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.
Подавляющее большинство людей, которым была ампутирована конечность, продолжают ощущать её, и это ощущение абсолютно реальное, оно не является воспоминанием или воображаемой деформацией конечности. Бывает, человек начинает «сгибать» фантомные пальцы, порой даже чувствует, как «натирают» часы на запястье ампутированной руки, или пульсирующую боль от вросшего ногтя на ампутированной стопе. Поразительно ещё и то, что ощущение фантомной части тела может возникать у людей,
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.
родившихся без какой-либо конечности. Так что же вызывает ощущение фантомной конечности? Достоверность фантомных ощущений свидетельствует о том, что мозг конструирует некую схему тела. А поскольку такие ощущения могут наблюдаться, даже когда человек родился без какой-либо конечности, было выдвинуто предположение, что зачатки схемы тела уже заложены в мозге новорождённого. Однако главное отличие фантомных ощущений от ощущений целых конечностей до ампутации заключается в том, что большинство из них сопровождается фантомной болью. Но чтобы лучше понять феномен фантомных конечностей и фантомной боли, необходимо проследить всю цепочку сигналов, поступающих от конечности к головному мозгу.
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.
Наши конечности имеют множество чувствительных нейронов, которые отвечают за весь комплекс ощущений: от осязания через кончики пальцев до ориентации тела в пространстве. Чувствительные нейроны осуществляют передачу возбуждения сначала в спинной, а затем и в головной мозг. Однако бо́льшая часть нейронной сети находится за пределами конечности и продолжает функционировать даже после ампутации. В результате утраты конечности
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.
наблюдается перестройка нейронной сети на всех отрезках передачи сигнала. На месте ампутированной конечности происходит разрыв периферических нервов, нервная ткань утолщается, становится более чувствительной и посылает сигнал тревоги в ответ на малейшее прикосновение. В нормальных условиях задние рога спинного мозга подавляют эти сигналы. Но по неизвестным пока причинам после ампутации происходит потеря тормозной функции заднего рога, и сигналы тревоги только усиливаются.
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.
Достигнув спинного мозга, сенсорные сигналы продолжают путь в головной мозг. Там они обрабатываются соматосенсорной корой, в которой заложена информация о схеме тела. В этой схеме значительную долю занимают чувствительные участки тела, например, губы и руки, содержащие множество нервных окончаний. Кортикальный гомункулус — это модель человеческого тела, пропорции которой определяются размером частей тела в зависимости от их представленности в коре головного мозга. При этом доля коры, ассоциирующаяся с определённой частью тела, может расти или уменьшаться в зависимости от того, сколько сенсорной информации поступает в головной мозг из этого органа. Например, размер левой руки больше в гомункулусе скрипачей, чем у тех, кто не играет на скрипке. Доля представленного органа в коре головного мозга может увеличиться и в том случае, если орган травмирован, — ощущение обостряется, чтобы предупредить нас об опасности. Увеличение области, отвечающей за определённый орган, скорее всего, вызывает фантомную боль. Вероятно, именно благодаря карте коры головного мозга люди, которым были ампутированы части тела, продолжают ощущать отсутствующие конечности, ведь в мозге остаётся область, отвечающая за эту конечность. Со временем эта область, связанная с ампутированной конечностью,
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.
может уменьшиться, а вместе с ней — и фантомный орган. Однако ощущения фантомных конечностей не всегда исчезают сами по себе. Лечение фантомной боли обычно требует комплексного подхода, сочетающего физиотерапию, болеутоляющие препараты, протезирование и время. Эффективным методом лечения является зеркальная терапия, в ходе которой больной учится «разрабатывать» парализованную в его мозге фантомную конечность, и боль уменьшается. Пациент «помещает» фантомную конечность в ящик, находящийся за зеркалом, а здоровую конечность кладёт перед зеркалом. Таким образом мозг начинает как бы видеть фантомную конечность, а не просто ощущать её. Чтобы приблизить эффект зеркальной терапии к более естетвенным условиям, сегодня разрабатываются программы виртуальной реальности. Ношение протезов также помогает снять боль. Многие пациенты жалуются на боль, только когда снимают протезы перед сном. Фантомные ощущения, в свою очередь, помогают пациентам воспринять протезы как часть собственного тела
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.
и совершать более интуитивные движения. Остаётся много вопросов о фантомных конечностях: например, почему некоторые пациенты не испытывают характерной фантомной боли после ампутации, а другие не ощущают фантомных конечностей в принципе. Дальнейшее исследование фантомных конечностей будет актуально не только для людей с ампутированными конечностями. Разобравшись в причинах фантомных проявлений, мы сможем лучше понять влияние головного мозга на повседневное восприятие нами окружающего мира. Такие явления прежде всего свидетельствуют о том, что воспринимаемая нами реальность очень субъективна.