علوم اعصاب پروس؛ اندام‌های خیالی و درد خیالی

آینده‌نگاران مغز: «ما مغز را می‌شناسیم، تا آینده را بسازیم.»

کتاب «علوم اعصاب» اثر پروس و همکاران به‌عنوان یکی از جامع‌ترین و معتبرترین منابع در حوزه علوم اعصاب، همچنان مرجع کلیدی برای درک پیچیدگی‌های مغز و سیستم عصبی است. این اثر با بهره‌گیری از تازه‌ترین پژوهش‌ها و توضیحات دقیق درباره سازوکارهای عصبی، پلی میان دانش پایه علوم اعصاب و کاربردهای بالینی ایجاد می‌کند و نقشی بی‌بدیل در آموزش، پژوهش و ارتقای دانش مغز و اعصاب ایفا می‌نماید.

ترجمه دقیق و علمی این شاهکار توسط برند علمی «آینده‌نگاران مغز» به مدیریت داریوش طاهری، دسترسی فارسی‌زبانان به مرزهای نوین دانش علوم اعصاب را ممکن ساخته و رسالتی علمی برای ارتقای آموزش، فهم عمیق‌تر عملکرد مغز و سیستم عصبی و توسعه روش‌های نوین در حوزه سلامت عصبی فراهم آورده است.

» کتاب علوم اعصاب پروس

» » فصل ۱۰: درد؛ قسمت هفتم

» Neuroscience; Dale Purves, et al. 

»» Chapter 10: Pain

در حال ویرایش

CLINICAL APPLICATIONS

Phantom Limbs and Phantom Pain

Following the amputation of an extremity, nearly all patients have an illusion that the missing limb is still present. Although this illusion usually diminishes over time, it persists in some degree throughout the amputee’s life and can often be reactivated by injury to the stump or other perturbations; in some persons, the perceptions may even increase over time. Such phantom sensations are not limited to amputated limbs; phantom breasts following mastectomy, phantom genitalia following castration, and phantoms of the entire lower body following spinal cord transection have all been reported (Figure A). Phantoms are also common after local nerve block for surgery. During recovery from brachial plexus anesthesia, for example, it is not unusual for the patient to experience a phantom arm, perceived as whole and intact, but displaced from the real arm. When the real arm is viewed, the phantom appears to “jump into” the arm and may emerge and reenter intermittently as the anesthesia wears off. These sensory phantoms demonstrate that the central machinery for processing somatosensory information is not idle in the absence peripheral stimuli; apparently, the central sensory processing apparatus continues to operate independently of the periphery, giving rise to these bizarre sensations.

کاربردهای بالینی

اندام‌های خیالی و درد خیالی

پس از قطع عضو، تقریباً همه بیماران این توهم را دارند که اندام از دست رفته هنوز وجود دارد. اگرچه این توهم معمولاً با گذشت زمان کاهش می‌یابد، اما تا حدی در طول زندگی فرد قطع عضو ادامه می‌یابد و اغلب می‌تواند با آسیب به ریشه یا سایر اختلالات دوباره فعال شود. در برخی افراد، این ادراکات حتی ممکن است با گذشت زمان افزایش یابد. چنین احساسات خیالی محدود به اندام‌های قطع شده نیستند. سینه‌های خیالی پس از ماستکتومی، اندام تناسلی خیالی پس از اخته شدن و ارواح کل بدن تحتانی پس از قطع نخاع همگی گزارش شده‌اند (شکل A). ارواح همچنین پس از بلوک عصبی موضعی برای جراحی رایج هستند. به عنوان مثال، در طول بهبودی از بی‌حسی شبکه بازویی، غیرمعمول نیست که بیمار یک بازوی خیالی را تجربه کند که به صورت کامل و دست نخورده درک می‌شود، اما از بازوی واقعی جابجا شده است. وقتی بازوی واقعی مشاهده می‌شود، به نظر می‌رسد که شبح به داخل بازو می‌پرد و ممکن است با از بین رفتن اثر بی‌حسی، به طور متناوب ظاهر و دوباره وارد شود. این شبح‌های حسی نشان می‌دهند که دستگاه مرکزی پردازش اطلاعات حسی-پیکری در غیاب محرک‌های محیطی بیکار نمی‌ماند؛ ظاهراً دستگاه پردازش حسی مرکزی به طور مستقل از محیط به کار خود ادامه می‌دهد و باعث ایجاد این احساسات عجیب و غریب می‌شود.

Phantoms might simply be a curiosity or a provocative clue about higher order somatosensory processing-were it not for the fact that a substantial number of amputees also develop phantom pain. This common problem is usually described as a tingling or burning sensation in the missing part. Sometimes, however, the sensation becomes a more serious pain that patients find increasingly debilitating. Phantom pain is, in fact, one of the more common causes of chronic pain syndromes and can be extraordinarily difficult to treat. Because of the widespread nature of central pain processing, ablation of the spinothalamic tract, portions the thalamus, or even primary sensory cortex does not generally relieve the dis- comfort felt by these patients.

فانتوم‌ها ممکن است صرفاً یک کنجکاوی یا سرنخ تحریک‌آمیز در مورد پردازش حسی-پیکری سطح بالاتر باشند اگر این واقعیت وجود نداشت که تعداد قابل توجهی از افراد قطع عضو نیز دچار درد فانتوم می‌شوند. این مشکل رایج معمولاً به عنوان احساس سوزن سوزن شدن یا سوزش در قسمت از دست رفته توصیف می‌شود. با این حال، گاهی اوقات این احساس به درد جدی‌تری تبدیل می‌شود که بیماران آن را به طور فزاینده‌ای ناتوان‌کننده می‌دانند. درد فانتوم در واقع یکی از شایع‌ترین علل سندرم‌های درد مزمن است و می‌تواند درمان آن فوق‌العاده دشوار باشد. به دلیل ماهیت گسترده پردازش درد مرکزی، تخریب دستگاه اسپینوتالامیک، بخش‌هایی از تالاموس یا حتی قشر حسی اولیه عموماً ناراحتی احساس شده توسط این بیماران را تسکین نمی‌دهد.

(A) Drawings of phantom arms and legs, based on patients’ reports. The phantom is indicated by a dashed line, with the colored regions showing the most vividly experienced parts. Note that some phantoms are telescoped into the stump. (After Solonen, 1962.)

(A) ترسیم‌هایی از بازوها و پاهای خیالی، بر اساس گزارش‌های بیماران. اندام خیالی با خط‌چین مشخص شده است، و نواحی رنگی، بخش‌هایی را نشان می‌دهند که به‌صورت زنده‌تر و واضح‌تر تجربه می‌شوند. توجه کنید که در برخی موارد، اندام خیالی در داخل باقیماندهٔ اندام جمع یا فشرده شده است. (برگرفته از سولونن، ۱۹۶۲)

In recent years, it has become clearer that phantom sensations and phantom pain are likely a manifestation of maladaptive plasticity in neural circuits representing the sensation and actions of the body. Indeed, considerable functional reorganization of somatotopic maps in the primary somatosensory cortex occurs in individuals with limb loss and nerve injury. This reorganization starts immediately after an amputation and tends to evolve for several years. One of the effects of this process is that cortical neurons in affected regions acquire responses to previously silent inputs, typically mediated by long range horizontal connections that span functional domains in somatotopic maps, with the potential to sprout new axonal collaterals that reinforce these newly functional inputs. Consequently, somatotopic domains in the postcentral gyrus (and subcortical somatosensory centers) reorganize and neurons representing the missing or denervated body part begin responding to mechanical stimulation of other body parts. This is most common for body parts whose cortical representations are contiguous; thus, stimulation of the left side of the face, for example, can be experienced as if a missing left hand had been touched. Further evidence that the phenomenon of phantom limb is the result of a central representation is the experience of children born without limbs. Such individuals have rich phantom sensations, despite the fact that a limb never developed. This observation suggests that a full representation of the body exists independently of the peripheral elements that are mapped. Based on these results, Ronald Melzack proposed that the loss of a limb generates an internal mismatch between the brain’s representation of the body and the pattern of peripheral tactile input that reaches the neocortex. The consequence would be sensation that the missing body part is still present and functional.

در سال‌های اخیر، مشخص‌تر شده است که احساسات خیالی و درد خیالی احتمالاً نشانه‌ای از انعطاف‌پذیری ناسازگار در مدارهای عصبی هستند که نشان‌دهنده‌ی احساسات و اعمال بدن هستند. در واقع، سازماندهی مجدد عملکردی قابل توجهی از نقشه‌های سوماتوتوپیک در قشر سوماتوسنسوری اولیه در افراد مبتلا به قطع عضو و آسیب عصبی رخ می‌دهد. این سازماندهی مجدد بلافاصله پس از قطع عضو شروع می‌شود و تمایل دارد برای چندین سال تکامل یابد. یکی از اثرات این فرآیند این است که نورون‌های قشری در مناطق آسیب‌دیده، به ورودی‌های قبلاً خاموش پاسخ می‌دهند، که معمولاً توسط اتصالات افقی دوربرد که دامنه‌های عملکردی را در نقشه‌های سوماتوتوپیک در بر می‌گیرند، با پتانسیل جوانه زدن آکسون‌های جانبی جدید که این ورودی‌های عملکردی جدید را تقویت می‌کنند، انجام می‌شود. در نتیجه، دامنه‌های سوماتوتوپیک در شکنج پس‌مرکزی (و مراکز سوماتوسنسوری زیرقشری) دوباره سازماندهی می‌شوند و نورون‌هایی که نماینده‌ی قسمت از دست رفته یا عصب‌گیری نشده‌ی بدن هستند، شروع به پاسخ به تحریک مکانیکی سایر قسمت‌های بدن می‌کنند. این امر بیشتر برای قسمت‌هایی از بدن که نمایش‌های قشری آنها پیوسته است، رایج است. بنابراین، برای مثال، تحریک سمت چپ صورت می‌تواند طوری تجربه شود که انگار دست چپ از دست رفته لمس شده است. شواهد بیشتر مبنی بر اینکه پدیده اندام خیالی نتیجه یک بازنمایی مرکزی است، تجربه کودکانی است که بدون اندام متولد می‌شوند. چنین افرادی علیرغم این واقعیت که اندام هرگز رشد نکرده است، احساسات خیالی غنی دارند. این مشاهده نشان می‌دهد که بازنمایی کاملی از بدن مستقل از عناصر محیطی که نقشه‌برداری شده‌اند، وجود دارد. بر اساس این نتایج، رونالد ملزاک پیشنهاد کرد که از دست دادن یک اندام، یک عدم تطابق داخلی بین بازنمایی مغز از بدن و الگوی ورودی لمسی محیطی که به نئوکورتکس می‌رسد، ایجاد می‌کند. نتیجه این احساس خواهد بود که قسمت از دست رفته بدن هنوز وجود دارد و کار می‌کند.

Building upon this conceptualization of phantom pain, V. S. Ramachandran has shown that “mirror box” therapy offers a low-tech form of virtual reality that may produce relief for individuals with phantom pain from limb loss (Figure B). Ramachandran reasoned that vision might normalize aberrant somatosensory and motor signals related to the missing limb if a subject is given visual feedback consistent with the intended movements of the missing limb. Thus, subjects view an intact limb and its reflection, while “inserting” the phantom into the mirror reversed visual percept of the intact limb. For some patients at least, commanding symmetrical movements of the limbs in the mirror box gives rise to sensations of bilateral mobility with markedly diminished percepts of pain in the phantom.

با تکیه بر این مفهوم‌سازی از درد خیالی، وی. اس. راماچاندران نشان داده است که درمان «جعبه آینه» نوعی واقعیت مجازی با فناوری پایین ارائه می‌دهد که می‌تواند برای افراد مبتلا به درد خیالی ناشی از قطع عضو، تسکین ایجاد کند (شکل ب). راماچاندران استدلال کرد که اگر به فرد بازخورد بصری مطابق با حرکات مورد نظر اندام گمشده داده شود، بینایی ممکن است سیگنال‌های حسی-پیکری و حرکتی غیرطبیعی مربوط به اندام گمشده را عادی کند. بنابراین، افراد اندام سالم و انعکاس آن را مشاهده می‌کنند، در حالی که «فانتوم» را در آینه قرار می‌دهند، درک بصری اندام سالم معکوس می‌شود. حداقل برای برخی از بیماران، هدایت حرکات متقارن اندام‌ها در جعبه آینه باعث ایجاد احساس تحرک دو طرفه با کاهش قابل توجه درک درد در اندام خیالی می‌شود.

The success of this simple intervention raises the intriguing possibility that visualization and virtual or augmened reality might prove to be a powerful means for promoting adaptive plasticity and neurorehabilitation. More generally. it reinforces the perspective that sensory perception, including pain, is generated actively in the brain and that the sensory cortices are not simply passive recipients of peripheral signals.

موفقیت این مداخله ساده، این احتمال جذاب را مطرح می‌کند که تجسم و واقعیت مجازی یا افزوده ممکن است ابزاری قدرتمند برای ارتقای انعطاف‌پذیری تطبیقی ​​و توانبخشی عصبی باشند. به طور کلی، این امر این دیدگاه را تقویت می‌کند که ادراک حسی، از جمله درد، به طور فعال در مغز ایجاد می‌شود و قشرهای حسی صرفاً گیرنده‌های غیرفعال سیگنال‌های محیطی نیستند.

(B) Illustration of the mirror box designed by Ramachandran to relieve phantom pain with upper limb loss. The subject views his intact limb and its reflection in a mirror while commanding symmetrical movements of the remaining hand and the corresponding phantom. For some subjects, this experience immediately produces mobility of the phantom with a remarkable degree of relief from pain sensations.

(B) تصویر جعبه آینه‌ای که توسط راماچاندران برای تسکین درد فانتوم با قطع عضو فوقانی طراحی شده است. فرد در حالی که حرکات متقارن دست باقی مانده و فانتوم مربوطه را هدایت می‌کند، اندام سالم خود و انعکاس آن را در آینه مشاهده می‌کند. برای برخی از افراد، این تجربه بلافاصله باعث تحرک فانتوم با درجه قابل توجهی از تسکین احساس درد می‌شود.

» مجموعه پرسش‌های مباحث نوروآناتومی

» مجموعه پرسش‌های مباحث نوروبیولوژی

» مجموعه پرسش‌های مباحث نوروفیزیولوژی

» مجموعه پرسش‌های مباحث نوروفارماکولوژی

» آزمون‌های آنلاین مباحث نوروفیزیولوژی

» آزمون‌های آنلاین مباحث نوروفارماکولوژی

🚀 با ما همراه شوید!

تازه‌ترین مطالب و آموزش‌های مغز و اعصاب را از دست ندهید. با فالو کردن کانال تلگرام آینده‌نگاران مغز، از ما حمایت کنید!

🔗 دنبال کردن کانال تلگرام