ليس خطأ ، ولكن ميزة: دراسة الحركة ونشاط الدماغ للشخص مع كثرة الأصابع

يمكن مقارنة جسم الإنسان بآلية معقدة للغاية تتكون من العديد من الأنظمة المنفصلة التي تعمل بطريقة منسقة وفي الوقت المناسب لضمان وظائف حيوية. يمكنك مقارنته ببرنامج يتكون من آلاف أسطر التعليمات البرمجية ، يؤدي كل منها وظائف معينة. لكن ، ولن يسمح لي المبرمجون بالكذب ، فغالبًا ما توجد أخطاء أو عدم دقة في الكود. يؤدي البعض إلى عدم تشغيل البرنامج أو وظائفه الفردية ، بينما يصبح البعض الآخر ميزة غير متوقعة تكمل البرنامج.

اليوم سوف نتعرف على دراسة قرر العلماء خلالها بالتفصيل دراسة المحركات والميكانيكا العصبية للشخص الذي يحتوي برنامجه على خط إضافي - إصبع سادس كامل على كل يد. هل يمكن اعتبار هذا الانحراف مفيدًا وظيفيًا ، هل يتمتع هؤلاء الأشخاص بمزايا في المهارات الحركية ، وما هي الأفكار التي كان لدى الباحثين في الأطراف الصناعية؟ سوف نجد إجابات لهذه الأسئلة في تقرير العلماء. دعنا نذهب.

أساس الدراسة

بادئ ذي بدء ، يجدر النظر لفترة وجيزة في ما هو متعدد الأصناف. كما فهمنا بالفعل ، فإن هذا المصطلح يعني وجود شخص أو حيوان في كثير من الأحيان (في الكلاب والقطط) في أصابع إضافية على يديه و / أو قدميه. هذا التشريح التشريحي وراثي. يولد حوالي 2 ٪ من الأطفال حديثي الولادة بإصبع إضافي ، 10 ٪ منهم لديهم إصبع إضافي على أطرافهم العليا. لقد وجد العلماء أن polydactyly يبدأ في التطور بنشاط خلال 4 أسابيع من تطور الجنين ، عندما يحدث نمو الأطراف النشطة. المصدر الرئيسي لل polydactyly هي الطفرات الوراثية. في الوقت الحالي ، هناك حوالي 39 طفرة من هذه الطفرات المرتبطة بتكوين أصابع إضافية. هناك أيضًا العديد من متلازمات اضطرابات الجهاز العضلي الهيكلي ، والتي تشمل أعراضها كثرة الأصابع.



تصنيف مبسط من polydactyly لديه 3 فئات رئيسية تبعا لموقع إصبع إضافي:

• شعاعي (preaxial): مضاعفة شرائح الإصبع الأول.
• المركزية: مضاعفة الأصابع الثانية أو الرابعة ؛
• الزندي (postaxial): مضاعفة الاصبع الخامس.

بالإضافة إلى الموقع ، يتم تقسيم polydactyly أيضًا إلى فئات وفقًا لبنية الأصابع / الأصابع الإضافية:

• النوع 1 متعدد الأصابع: أصابع إضافية بدائية وتتألف حصرا من الجلد.
• polydactyly النوع 2: أصابع إضافية هي فرع من الرئيسية ؛
• النوع 3: متعدد الأصابع ممتلئة (بنية العظام ، الأعصاب ، المفاصل ، تدفق الدم ، الجلد ، إلخ).

في الدراسة التي ندرسها اليوم ، شارك شخصان (شاب يبلغ من العمر 17 عامًا ووالدته البالغة من العمر 52 عامًا) والذين لديهم نوع متعدد الأصناف من النوع الثالث (6 أصابع كاملة على كلتا اليدين).

لقد طرح العلماء أنفسهم على عدد من الأسئلة التي لم يحاول أحد فعلاً إيجاد إجابات عليها من قبل: إلى أي مدى يستطيع الدماغ البشري التعامل مع أصابع إضافية ؛ ما إذا كان الإصبع الإضافي يعمل مع العضلات والأعصاب الأساسية أو يستخدمها بالكامل ؛ مدى استقلالية الإصبع الإضافي ؛ كيف يتفاعل جسم حامل الإصبع السادس مع نشاطه وهل هناك فائدة إضافية من الإصبع السادس؟ هناك العديد من الأسئلة ، لا توجد إجابات على الإطلاق ، ولكن ليس لفترة طويلة.


مظاهرة على يد رجل يبلغ من العمر 17 عامًا شارك في الدراسة.

بالنظر إلى المستقبل ، من الآمن أن نقول إن الدماغ والجهاز العصبي ككل يؤديان وظيفة ممتازة في إدارة 6 أطراف. بالإضافة إلى ذلك ، تسمح هذه الأصابع الإضافية لأصحابها بأداء مهام معينة بيد واحدة عندما يحتاج الشخص ذو 5 أصابع إلى اثنين ، واثنين عندما يحتاج الشخص ذو 5 أصابع إلى ثلاثة أيدي. بعبارة أخرى ، نظامنا العصبي ذكي للغاية ، عفوا عن المبالغة الجسيمة. يمكن لعقلنا التحكم في الأصابع الزائدة دون بذل مجهود كبير ، وهذا يقود العلماء إلى التفكير في الأطراف الاصطناعية التي تكمل الأطراف الكاملة. يبدو مستقبليًا جدًا ، ولكنه غريب بعض الشيء ، لكن لدى العلماء عددًا من الأدلة المادية على كل من قدرة الدماغ وفوائد الأصابع الإضافية.

نتائج البحوث

الصورة رقم 1: إصبع الشاب الإضافي بين الإبهام والسبابة.

بادئ ذي بدء ، قرر الباحثون معرفة أي العضلات والأعصاب تشارك في المهارات الحركية للإصبع السادس.

كما نرى في صورة اليد اليمنى ، يحتوي الإبهام على 2 من الكتائب ، والآخر خمسة وثلاثيات ( 1 أ ، 1 ب ). كما لوحظ أن تشريح أربعة أصابع (الفهرس والأصابع والخاتم والأصابع الصغيرة) للمشارك في الدراسة يشبه التشريح البشري دون كثرة الأصابع. الهياكل الوعائية والعصبية لإبهام المشارك هي نفسها كما في شخص دون كثرة الأصابع.

الاختلافات في مفاصل الإبهام. يتميز مفصل الإصبع الرسغي للإبهام بمظهر كروي ( 1d ) بثلاث درجات من الحرية ، بما في ذلك الالتواء ، بينما في الحالة المعتادة ، يكون مفصل الإصبع الرسغي للإبهام سرجًا لا يسمح بالتواء. الإصبع الإضافي (يشار إليه فيما يلي بـ PD) يحتوي على مفصل على شكل سرج ( 1e ) واثنين من أوتار المثنية الخارجية وجهاز الباسطة الداخلي ( 1c ) وأعصاب رقمية إضافية.

بتلخيص ، يتم التحكم في هذه اليد ذات الستة أصابع من قبل عضلات وأعصاب أكثر من اليد ذات الخمسة أصابع. أي أن الإصبع الإضافي قد "خصص" العضلات والأعصاب ، ولا يستخدم الأصابع الرئيسية المجاورة للتنقل.


الصورة رقم 2

علاوة على ذلك ، أجرى الباحثون تحليلًا للخصائص الميكانيكية الحيوية للأصابع باستخدام جهاز خاص يتيح للمرء تقييم قوة الضغط للإصبع ( 2 أ ).


إجراء اختبار قوة الإصبع.

أظهرت الاختبارات أن قوة جميع الأصابع في المشاركين ذوي الأصابع السادسة والخامسة متطابقة تقريبًا ( 2 ب ). تُظهر المخططات 2 ج مقارنة بين قوة أصابع الشخص مع 6 أصابع وشخص ذي خمسة أصابع. بالإضافة إلى إجمالي قوة وقوة الأصابع الفردية ، قام العلماء بتحليل مؤشر مثل الاعتماد المتبادل ، عندما يتصرف إصبع واحد تحت إشراف الآخر (جرب ثني إصبع الخاتم فقط ، وشاهد ما ستبدأ الأصابع الأخرى في الانحناء قليلاً). سمح لنا هذا الاختبار بتقييم درجة استقلالية الإصبع الإضافي ( 2d ). أظهر التحليل استقلالًا شبه كامل ، ولكن تم العثور على تعاون بسيط بين الإبهام والإبهام. أصابع أخرى لديها نفس الإدمان مثل الأشخاص الذين لديهم خمسة أصابع.


مظاهرة استقلال الإصبع الإضافي.

بعد هذه الاختبارات ، تم إجراء فحص MRI للقشرة الحركية للدماغ (المشارك في الاختبار الذي تم إصبعه بإصبع معين) لتحديد نشاط مناطق معينة مع نشاط الإصبع.

أظهرت مقارنة نشاط القشرة الحركية أن نشاط الإصبع الزائد في الطبقات القشرية الحسية الأولية يختلف عن جميع الأصابع الأخرى وحتى الإبهام ( 2e ). وبالتالي ، فقد ثبت أن المنطقة المحددة من القشرة الحركية تتحكم في حركة DP.

الاختبار التالي كان أكثر فضولاً. كانت إحدى الأذرع مغطاة بشبكة متدرجة. استجابةً لإشارة اللمس (لمس اليد الخفية) ، ينبغي أن تشير الموضوعات إلى نقاط اللمس المقابلة في اليد الثانية. يمكن تكرار هذا الاختبار بسهولة في المنزل: إخفاء إحدى اليدين (على سبيل المثال ، اليسار) والسماح لشخص ذي قلم أو قلم برفق بلمس طرف إصبع السبابة أو أي نقطة أخرى ، ويجب عليك ، عند النظر إلى يدك اليمنى ، معرفة أين كانت اللمس . يسمح لك هذا الاختبار بتحديد مدى إدراك الشخص عقليا وتمثيل جسده وأجزائه.

يوضح الشكل 2f أن الموضوعات تدرك تمامًا جميع أصابعها وتدرك موقف الإصبع الإضافي بين الإبهام والسبابة.

أجرى الباحثون أيضًا اختبارات عملية أكثر حيث كان على المشاركين التفاعل مع مختلف الموضوعات أو القيام ببعض الإجراءات العادية. وبالتالي ، كان من الممكن تحديد درجة مزايا أو عيوب إصبع إضافي.


التحقق من حركية اليد اليمنى بستة أصابع رقم 1.


التحقق من حركية اليد اليمنى بستة أصابع رقم 2.

تم استخدام نظام التقاط حركة دقيق لتسجيل حركات الكتائب البعيدة والقريبة لكل إصبع. تم العثور على نفس الاعتمادات المتبادلة بين حركات الأصابع ( 3 أ ) كما هو الحال في الاختبار الميكانيكي الحيوي السابق ، مما يشير إلى أن تنقل واستقلالية موانئ دبي لا تنخفض أثناء التلاعب.


الصورة رقم 3

ترتبط الترابطات بين حركات الأصابع بقوة بين أيدي خمسة أصابع وستة أصابع لكل الأصابع باستثناء إضافي. أي أن الإصبع الإضافي فردي ومستقل تمامًا.

أظهرت دراسة عن التآزر الحركي للأصابع أن حركات الأيدي ذات الستة أصابع تتمتع بدرجة أكبر من الحرية عن أيدي الأيدي ذات الخمسة أصابع ( 3 ب ، 3 ج ). تم تأكيد هذه النتائج من خلال تحليل المعلومات النظرية مع الأخذ في الاعتبار العلاقات غير الخطية ( 3D ). اتضح أن أقصى قدر من الانتروبيا (التباين) لحركات اليد مع ستة أصابع أعلى بكثير من خمسة أصابع.

كما يلاحظ العلماء أنه خلال الاختبارات تحرك الإصبع الإضافي بالتنسيق مع الإبهام والسبابة معًا ، وليس مع كل منهم على حدة ، أو من تلقاء نفسه ( 3e ).

من هذه الملاحظات ، يترتب على ذلك أن استقلال الإصبع الإضافي ليس بديلاً عن السبابة أو الإبهام بل هو مظهر من مظاهر نموذج فريد للحركة. بمعنى آخر ، أكدت هذه الاختبارات مرة أخرى فائدة حركية الإصبع الإضافي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن سرعة الحركة ( 3f ) لليد ذات الستة أصابع ، والتي لم تكن أدنى من سرعة اليد ذات خمسة أصابع ، هي أيضًا تأكيد إضافي لهذا البيان.

في النهاية ، قرر العلماء العزف على جيتار هيرو ، أو بالأحرى شيء مماثل. اضطر المشاركون إلى الضغط على المفاتيح بإصبع واحد (كان لكل إصبع مفتاح منفصل) عندما سقط المستطيل الأحمر في الحقل الأبيض ( 3g ). زادت سرعة حركة المستطيلات تدريجياً مع كل مستوى من مستويات "اللعبة". الوقت من مستوى واحد كان 2 دقيقة. بعد الانتهاء بنجاح من مستوى واحد ، بدأ المستوى التالي ، ولكن الأكثر صعوبة.


اختبار مع المفاتيح.

الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو التحضير لهذا الاختبار: لمدة 5 أيام ، تمارس المشاركون باستخدام يد واحدة (جميع الأصابع الستة) أو اليد اليمنى (5 أصابع) + إصبع واحد من اليد اليسرى ( 3 ساعات ).

نتيجة لذلك ، كان نجاح تمرير المستويات في كلا الإصدارين (ذراع واحدة / 6 أصابع وذراعان / 5 + 1) متطابقًا ، وهو ما يثبت ، وفقًا للعلماء ، الميزة الفعلية المتمثلة في 6 أصابع.


الشؤون اليومية المعتادة (ربط أربطة الحذاء ، الكتابة وبعض ألعاب الفيديو) يؤديها رجل مع polydacty.

للتعرف أكثر تفصيلاً على الفروق الدقيقة في الدراسة ، أوصي بأن تنظر في تقرير العلماء ومواد إضافية إليه.

خاتمة

قد تبدو هذه الدراسة تافهة بعض الشيء ، لكنها تجيب على عدد من الأسئلة التي لم يرغب أحد في طرحها من قبل. أولاً ، نحن نعرف الآن على وجه اليقين أن عقولنا قادر على التكيف بنجاح مع المهارات الحركية للأطراف الإضافية ، والتي لا ينبغي أن تكون كذلك. ثانياً ، قد يكون لبعض التشوهات التشريحية فوائد إضافية. ثالثًا ، لن ألعب مع مورتال كومبات مع باحث مشارك يبلغ من العمر 17 عامًا.

بالطبع ، لا تعني نتائج هذا العمل أن جميع الحالات الشاذة التشريحية يمكن أن يكون لها جوانب إيجابية ، ولا يمكن القضاء عليها في المراحل المبكرة من المظهر. انفصل الكثير من الأشخاص الذين تم تشخيص إصابتهم بالعديد من العوامل في طفولتها. وهذا هو القرار الصحيح. في الوقت نفسه ، لا يمكن للمرء أن يدين رغبة العلماء في فهم مبادئ الدماغ وحركية أيدي الأشخاص الذين تنتمي أصابعهم الإضافية إلى النوع الثالث من الأصابع المتعددة ، أي الأصابع الكاملة التامة والكاملة.

الباحثون أنفسهم متحمسون للغاية لعملهم ويجادلون بأن نتائجها يمكن أن تدفع المجتمع العلمي للبدء في تطوير الأطراف الاصطناعية التكميلية التي سيتم استخدامها ليس كبديل عن طرف غائب ، ولكن كبديل إضافي. كان هناك شيء مشابه بالفعل في فيلم "Spider-Man 2" (2004) ، أليس كذلك. من المأمول ألا تدفع الأطراف الإضافية مرتديها إلى الجنون ، ولن يبدأ في إجراء تجارب مميتة مع التريتيوم.

في أي حال ، يمكننا أن نتفق على شيء واحد - بغض النظر عن شخص يعاني من إعاقات جسدية ، لا يزال شخص.


شكرا لك على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ تريد أن ترى المزيد من المواد المثيرة للاهتمام؟ ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية به لأصدقائك ، خصم 30 ٪ لمستخدمي Habr على تناظرية فريدة من خوادم الدخول التي اخترعناها لك: الحقيقة الكاملة حول VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1 جيجابت في الثانية من 20 $ أو كيفية تقسيم الخادم؟ (تتوفر خيارات مع RAID1 و RAID10 ، ما يصل إلى 24 مركزًا وما يصل إلى 40 جيجابايت من ذاكرة DDR4).

ديل R730xd 2 مرات أرخص؟ فقط لدينا 2 من Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6 جيجا هرتز 14 جيجا بايت 64 جيجا بايت DDR4 4 × 960 جيجا بايت SSD 1 جيجابت في الثانية 100 TV من 199 دولار في هولندا! Dell R420 - 2x E5-2430 سعة 2 جيجا هرتز 6 جيجا بايت 128 جيجا بايت ذاكرة DDR3 2x960GB SSD بسرعة 1 جيجابت في الثانية 100 تيرابايت - من 99 دولارًا! اقرأ عن كيفية بناء البنية التحتية فئة باستخدام خوادم V4 R730xd E5-2650d تكلف 9000 يورو عن بنس واحد؟