Drummer Rick Allen telah mengatasi amputasi salah satu lengannya. Matt Becker / weatherman / wikipedia, CC BY-SA

Memahami bagaimana kerja otak manusia adalah salah satu tujuan sains yang paling penting. Dan salah satu langkah pertama untuk mengungkap rahasianya terletak pada bagaimana otak sebenarnya terorganisir. Pandangan kita saat ini kembali ke karya perintis oleh ahli bedah saraf Wilder Penfield di 1940, yang membentuk hubungan antara organisasi otak dan kemampuan kita untuk mengoperasikan tubuh kita.

Penfield secara elektrik merangsang area otak tertentu pasiennya dan memperhatikan bahwa mereka secara tidak sadar bergerak, atau melaporkan sensasi dari bagian tubuh tertentu sebagai responsnya. Ini adalah dasar bagi gagasan bahwa otak berisi peta tubuh, di mana daerah yang berbeda mengendalikan bagian tubuh yang berbeda. Tapi sekarang, hampir 80 tahun kemudian, sebuah studi baru menunjukkan sebuah gagasan alternatif.

Ada banyak cara untuk mempelajari hubungan antara organisasi otak dan fungsinya. Salah satunya adalah dengan mengamati respons otak terhadap perubahan fisik yang mendalam, seperti kehilangan bagian tubuh atau dilahirkan tanpa satu. Misalnya, apa yang terjadi pada daerah otak yang mengendalikan tangan begitu tangan sudah tidak ada lagi?

Ketika para ilmuwan pertama kali mulai mengeksplorasi pertanyaan ini, mereka mengamati bahwa area otak yang sebelumnya mewakili tangan mendapat "diambil alih" oleh daerah tetangga di otak. Dengan cara ini, otak akan melakukan reorganisasi melalui pertempuran untuk wilayah otak, dengan daerah tetangga yang menang mengklaim daerah tersebut untuk tujuan fungsionalnya sendiri.

Demikian pula, korteks yang tidak dihuni pada orang yang lahir tanpa sebuah tangan di mana masukan sensorik tidak hilang, namun tidak pernah benar-benar ada di tempat pertama, direkrut untuk mewakili lengan residu satu tangan. Sumber daya otak ekstra ini disarankan untuk mengizinkan satu tangan untuk memanfaatkan lengan residu mereka agar bisa menggantikan fungsi tangan yang hilang.

Namun, baru studi oleh rekan-rekan saya, yang diterbitkan dalam Current Biology, menyarankan satu handers menggunakan berbagai strategi kreatif untuk menyelesaikan tugas sehari-hari yang kompleks - melibatkan bagian tubuh yang dikendalikan oleh area otak yang tidak berada di dekat wilayah tangan yang hilang (lihat gambar). Hal ini membuat mereka mempertanyakan apakah reorganisasi otak benar-benar ditentukan oleh hubungan lingkungan di otak.

Percobaan

Para ilmuwan mempelajari 17 yang terlahir dengan satu tangan dan 24 dengan dua tangan. Peserta diminta untuk melakukan tugas di lab, mulai dari membungkus hadiah hingga membuka botol atau cucian lipat. Tugas yang tampaknya biasa ini sebenarnya membutuhkan koordinasi yang sangat besar antara kedua tangan kita, dan oleh karena itu menimbulkan tantangan terus menerus bagi orang-orang yang hanya memiliki satu tangan. Satu tangan berhasil menyelesaikan tugas dengan menggunakan beragam strategi kompensasi, mulai dari menggunakan kaki, bibir, prostesis atau lengan residual untuk melakukan tugas yang biasanya melibatkan dua tangan.

Karena tindakan ini termasuk bagian tubuh yang tidak semuanya dikendalikan oleh area yang dekat dengan yang mengendalikan tangan yang hilang, para ilmuwan ingin mengetahui apa yang terjadi di otak orang-orang yang luar biasa ini. Mereka meminta para peserta untuk melakukan gerakan sederhana dengan berbagai bagian tubuh ini dan melacak aktivitas otak mereka.

Fungsional MRI scan mengungkapkan bahwa representasi dari bagian tubuh yang berbeda digunakan untuk menggantikan fungsi tangan yang dipetakan tepat ke ruang kortikal yang akan mewakili tangan. Dengan kata lain, area otak yang seharusnya diwakili tangan digunakan untuk menopang bibir, kaki atau lengan.

Meskipun penelitian ini bukan yang pertama menunjukkan bagian tubuh yang menyerang wilayah korteks otak bagian tubuh yang berbeda, ini adalah yang pertama menunjukkan beberapa bagian tubuh yang mendapat manfaat dari area otak yang sama - terlepas dari apakah daerah ini dekat dengan masing-masing. lainnya di otak

Jadi sepertinya ada lebih banyak fleksibilitas di otak daripada yang kita duga sebelumnya, mengingat bahwa korteks yang tersedia dapat dialokasikan ke bagian tubuh yang memiliki fungsi tangan yang hilang.

Reorganisasi atau reorientasi?

Salah satu cara untuk memasukkan hasil ini ke dalam konteks adalah bertanya, bagaimana jika area tangan tidak mewakili area tangan per se, tapi hanya bagian otak yang bertanggung jawab atas fungsi yang biasanya dibawa oleh tangan itu?

Jika penafsiran ini benar, maka kita telah salah memahami organisasi otak karena didasarkan pada bagian tubuh dan bukan pada fungsi tubuh. Sementara spekulatif pada saat ini, sangat menarik untuk berpikir bahwa kita bisa salah dalam hal ini begitu lama.

Sama mengasyikkannya dengan gagasan ini, kita harus berhati-hati dan ingat bahwa ini masih merupakan teori kerja saat ini. Namun, mengikatkan bersama senar penemuan ini memiliki implikasi penting. Tidak hanya akan membantu kita menulis ulang teori organisasi otak, ini akan memberi tahu kita bagaimana kita bisa memanfaatkan reorganisasi otak untuk membuat antarmuka yang lebih baik antara otak dan teknologi bantu dan bahkan augmentatif.

Memang, jika otak bisa memanfaatkan wilayah tangan yang hilang untuk mewakili banyak bagian tubuh lainnya, mungkinkah itu juga digunakan untuk mewakili dan mengendalikan bagian tubuh buatan seperti lengan palsu?

Tentang Penulis

Rebecca Nutbrown, PhD Kandidat dalam Neuroscience, UCL

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait:

at

Terimakasih telah berkunjung InnerSelf.com, dimana ada 20,000 + artikel yang mengubah hidup yang mempromosikan "Sikap Baru dan Kemungkinan Baru". Semua artikel diterjemahkan ke dalam 30+ bahasa. Berlangganan ke Majalah InnerSelf, diterbitkan mingguan, dan Inspirasi Harian Marie T Russell. Innerself Majalah telah diterbitkan sejak tahun 1985.