截肢后,初级体感皮层 (S1) 中代表缺失手的区域失去了其主要输入,导致 S1 身体图的边界发生变化。这种重新映射过程被称为“重组”,并归因于多种机制,包括先前被屏蔽的输入的表达增加。在适应不良的可塑性模型中,这种重组与幻肢痛 (PLP) 有关。与幻肢运动相关的大脑活动也与 PLP 相关,这表明保留的肢体功能表征可能起到补充作用。在这里,我们根据人类神经成像,回顾了一些关于截肢后大脑 (重新) 组织的潜在驱动因素和后果的最新证据。我们强调了与截肢相关的其他感知和行为因素,例如无痛幻肢感觉、感知到的肢体所有权、完整的手补偿行为或假肢使用,这些因素也与皮质变化和 PLP 有关。我们还讨论了基于旨在改变幻肢大脑表征的干预措施的新发现,包括增强/虚拟现实应用和脑机接口。这些研究指出,感觉变化与涉及身体表征、疼痛处理和运动控制的大脑区域的变化密切相关。最后,我们回顾了基于方法学进展的最新证据,例如高场神经成像和多变量技术,这些技术为探究缺失手部皮质区域中的体感表征提供了新的机会。总的来说,这项研究强调了需要考虑除 S1 重新映射之外的其他大脑机制的潜在贡献,以及情境因素与大脑变化的动态相互作用,以理解和缓解 PLP。
摘要:目的。控制假肢的主要挑战是设备与使用者幻肢之间的通信。我们展示了通过有针对性的经皮神经电刺激 (tTENS) 增强截肢者幻肢感知和改善运动解码的能力。方法。对四名截肢参与者进行了经皮神经刺激实验,以绘制幻肢感知。我们在截肢者接受感官刺激之前和之后测量了幻肢运动过程中的肌电信号。使用脑电图 (EEG) 监测,我们测量了幻肢运动和刺激过程中感觉运动区域的神经活动。对于一名参与者,我们还跟踪了 2 年内的感官映射和 1 年内的运动解码表现。主要结果。结果显示,由于感官刺激,截肢者感知和移动幻肢手的能力有所提高,从而改善了运动解码。在对一名截肢者进行的扩展研究中,我们发现感觉映射在 2 年内保持稳定。值得注意的是,感觉刺激可改善 28 天内的运动解码,而表现在 1 年内保持稳定。从脑电图中,我们观察到感觉运动整合的皮质相关性和由于幻肢感知增强而增加的运动相关神经活动。31 意义。这项研究表明,幻肢感知会影响假肢控制,并且可以从有针对性的神经刺激中受益。这些发现对于改善假肢的可用性和功能具有重要意义,因为幻肢的感觉增强了。34