał na przykład, że kiedy dopasowuje łokieć do cylindrycznego uchwytu, umożliwiającego mu manipulowanie drążkiem kierującym wózkiem inwalidz-

78 Świat Nauki Czerwiec 1992