不是错误，而是功能：研究多态性人的运动能力和大脑活动

可以将人体与非常复杂的机制进行比较，该机制由许多独立的系统组成，这些系统以协调及时的方式工作以确保重要功能。 您可以将其与包含数千行代码的程序进行比较，其中每一行都执行某些功能。 但是，尽管程序员不会让我说谎，但是代码中经常会出现错误或不准确。 有些导致程序或其单个功能的不可操作性，而另一些则成为补充程序的意外功能。

今天，我们将了解一项研究，科学家在该研究中决定详细检查一个人的运动和神经力学，该人的程序中有额外的代码行-每只手上的第六根手指。 可以认为这种偏离在功能上有用吗？这些人在运动技能上是否具有优势？研究人员在假肢领域有什么想法？ 我们将在科学家的报告中找到这些问题的答案。 走吧

学习基础

首先，值得简要考虑什么是多义性。 正如我们已经了解的那样，该术语表示在人或动物（通常是在狗和猫中）的手和/或脚上还有其他手指。 这种解剖异常是遗传性的。 大约2％的新生儿出生时有一根手指，其中10％的上肢有一根手指。 科学家发现，当肢体生长活跃时，多指畸形在胚胎发育的4周内开始活跃。 多态性的主要来源是遗传突变。 目前，大约有39个这样的突变与多余手指的形成有关。 肌肉骨骼系统疾病也有许多综合症，其症状包括多指症。



多指的简化分类有3个主要类别，具体取决于多余手指的位置：

• 径向（预轴）：将第一指的段加倍；
• 中央：第二或第四根手指加倍；
• 尺骨（后轴）：食指加倍。

除了位置以外，多指也根据多余的一个或多个手指的结构分为几类：

• 1型多指：多余的手指基本，仅由皮肤组成；
• 多指类型2：多余的手指是主体的分支；
• 多指类型3：多余的手指充满（骨骼结构，神经，关节，血流，皮肤等）。

在今天我们正在考虑的研究中，有2个人（一个17岁的男孩和他的52岁的母亲）参加了这项活动，他们具有第三类型的多指（两只手指全指）。

科学家们为自己提出了许多问题，而这些问题以前没有人真正试图找到答案。 多余的手指是否与核心的肌肉和神经配合使用，或完全使用其自身的手指； 多余的手指有多独立？ 第六指支架的主体对其活动有何反应？第六指还有其他好处吗？ 有很多问题，根本没有答案，但时间不长。


演示了一个参加研究的17岁男人的手。

放眼未来，可以肯定地说，整个大脑和神经系统在管理6条肢体方面做得非常出色。 此外，这些额外的手指允许所有者在五根手指的人需要两只手时用一只手执行某些任务，而在五根手指的人需要三只手时使用两只手。 换句话说，我们的神经系统非常聪明，请您夸大一下。 我们的大脑无需费力就能控制多余的手指，这使科学家们开始思考可以互补四肢的假体。 听起来很未来，甚至有点奇怪，但是科学家们拥有大量物质证据，证明了大脑的能力以及多余手指的好处。

研究成果

图片编号1：年轻人的多余手指在拇指和食指之间。

首先，研究人员决定找出第六根手指的运动技能涉及哪些肌肉和神经。

正如我们在右手的图片中看到的，拇指有2个指骨，其他5个-3个指骨（ 1a ， 1b ）。 还可以看到，研究参与者的四个手指（食指，中指，无名指和小指）的解剖结构与人体解剖结构相似，没有多指畸形。 参与者的拇指的血管和神经结构与没有多指的人相同。

差异在于拇指的关节。 拇指的腕掌关节具有球形外观（ 1d ），具有包括扭转在内的三个自由度，而在通常情况下，拇指的腕掌关节是不允许扭转的鞍形。 额外的手指（在下文中称为DP）具有鞍形关节（ 1e ），两个外屈肌腱和一个内伸肌设备（ 1c ），以及额外的指神经。

总结起来，这只六指手比五指手受更多的肌肉和神经控制。 也就是说，多余的手指“分配”了肌肉和神经，并且不使用相邻的主要手指进行运动。


图片编号2

此外，研究人员使用一种特殊的设备对手指的生物力学特性进行了分析，该设备可以评估手指的按压力（ 2a ）。


执行手指力量测试。

测试表明，使用第六和第五根手指的参与者的所有手指的力量几乎相同（ 2b ）。 图表2c比较了一个人的6根手指和五个手指的强度。 除了总手指的力量和强度外，科学家还分析了相互依赖性等指标，当一个手指在另一个手指的作用下动作时（尝试仅弯曲无名指，看看其他手指将开始弯曲多少）。 该测试使我们能够评估多余手指的独立程度（ 2d ）。 分析显示几乎完全独立，但是发现多余的部分和拇指有轻微的配合。 其他手指与五个手指的人有相同的成瘾性。


证明了多余手指的独立性。

在这些测试之后，对大脑的运动皮层（测试参与者用特定的手指轻拍）进行了MRI扫描，以确定特定区域的活动与手指的活动。

运动皮层活动的比较表明，主要感觉运动皮层中多余手指的活动与所有其他手指甚至拇指（ 2e ）不同。 因此，证明了运动皮层的选定区域控制了DP运动性。

下一次测试更加好奇。 一只手臂上覆盖有刻度网格。 响应于触觉信号（触摸隐藏的手），受试者应在秒针上指示相应的触摸点。 可以在家里轻松地重复进行此测试：躲开一只手（例如，左手），让某人用铅笔或钢笔轻轻触摸食指的尖端或任何其他点，然后您应该看着右手，知道触摸的位置。 通过这种测试，您可以确定一个人在心理上的认知程度并代表其身体及其部位。

图2f显示对象完全意识到了他们所有的手指，并感知了拇指和食指之间多余手指的位置。

研究人员还进行了更实际的测试，参与者必须与各种对象互动或执行一些常规动作。 因此，可以确定具有附加手指的优点或缺点的程度。


用六号手指检查右手的运动。


用2号手指检查右手的运动能力。

精确的运动捕获系统用于记录每个手指的远端和近端指骨的运动。 发现手指运动（ 3a ）之间的相互依存关系与先前的生物力学测试相同，这表明在操纵过程中DP的活动性和独立性不会降低。


图片编号3

除了多余的手指以外，所有手指的五指和六指之间的手指运动之间的相互依赖性密切相关。 也就是说，多余的手指是完全独立的。

对手指运动学协同作用的研究表明，与五指手相比，六指手的运动具有更大的自由度（ 3b ， 3c ）。 这些结果通过考虑了非线性关系的信息理论分析得到了证实（ 3d ）。 事实证明，六个手指的手运动的最大熵（可变性）显着高于五个手指的手。

科学家们还注意到，在测试过程中，多余的手指与拇指和食指一起移动，而不是分别或单独移动（ 3e ）。

从这些观察结果可以看出，多余的手指的独立性不能代替食指或拇指，而是唯一运动模型的体现。 换句话说，这些测试再次证实了多余手指活动的有用性。 此外，六指手的运动速度（ 3f ）并不逊于五根手指的手的速度，也进一步证实了这一说法。

最后，科学家决定扮演“吉他英雄”，或者类似的角色。 当红色矩形掉入白色区域（ 3g ）时，参与者必须用一个手指（每个手指都有一个单独的键）按下这些键。 矩形的移动速度随着“游戏”的每个级别而逐渐增加。 一级的时间是2分钟。 成功完成一个级别后，就开始了下一个难度更大的任务。


用按键测试。

最有趣的是准备该测试：在5天中，参与者使用一只右手（全部6根手指）或右手（5根手指）+一只左手的手指（ 3h ）进行练习。

结果，两个版本（1臂/ 6根手指和2臂/ 5 +1臂）通过水平的成功率是相同的，根据科学家的说法，这证明了6根手指的实际优势。


由多才多艺的男人执行的日常事务（系鞋带，打字和一些视频游戏）。

为了更详尽地了解这项研究的细微差别，我建议您研究一下科学家的报告和其他材料 。

结语

这项研究似乎有些轻描淡写，但它回答了许多人以前从未想过的问题。 首先，现在我们可以肯定地知道我们的大脑能够相当成功地应对其他肢体的运动，而这不是应该的。 其次，某些解剖异常可能具有其他好处。 第三，我不会和17岁的研究参与者一起玩《真人快打》。

当然，这项工作的结果并不意味着所有的解剖异常都可以具有积极的一面，并且不能在表现的最早阶段就消除。 许多被诊断患有多发性畸形的人在婴儿期与她分手。 这是正确的决定。 同时，人们不能谴责科学家理解大脑的原理和人们的手的运动技能的愿望，其中多余的手指实际上属于多指的第三种类型，即完全形成的手指。

研究人员本身对他们的工作非常热心，并认为其结果可以推动科学界开始开发互补的假体，这些假体将不能替代缺席的肢体，而可以替代其他肢体。 电影《蜘蛛侠2》（2004）中已经有类似的东西了，不是吗。 希望其他肢体不会使佩戴者发疯，并且他也不会开始使用with进行致命的实验。

无论如何，我们可以就一件事达成共识-无论一个人有身体残疾，他仍然是一个人。


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