被截肢者经常报告“幻肢”的现象，他们仍然可以感觉到手指，手，手臂，脚或腿的缺失，甚至 感到疼痛的地方曾经被截肢的部位。 到目前为止，科学对这一现象没有任何解释。
现在，使用超高分辨率成像，来自牛津大学的研究人员已经能够检查截肢者的大脑，看看他们的大脑在失去一只手臂后如何改变。 在这个细节层面上看到大脑已经第一次揭示了被截肢者的大脑保留了一个令人难以置信的详细的失踪手和个人手指的地图。 在脑中存在这个详细的手图 - 截肢后的几十年 - 可能是解释幻肢现象的一部分。
感官剥夺，例如在经历失明，耳聋或截肢的人中，长期以来一直是科学家研究大脑可塑性的有效途径。 首席研究员Sanne Kikkert和她的同事们一起 手和脑实验室 由副教授Tamar Makin领导，利用了幻肢现象的一个方面，截肢者不仅能感觉到失踪肢体的存在或感觉，而且还能自觉地“控制”他们的幻影手。 通过要求个人在扫描大脑的同时单独移动他们的幻影手指，可以详细地绘制幻像手在脑中的表示。
以前的研究表明 移动幻影手在截肢者的大脑中创造活动但是到现在为止，很难说这个活动真正代表什么。 例如，很难证明大脑活动表明存在缺失的手的地图，而不是由于截肢引起的一些异常活动。
Kikkert的研究显示，幻影手的活动模式包含“正常”手形表现的重要特征，例如手指相对于彼此的空间布局。 事实上，这个团队能够展示出双手参与者的对照样本中发现的幻影双手的手图。 考虑到抽样的被截肢者之前在25和31之间失去了双手，这是相当不可思议的。
脑成像揭示截肢者手中各个手指的详细地图（下图），与双手控制参与者的手图（顶部）相比，惊人的相似。 作者提供在他们的论文中， 发表在“eLife”杂志上，研究人员也能够反驳一些其他的更微不足道的解释幻想大脑活动。 他们表明，幻影手激活并不仅仅是由于截肢者残余肢体的肌肉或神经的激活。 例如，在截肢者失去了这些肌肉的情况下（由于肘部以上的截肢），或者由于神经损伤而无法向肢体发送或接收输入的手图保持不变。 然而，大脑保存的手图是否会引起幻觉肢体感觉，或者感觉本身是否保留了大脑中的手形图，这仍然是一个谜。
心灵如何看待身体
这些发现是令人兴奋的，因为它们与传统的智慧相比，如何产生和维持大脑中的感官体图。 这感觉地图被称为 体感homunculus （来自希腊语为“小人物”），由于其高度组织化的结构，它一直令科学家着迷。 有组织的，因为身体部位是以非常相似的方式放置在大脑中，如何在身体上：
描绘身体部位如何映射到大脑的“感官hom diagram”图（横截面图）。 OpenStax学院/赖斯大学CC BY长久以来，人们一直认为，这幅地图需要来自身体的持续不断的感官输入来维持其组织。 这个想法得到了大量的动物研究的支持，这种研究表明，当肢体被截肢时，身体附近肢体上的区域 侵犯并覆盖失踪人员的领土.
类似的重组已经记录在人类身上。 一个2013 根据一项研究， Tamar Makin及其同事表示，在截肢后剩下的手劫持了失踪手的大脑区域。 他们的研究还表明，这种接管与参与者使用自己的身体的方式有关：越多截肢者用余下的手完成日常活动，越多的手拿起失手的大脑资源，可能是为了支持过度使用完整的手。
Kikkert发现在大脑缺失的手部区域的截肢者组中也发生了类似的重组，以及详细的手图。 这意味着，截肢后不仅维持了这个大脑区域的原有功能，而且尽管也发生了重组，这似乎仍然存在 - 事实之前并未得到承认。
这可以用于为截肢者和残疾人士开发的一些相当惊人的技术：“神经假肢”是指 由大脑直接控制的假肢，通常通过电极植入皮层。 截肢后保存在大脑中的手图可以被利用来允许个人手指移动这些脑机接口。
正如团队的报告，他们的研究结果“重新揭示了一旦皮质领域的主要投入被消除后，皮质领域会发生什么问题”，并为我们所有人内部的矮人的深入解释提供了新的可能性。
关于作者
临床神经科学研究员Harriet Dempsey-Jones， 牛津大学
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