Viele Menschen, die eine Gliedmaße verloren haben, können diese noch fühlen, nicht als Erinnerung oder Kontur, sondern mit lebensechten Details. Sie können ihre Phantomfinger beugen und fühlen manchmal sogar das Uhrenarmband oder das Pochen eines eingewachsenen Fußnagels. Es verblüfft, dass auch manche Menschen, denen bei Geburt eine Gliedmaße fehlte, Phantomempfindungen berichten.
The vast majority of people who’ve lost a limb can still feel it— not as a memory or vague shape, but in complete lifelike detail. They can flex their phantom fingers and sometimes even feel the chafe of a watchband or the throb of an ingrown toenail. And astonishingly enough, occasionally even people born without a limb can feel a phantom.
Was verursacht Phantomempfindungen? Vermutlich entstehen sie dadurch, dass eine Körper-Landkarte in unserem Gehirn existiert. Die Tatsache, dass Menschen, die ohne eine Gliedmaße geboren werden, diese trotzdem fühlen, deutet darauf hin, dass bei der Geburt eine solche Landkarte angelegt ist. Aber Phantomglieder unterscheiden sich von ihren Vorgängern aus Fleisch und Blut, da sie meist Schmerzen erzeugen. Um Phantomglieder und Phantomschmerz zu verstehen, muss der Weg von der Extremität zum Gehirn verfolgt werden.
So what causes phantom limb sensations? The accuracy of these apparitions suggests that we have a map of the body in our brains. And the fact that it’s possible for someone who’s never had a limb to feel one implies we are born with at least the beginnings of this map. But one thing sets the phantoms that appear after amputation apart from their flesh and blood predecessors: the vast majority of them are painful. To fully understand phantom limbs and phantom pain, we have to consider the entire pathway from limb to brain.
Durch unsere Glieder laufen sehr viele sensorische Neurone, die uns Fingerspitzengefühl geben und auch das Verständnis für die Lage unseres Körpers im Raum. Diese sensorische Information wird über neuronale Bahnen durch das Rückenmark zum Gehirn geleitet. Eine lange Strecke bis zum Gehirn liegt außerhalb der Extremität, deshalb existiert ein großer Teil davon auch noch nach der Amputation. Jedoch verändert der Verlust eines Gliedes die Signalübertragung zum Gehirn.
Our limbs are full of sensory neurons responsible for everything from the textures we feel with our fingertips to our understanding of where our bodies are in space. Neural pathways carry this sensory input through the spinal cord and up to the brain. Since so much of this path lies outside the limb itself, most of it remains behind after an amputation. But the loss of a limb alters the way signals travel at every step of the pathway.
Am Amputationsort werden durchtrennte Nervenenden häufig dicker und sensibler, wodurch sie schon bei leichtem Druck Notsignale senden. Unter normalen Umständen würde eine Signalhemmung im Hinterhorn des Rückenmarks stattfinden. Unbekannt ist jedoch, warum nach einer Amputation die Hemmung des Hinterhorns fehlt, was zur Signalverstärkung führen kann.
At the site of an amputation, severed nerve endings can thicken and become more sensitive, transmitting distress signals even in response to mild pressure. Under normal circumstances, these signals would be curtailed in the dorsal horn of the spinal cord. For reasons we don’t fully understand, after an amputation, there is a loss of this inhibitory control in the dorsal horn, and signals can intensify.
Die sensorischen Signale erreichen durch das Rückenmark das Gehirn. Dort werden sie vom somato- sensorischen Cortex verarbeitet. Der ganze Körper ist in diesem Cortex abgebildet. Die sensiblen Körperteile mit vielen Nervenenden, wie z.B. Lippen und Hände, beanspruchen die größten Flächen. Der Homunculus ist eine Abbildung des menschlichen Körpers, dargestellt im Größenverhältnis der Inanspruchnahme des Cortex. Der Cortex-Anteil für eine Körperregion kann größer oder kleiner werden, was vom sensorischen Input aus dieser Körperregion abhängt. Zum Beispiel ist die linke Hand eines Geigenspielers größer als bei einem Nicht-Geigenspieler. Der Cortex-Anteil vergrößert sich auch bei Verletzungen eines Körperteils, um die Wachsamkeit für Gefahr zu steigern. Dieser vergrößerte Cortex-Anteil kann zu Phantom-Schmerzen führen. Die cortikale Karte ist wahrscheinlich auch dafür verantwortlich, dass ein amputiertes Körperteil immernoch gefühlt wird, weil der betreffende Cortex-Anteil noch existiert. Später kann der Anteil schrumpfen, und damit auch der Phantomschmerz.
Once they pass through the spinal cord, sensory signals reach the brain. There, the somatosensory cortex processes them. The entire body is mapped in this cortex. Sensitive body parts with many nerve endings, like the lips and hands, are represented by the largest areas. The cortical homunculus is a model of the human body with proportions based on the size of each body part’s representation in the cortex, The amount of cortex devoted to a specific body part can grow or shrink based on how much sensory input the brain receives from that body part. For example, representation of the left hand is larger in violinists than in non-violinists. The brain also increases cortical representation when a body part is injured in order to heighten sensations that alert us to danger. This increased representation can lead to phantom pain. The cortical map is also most likely responsible for the feeling of body parts that are no longer there, because they still have representation in the brain. Over time, this representation may shrink and the phantom limb may shrink with it.
Aber die Phantome bleiben oft bestehen. Die Phantombehandlung war bisher eine Kombination von Physiotherapie, Schmerzmitteln, Prothesen und Zeit. Die neue Spiegelkasten-Therapie vergrößert den Bewegungsbereich und reduziert den Phantomschmerz. Der Patient legt das Phantom-Glied in eine Box hinter einen Spiegel und das intakte Glied vor den Spiegel. So wird das Hirn ausgetrickst, denn jetzt sieht es auch das Phantom, anstatt es nur zu fühlen. Wissenschaftler entwickeln jetzt Virtual-Reality-Therapien, welche die Spiegel-Therapie lebensechter darstellen. Prothesen wirken ähnlich, denn viele Patienten berichten von Schmerzen nach dem Entfernen der Prothese. Phantome helfen dem Patienten dabei, die Prothese als eigenes Körperteil zu akzeptieren und sie intuitiv zu benutzen.
But phantom limb sensations don’t necessarily disappear on their own. Treatment for phantom pain usually requires a combination of physical therapy, medications for pain management, prosthetics, and time. A technique called mirror box therapy can be very helpful in developing the range of motion and reducing pain in the phantom limb. The patient places the phantom limb into a box behind a mirror and the intact limb in front of the mirror. This tricks the brain into seeing the phantom rather than just feeling it. Scientists are developing virtual reality treatments that make the experience of mirror box therapy even more lifelike. Prosthetics can also create a similar effect— many patients report pain primarily when they remove their prosthetics at night. And phantom limbs may in turn help patients conceptualize prosthetics as extensions of their bodies and manipulate them intuitively.
Es gibt noch viele Fragen bezüglich der Phantome. Ungelöst bleiben die Fragen, warum einige Amputationspatienten keine Schmerzen fühlen, und einige auch überhaupt keine Phantomempfindungen haben. Die weitere Forschung zu Phantomgliedern ist nicht nur für Betroffene bedeutsam. Ein tieferes Verständnis der Phantome liefert Erkenntnisse über unsere täglichen Hirnleistungen und wie wir dadurch die Welt wahrnehmen. Das erinnert uns daran, dass unsere erlebte Wirklichkeit tatsächlich subjektiv ist.
There are still many questions about phantom limbs. We don’t know why some amputees escape the pain typically associated with these apparitions, or why some don’t have phantoms at all. And further research into phantom limbs isn’t just applicable to the people who experience them. A deeper understanding of these apparitions will give us insight into the work our brains do every day to build the world as we perceive it. They’re an important reminder that the realities we experience are, in fact, subjective.