Pas un insecte, mais une caractéristique: une étude de la motilité et de l'activité cérébrale d'une personne atteinte de polydactylie

Le corps humain peut être comparé à un mécanisme très complexe composé de nombreux systèmes distincts qui fonctionnent de manière coordonnée et en temps opportun pour assurer des fonctions vitales. Vous pouvez le comparer avec un programme composé de milliers de lignes de code, chacune remplissant certaines fonctions. Mais, et les programmeurs ne me laisseront pas mentir, il y a souvent des erreurs ou des inexactitudes dans le code. Certains conduisent à l'inopérabilité du programme ou de ses fonctions individuelles, tandis que d'autres deviennent une fonctionnalité inattendue qui complète le programme.

Aujourd'hui, nous vous rencontrerons une étude dans laquelle les scientifiques ont décidé d'examiner en détail le moteur et la neuromécanique d'une personne dont le programme a une ligne de code supplémentaire - un sixième doigt complet sur chaque main. Une telle déviation peut-elle être considérée comme fonctionnellement utile, ces personnes ont-elles des avantages en motricité et quelles idées les chercheurs ont-ils dans le domaine de la prothèse? Nous trouverons des réponses à ces questions dans le rapport des scientifiques. Allons-y.

Base d'étude

Tout d'abord, il convient de considérer brièvement ce qu'est la polydactylie. Comme nous l'avons déjà compris, ce terme signifie la présence chez une personne ou un animal (plus souvent chez les chiens et les chats) de doigts supplémentaires sur ses mains et / ou ses pieds. Cette anomalie anatomique est héréditaire. Environ 2% des nouveau-nés naissent avec un doigt supplémentaire, 10% d'entre eux ont un doigt supplémentaire sur les membres supérieurs. Les scientifiques ont découvert que la polydactylie commence à se développer activement dans les 4 semaines suivant le développement de l'embryon, lorsque la croissance active des membres se produit. La principale source de polydactylie sont les mutations génétiques. À l'heure actuelle, il existe environ 39 mutations de ce type associées à la formation de doigts supplémentaires. Il existe également de nombreux syndromes de troubles du système musculo-squelettique, dont les symptômes incluent la polydactylie.



La classification simplifiée de la polydactylie a 3 catégories principales en fonction de l'emplacement du doigt supplémentaire:

• radial (préaxial): doubler les segments du premier doigt;
• central: doublement des deuxième ou quatrième doigts;
• ulnaire (postaxial): doubler le cinquième doigt.

En plus de l'emplacement, la polydactylie est également divisée en catégories en fonction de la structure du ou des doigts supplémentaires:

• polydactylie de type 1: les doigts supplémentaires sont rudimentaires et se composent exclusivement de peau;
• polydactylie type 2: les doigts supplémentaires sont une branche de la principale;
• polydactylie type 3: les doigts supplémentaires sont pleins (structure osseuse, nerfs, articulations, circulation sanguine, peau, etc.).

Dans l'étude que nous envisageons aujourd'hui, 2 personnes ont participé (un homme de 17 ans et sa mère de 52 ans) qui ont une polydactylie du troisième type (6 doigts pleins sur les deux mains).

Les scientifiques se sont posés un certain nombre de questions auxquelles personne n'avait vraiment essayé de trouver des réponses auparavant: dans quelle mesure le cerveau humain peut gérer des doigts supplémentaires; si le doigt supplémentaire fonctionne avec les muscles et les nerfs du noyau ou utilise pleinement le sien; à quel point le doigt supplémentaire est indépendant; comment le corps du porteur du 6e doigt réagit-il à son activité et y a-t-il un avantage supplémentaire du 6e doigt? Il y a beaucoup de questions, il n'y a pas de réponse du tout, mais pas pour longtemps.


Démonstration des mains d'un gars de 17 ans qui a participé à l'étude.

À l'avenir, il est sûr de dire que le cerveau et le système nerveux dans leur ensemble font un excellent travail en gérant 6 membres. De plus, ces doigts supplémentaires permettent à leurs propriétaires d'effectuer certaines tâches d'une seule main lorsqu'une personne à 5 doigts en a besoin de deux et de deux lorsqu'une personne à 5 doigts a besoin de trois mains. En d'autres termes, notre système nerveux est très intelligent, excusez-moi pour une exagération flagrante. Notre cerveau peut contrôler les doigts supplémentaires sans trop d'effort, ce qui amène les scientifiques à penser à des prothèses qui complètent les membres entiers. Cela semble très futuriste et même un peu étrange, mais les scientifiques ont un certain nombre de preuves matérielles à la fois de la capacité du cerveau et des avantages des doigts supplémentaires.

Résultats de recherche

Image n ° 1: le doigt supplémentaire du jeune homme se situe entre le pouce et l'index.

Tout d'abord, les chercheurs ont décidé de découvrir quels muscles et nerfs sont impliqués dans la motricité du 6e doigt.

Comme nous le voyons dans l'image de la main droite, le pouce a 2 phalanges, les cinq autres - trois phalanges ( 1a , 1b ). On voit également que l'anatomie des quatre doigts (index, majeur, annulaire et petits doigts) du participant à l'étude est similaire à l'anatomie humaine sans polydactylie. Les structures vasculaires et nerveuses du pouce du participant sont les mêmes que chez une personne sans polydactylie.

Les différences sont dans les articulations du pouce. L'articulation carpienne-métacarpienne du pouce a une apparence sphérique ( 1d ) avec trois degrés de liberté, y compris la torsion, tandis que dans le cas habituel, l'articulation carpienne-métacarpienne du pouce est une selle qui ne permet pas la torsion. Le doigt supplémentaire (ci-après DP) a une articulation en forme de selle ( 1e ), deux tendons fléchisseurs externes et un appareil extenseur interne ( 1c ), et des nerfs numériques supplémentaires.

En résumé, cette main à six doigts est contrôlée par plus de muscles et de nerfs que la main à cinq doigts. Autrement dit, le doigt supplémentaire a des muscles et des nerfs «attribués» et il n'utilise pas les doigts principaux voisins pour la motilité.


Image n ° 2

De plus, les chercheurs ont effectué une analyse des caractéristiques biomécaniques des doigts à l'aide d'un appareil spécial qui permet d'évaluer la force de pression d'un doigt ( 2a ).


Effectuer un test de force des doigts.

Les tests ont montré que la force de tous les doigts chez les participants aux 6e et 5e doigts est presque identique ( 2b ). Les graphiques 2c montrent une comparaison de la force des doigts d'une personne avec 6 doigts et d'une personne avec cinq doigts. En plus de la force totale et de la force de chaque doigt, les scientifiques ont analysé un indicateur tel que l'interdépendance, lorsqu'un doigt agit sous la direction de l'autre (essayez de ne plier que l'annulaire et voyez quels autres doigts commencent à se plier un peu). Ce test nous a permis d'évaluer le degré d'indépendance du doigt supplémentaire ( 2d ). L'analyse a montré une indépendance presque complète, mais une légère coopération de l'extra et du pouce a été trouvée. D'autres doigts avaient la même dépendance que les personnes à cinq doigts.


Démonstration de l'indépendance du doigt supplémentaire.

Après ces tests, une IRM du cortex moteur du cerveau (le participant au test a tapoté avec un certain doigt) a été réalisée pour déterminer l'activité de certaines zones avec l'activité d'un doigt.

La comparaison de l'activité du cortex moteur a montré que l'activité du doigt supplémentaire dans les couches corticales sensorimotrices primaires diffère de tous les autres doigts et même du pouce ( 2e ). Ainsi, il a été prouvé que la zone sélectionnée du cortex moteur contrôle la motilité DP.

Le test suivant était encore plus curieux. Un bras était recouvert d'une grille graduée. En réponse à un signal tactile (toucher une main cachée), les sujets doivent indiquer les points de contact correspondants sur la seconde main. Ce test peut être facilement répété à la maison: cachez une main (par exemple, la gauche) et laissez quelqu'un avec un crayon ou un stylo toucher légèrement le bout de l'index ou tout autre point, et vous devriez, en regardant votre main droite, dire où était le toucher . Un tel test vous permet de déterminer comment mentalement une personne est consciente et représente son corps et ses parties.

La figure 2f montre que les sujets sont pleinement conscients de tous leurs doigts et perçoivent la position du doigt supplémentaire entre le pouce et l'index.

Les chercheurs ont également effectué des tests plus pratiques dans lesquels les participants devaient interagir avec divers sujets ou effectuer des actions ordinaires. Ainsi, il a été possible de déterminer le degré d'avantages ou d'inconvénients d'avoir un doigt supplémentaire.


Vérification de la motilité de la main droite avec six doigts n ° 1.


Vérification de la motilité de la main droite avec six doigts n ° 2.

Un système de capture de mouvement précis a été utilisé pour enregistrer les mouvements des phalanges distales et proximales de chaque doigt. Les mêmes interdépendances entre les mouvements des doigts ( 3a ) ont été trouvées comme dans le test biomécanique précédent, suggérant que la mobilité et l'indépendance du DP ne diminuent pas pendant la manipulation.


Image n ° 3

Les interdépendances entre les mouvements des doigts étaient fortement corrélées entre les mains à cinq doigts et les mains à six doigts pour tous les doigts, à l'exception des autres. Autrement dit, le doigt supplémentaire est complètement individuel et indépendant.

Une étude de la synergie cinématique des doigts a montré que les mouvements des mains à six doigts ont un degré de liberté supérieur à celui des mains à cinq doigts ( 3b , 3c ). Ces résultats ont été confirmés par une analyse de la théorie de l'information prenant en compte les relations non linéaires ( 3d ). Il s'avère que l'entropie maximale (variabilité) des mouvements de la main avec six doigts est significativement plus élevée qu'avec cinq doigts.

Les scientifiques notent également que pendant les tests, le doigt supplémentaire s'est déplacé en coordination avec le pouce et l'index ensemble, et non avec chacun d'eux individuellement ou seul ( 3e ).

De ces observations, il s'ensuit que l'indépendance du doigt supplémentaire n'est pas un remplacement de l'index ou du pouce, mais la manifestation d'un modèle unique de mouvement. En d'autres termes, ces tests ont une nouvelle fois confirmé l'utilité de la motilité du doigt supplémentaire. De plus, la vitesse de motilité ( 3f ) de la main à six doigts, qui n'était pas inférieure à la vitesse d'une main à cinq doigts, est également une confirmation supplémentaire de cette affirmation.

À la fin, les scientifiques ont décidé de jouer à Guitar Hero, ou plutôt quelque chose de similaire. Les participants devaient appuyer sur les touches avec un doigt (chaque doigt avait une touche distincte) lorsque le rectangle rouge tombait dans le champ blanc ( 3g ). La vitesse de déplacement des rectangles augmente progressivement à chaque niveau du "jeu". Le temps d'un niveau était de 2 minutes. Après l'achèvement réussi d'un niveau, le suivant, mais plus difficile, a commencé.


Testez avec les clés.

Le plus intéressant est la préparation à ce test: pendant 5 jours, les participants ont pratiqué avec une main droite (les 6 doigts) ou la main droite (5 doigts) + 1 doigt de la main gauche ( 3h ).

En conséquence, le succès des niveaux de réussite dans les deux versions (1 bras / 6 doigts et 2 bras / 5 + 1) était identique, ce qui, selon les scientifiques, prouve l'avantage réel de 6 doigts.


Affaires quotidiennes habituelles (attacher des lacets, dactylographie et certains jeux vidéo) effectuées par un gars polydacty.

Pour une connaissance plus détaillée des nuances de l'étude, je vous recommande de consulter le rapport des scientifiques et les documents supplémentaires qui s'y rapportent.

Épilogue

Cette étude peut sembler un peu frivole, mais elle répond à un certain nombre de questions que personne ne voulait poser auparavant. Premièrement, nous savons maintenant avec certitude que notre cerveau est capable de faire face avec succès à la motilité des extrémités supplémentaires, ce qui ne devrait pas être le cas. Deuxièmement, certaines anomalies anatomiques peuvent avoir des avantages supplémentaires. Troisièmement, je ne jouerais pas Mortal Kombat avec un participant à la recherche de 17 ans.

Bien sûr, les résultats de ce travail ne signifient pas que toutes les anomalies anatomiques peuvent avoir des côtés positifs et ne peuvent pas être éliminées dès les premiers stades de la manifestation. Beaucoup de personnes qui ont reçu un diagnostic de polydactylie ont rompu avec elle pendant l'enfance. Et c'est la bonne décision. Dans le même temps, on ne peut pas condamner le désir des scientifiques de comprendre les principes du cerveau et les capacités motrices des mains des personnes dans lesquelles les doigts supplémentaires appartiennent au troisième type de polydactylie, c'est-à-dire les doigts pleinement formés et pleins.

Les chercheurs eux-mêmes sont très enthousiastes à propos de leur travail et soutiennent que ses résultats peuvent pousser la communauté scientifique à commencer à développer des prothèses complémentaires qui seront utilisées non pas comme remplacement d'un membre absent, mais comme complément. Quelque chose de similaire était déjà dans le film "Spider-Man 2" (2004), n'est-ce pas. On espère que les membres supplémentaires ne rendront pas le porteur fou, et il ne commencera pas à mener des expériences mortelles avec du tritium.

Dans tous les cas, nous pouvons nous mettre d'accord sur une chose - peu importe ce qu'une personne a un handicap physique, elle reste une personne.


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