К механизму фантомных болей

 

Актуальность:

Больше десяти лет назад психологи обнаружили иллюзию, которая позволяет убедить человека в том, что резиновая рука является его собственной.

Этому эксперименту не так уж и много лет, всего десять. Данный эксперимент актуален. Потому что, если человечество раскроет тайну, которая на данный момент противоречит законам физиологии, то в будущем пациент (ампутант) сможет ощущать и управлять протезами, а выводы эксперимента могут использоваться для помощи людям с параличом в обучении работе с роботизированной рукой.

Цель исследования:

1.      Определить иллюзию восприятия

2.      Изучить возрастную особенность данной иллюзии

Задачи исследования:

1. Дать теоретическое обоснование темы, изучение научной литературы
2. Провести эксперимент с резиновой рукой
3. Сделать сравнительную характеристику между студентами и преподавателями для выявления возрастной особенности
4. Выяснить и обосновать, в каких случаях иллюзия не возникает

Основные атрибуты сознания человека — чувство единства разума и тела, то есть ощущение себя единой, неделимой личностью. Как же работает механизм отождествления разума с телом, которое он населяет? Иными словами, как наш мозг создает схему тела, давая нам ощущение физических границ собственной личности?

Мы все знаем, что все вышесказанное относится к одному из основных задач когнитивной нейронауки. Отсюда вопрос: каковы корреляции между физиологическими изменениями в мозге и изменениями в восприятии человеком собственного тела?

Фантомные конечности и связанные с ними фантомные боли ощущают около 98 % ампутантов. Природа данного феномена кроется в деятельности одной из вертикальных полос головного мозга, где находится так называемая соматосенсорная карта (карта Пенфилда). Этот участок мозга отвечает за сенсорные реакции разных частей тела. Удивительная вещь: у человека ампутирована рука или нога, а он продолжает чувствовать в них боль, как будто никакой операции и не было. Такая боль называется фантомной (от фр. fantome — призрак), или каузалгией. Фантомные боли в конечностях — один из наиболее загадочных феноменов в медицине. Простыми словами можно сказать, что это «БОЛЬ ИЗ НИОТКУДА». В целях определения иллюзий восприятия, мы провели эксперимент резиновой руки среди студентов.

Объект исследования:студенты Казахского национального медицинского университета (кол -во-73 чел) 1–5 курса — в возрасте от 17 до 25 лет.

Метод исследования – экспериментальный;

В чем заключается суть эксперимента?

Для этого опыта нужна резиновая рука или надутая резиновая перчатка, кусок картона и две кисточки. Поместите резиновую руку на стол перед собой, а свою руку спрячьте за картон. Попросите кого-то одновременно поглаживать настоящую и резиновую руку, используя одни и те же движения кисточками.

Через несколько минут у вас появится ощущение, будто искусственная рука стала вашей плотью. Если попросить другого человека ударить резиновую руку, человек почувствует беспокойство и боль, так как мозг убежден, что резиновая рука настоящая.

В ходе эксперимента данный опыт был проведен на 73 студентах. Все они были разделены на 3 экспериментальные группы. По разным группам были проведены разные опыты.

Во-первых, чтобы в дальнейшем дать конкретные выводы по эксперименту, мы должны были провести тот же эксперимент, как указано в научной литературе, публикациях и статьях.

Во-вторых, изучая научную литературу, публикации и статьи, можно встретить множество экспериментов, которые доказывают, когда данная иллюзия не возникает. Значит, при решении той или иной проблемы, касающейся данной гипотезы, мы должны учитывать и эти моменты.

Опыт № 1: Эксперимент резиновой руки как в инструкции.

В данном опыте участвовало 30 студентов. Стоит отметить, что в эксперименте один студент участвовал лишь один раз, не зная суть и ход эксперимента. Потому что, если бы студент знал ход событий, то результаты были бы не точными. К тому же мозг, зная истинную информацию, не дал бы реакции на иллюзию.

В итоге опыта из 30 участвовавших студентов 24 человека, то есть 80 %, ощутили боль при ударе на фантом. А остальные 20 % не ощутили боль и эффект собственности резиновой руки. (Иллюстрация № 1)

Рис. 1.

Как мы определили процентное соотношение? Конечно же, методом опроса. После проведения эксперимента, исследуемым было заданы следующие вопросы. (Таблица № 1)

 

Таблица 1

Итоги опроса среди студентов

Вопросы/ответы	Опыт № 1 (30 ст-в)	Опыт № 2 (22 ст-в)	Опыт № 3 (21 ст-в)
Почувствовали ли Вы третью руку? — да — нет	26 4	1 21	7 14
2. Ощутили ли Вы боль? — да — нет	24 6	2 20	5 16
3. Почувствовали ли Вы «резиновую руку» как свою собственную? — да — нет — другое	22 6 2	2 20 —	4 16 1
4. Что вы почувствовали при неожиданном ударе?          только боль (сильную)          только боль (умеренную)          боль и испуг          только испуг          ничего          другое	6 5 12 4 2 1	— 1 2 2 15 2	— 2 1 3 13 2
5. Каковы были Ваши действия при ударе?          крикнул(а)          резко убрал(а) собственную руку          ничего не делал(а)          другое	9 12 4 5	1 — 19 2	5 6 8 2

 

Опыт № 2: Эксперимент резиновой руки с асинхронным прикосновением и лежащей в «анатомически несоответствующей» позиции

В следующем опыте участвовали 22 студента. В итоге опыта двое из них, то есть всего лишь 9 %, ощутили боль при ударе на фантом. А остальные 91 % не ощутили боль и эффект собственности резиновой руки. Но в результате данного опыта можно увидеть, что около 23 % почувствовали боли, испуг, беспокойство при неожиданном ударе. Это связано с особенностями женского пола, так как они являются более эмоциональными, чем мужчины.

Опыт № 3: Эксперимент резиновой руки с расстоянием более 30 см.

В данном опыте участвовали студенты в количестве — 21. По итогам только 24 % (5 студентов) ощутили боль. Но если посмотреть на их действия при ударе, то можно увидеть, что 59 % исследуемых крикнули, резко убрали собственную руку. Это можно объяснить опять-таки особенностями женского пола. Половина исследуемых студентов были сконцентрированы на отвлекающем разговоре экспериментатора. Налицо фактор неожиданности.

Поставленная нами цель – определение иллюзий восприятия была достигнута. Большинство исследуемых ощутили боль, и нам удалось воспроизвести иллюзию.

Кроме того, мы изучали возрастные особенности данной иллюзии, так как возрастные особенности до сих пор мало изучены.

По данной тематике можно встретить статьи и научные публикации с результатами экспериментов, которые проводились с детьми. Анализируя данные, нам стало очень интересно узнать, есть ли разница между молодыми и взрослыми. И была поставлена задача составить сравнительную характеристику между группами.

По данной работе мы рассматривали 2 вопроса: у кого больше болевых ощущений после ампутации конечностей – у молодых или у людей преклонного возраста.

Дело в том, что если человеку в молодом возрасте сделают ампутацию, у него могут быть сильные фантомные боли за счет того, что у молодых хорошо развита нервная система. Лучше, чем у людей старческого возраста. То есть у молодых передача сигнала поступающего в мозг, происходит намного быстрее.

Второй момент заключается в том, что если человеку в преклонном возрасте сделают ампутацию, могут также проявиться сильные боли. Как говорилось ранее, мозг посылает сигнал конечности, мышцы движущейся конечности высылают обратный сигнал мозгу, а копия изначального сигнала посылается в центр формирования схемы тела для отслеживания этих движений. То есть чем больше у человека таких сигналов сохраняется, тем больше вероятность того, что именно у этого человека могут быть больше ощущений, чем у молодых.

Для выяснения этого факта нами проводились те же самые опыты, но уже с людьми преклонного возраста.

В целях определения возрастных особенностей мы провели эксперимент резиновой руки среди ППС.

Объект исследования:ППС Казахского Национального Медицинского Университета (кол-во – 21 чел.) — в возрасте от 50 и старше.

Метод исследования – экспериментальный;

Опыт № 1: Эксперимент резиновой руки как в инструкции.

В данном опыте участвовали 11 преподавателей. Стоит отметить, что в эксперименте один преподаватель участвовал лишь один раз, не зная суть и ход эксперимента.

В итоге опыта из 11 преподавателей у 7, то есть 64 %, ощутили боль при ударе на фантом. А остальные 36 % не ощутили боль и эффект собственности резиновой руки.

Опыт № 2: Эксперимент резиновой руки с асинхронным прикосновением и лежащей в «анатомически несоответствующей» позиции.

В следующем опыте участвовали 5 преподавателей. В итоге опыта из 5 преподавателя всего лишь один, то есть всего лишь 20 %, ощутил боль при ударе на фантом. А остальные 80 % не ощутили боль и эффект собственности резиновой руки.

Опыт № 3: Эксперимент резиновой руки с расстоянием более 30 см.

В данном опыте участвовали студенты в количестве — 5. По итогам из 5 человек только 20 % ощутили боль.

Заключение:

В ходе своей работы мы узнали о временных, пространственных и анатомических ограничениях. Так, иллюзия резиновой руки не возникает, если прикосновения к резиновой и реальной рукам асинхронны, а время между рассогласованными стимулами больше 300 мс. Иллюзия не формируется в том случае, если между резиновой и реальной рукой испытуемого слишком большое расстояние (более 27,5 см.). Ещё одним ограничением выступает расположение руки: если резиновая рука лежит в «анатомически несоответствующей» позиции, или, другими словами, в неестественной позе, то иллюзии не возникнет. Также было показано, что иллюзия не формируется, если в качестве замещающего конечность объекта выступает абстрактный предмет (например, деревянный брус).

Мы считаем актуальным проведение таких исследований потому, что когда-нибудь эти выводы смогут использоваться для улучшения ощущений от использования искусственных конечностей либо могут использоваться для помощи людям с параличом в обучении работе с роботизированной рукой. Это может иметь важное значение для разработки улучшенных протезов, где пациент может ощущать и управлять дополнительной роботизированной рукой. А также данные могут помочь в исследованиях механизма подачи боли, а именно фантомных болей.

А в ходе своего исследования можно увидеть основу данной работы:«То обстоятельство, что это работает, сообщает нам нечто очень серьезное о том, как работают наши системы восприятия информации».

О возрастных особенностях можно сказать, что гипотеза, которая выдвинута первой – более подходящая по результатам исследования. Но разница невелика. Конечно, я понимаю, что делать такие выводы очень рано, так как количество исследуемых недостаточно для серьезных выводов. И к тому же мы привлекали для эксперимента здоровых людей. Информация будет достоверной, если мы продолжим работу на фундаментальных результатах данного исследования на людях с ампутированными конечностями.

 

Литература:

 

1.      Нарышкин А. Г., Гурчин Ф. А., Самойлов К. А., Кирсанова Г. В., Василевская Л. С., Швец Я. М.: Патогенез фантомно-болевого синдрома и его лечение. Вестник хирургии им. И. И. Грекова, 1989, № 8.
2.      Воробейчик Я. М.: Изменения в рефлекторной сфере у больных с фантомно-болевым синдромом. Тезисы докладов 2-й конференции Российской Ассоциации по Изучению Боли, 12–15 сентября 1995 г..
3.      The illusion of owning a third arm. Guterstam A1, Petkova VI, Ehrsson HH. Brain, Body and Self Laboratory, Department of Neuroscience, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden. материалсpubmed.gov
4.      Осипова Н. А., Собченко Л. А. Постампутационный фантомный болевой синдром: медицинские и социальные проблемы // Анестезиология и реаниматология. 2011. No 6. С. 41–43.
5.      Рок И. Введение в зрительное восприятие. «Педагогика», Книга первая. Москва, 2000
6.      Кукушкин М. Л. Боль как самостоятельная форма болезни // Справочник врача общей практики. 2007. No 12. С. 28–29.
7.      Профессор Вилейанур С. Рамачандран Gifford Lectures на тему «Иллюзии и мозг» 2012 год.