Des recherches antérieures sur les macaques suggèrent qu'une partie du cerveau se réorganise lorsqu'un membre est supprimé, mais maintenant une étude dans les gens a renversé cette idée
La participante à l'essai Emily Wheldon avec l'un des chercheurs alors qu'elle se produisait pour tenter de déplacer les doigts perdus de son bras amputé avant d'entrer dans un scanner IRM
Notre cerveau peut ne pas être aussi capable de recâbler après une amputation que nous le pensions, ce qui pourrait avoir de graves implications sur la façon dont nous traitons une complication commune appelée douleur des membres fantômes.
Une partie du cerveau appelée le cortex somatosensoriel reçoit et traite des informations sensorielles à travers le corps, comme le toucher et la température. Certaines études suggèrent que les zones du cortex sont cartographiées à différentes parties du corps, donc une zone différente s'allume si vous brûlez votre main par rapport à votre orteil, par exemple.
Il a également été suggéré que le cortex somatosensoriel se réorganise dans le cas d'une amputation ou d'un nerf coupé. Par exemple, dans une étude de macaques dont les nerfs du bras avaient été coupés, les neurones du cortex somatosensoriel qui répondent normalement à la stimulation de la main ont plutôt été activés en touchant le visage. Les chercheurs ont conclu qu'une partie de la zone du cortex qui répond à la main touchée avait été réaffectée au visage.
Mais pour la première fois, Tamar Makin à l'Université de Cambridge et ses collègues ont comparé l'activité cérébrale des gens avant et après une amputation – et ont trouvé que cela ne change pas réellement.
Les chercheurs ont utilisé une IRM pour scanner le cerveau de trois personnes avant que leurs bras ne soient amputés pour des raisons médicales. Pendant les scans, on leur a demandé de purger leurs lèvres et de taper leurs doigts.
Lorsque l'équipe a répété ces trois et six mois après l'amputation et a demandé aux participants d'essayer de déplacer les doigts qu'ils n'avaient plus, leurs signaux cérébraux sont restés les mêmes. «Pour autant que nous puissions mesurer, ils sont identiques», explique Makin.
Deux des participants ont également été suivis à 18 mois et cinq ans, respectivement, après l'amputation, sans avoir montré de changement significatif à leurs signaux cérébraux d'avant.
Les chercheurs ont validé leurs résultats en formant d'abord un modèle d'IA pour reconnaître les scans cérébraux préamputés liés aux participants qui se déplaçaient à chaque doigt. Lorsqu'ils sont revenus post-amputation et imaginaient des remuant chaque doigt dans un ordre aléatoire, le modèle pouvait identifier à partir de l'activité cérébrale quel doigt ils essayaient de déplacer, démontrant qu'il restait constant.
Dans une autre partie de l'expérience, les chercheurs ont mesuré l'activité du cortex somatosensoriel des participants alors qu'ils bougeaient leurs lèvres et essayaient de bouger leurs doigts après l'amputation. Cela a également été fait pour 26 personnes dont les armes ont été amputées en moyenne il y a 23 ans, et les chercheurs ont constaté que l'activité était comparable.
« Cette étude confirme de manière définitive que cette idée que le cerveau est capable de remappier, de recâbler ou de réorganiser – que le cortex peut simplement faire un Switcheroo – est incorrect », a déclaré John Krakauer à l'Université Johns Hopkins dans le Maryland.
Les chercheurs soutiennent que les résultats pourraient changer le traitement de la douleur des membres fantômes, une condition courante parmi les personnes qui ont subi une amputation où ils perçoivent toujours la douleur ou l'inconfort dans un bras ou une jambe qui n'est plus là.
Certains efforts pour traiter la condition consiste à utiliser des indices visuels, comme la réalité virtuelle, pour inciter le cerveau à se réorganiser. Cela a des résultats mitigés, avec tout avantage éventuellement dû à l'effet placebo, explique Makin.
Au lieu de cela, les chercheurs disent que la condition pourrait éventuellement être évitée en greatant les nerfs dans de nouveaux tissus qui sont parfois ajoutés lors des amputations. Sinon, les parties restantes du nerf qui sont coupées de leur cible peuvent se développer et provoquer l'épaississement du tissu nerveux, ce qui peut contribuer à la douleur fantôme des membres.
«La théorie de la plasticité inadaptée de la douleur des membres fantômes était basée sur l'idée que le cerveau peut se réorganiser d'une manière qu'il ne le fait pas», explique Krakauer. «Dans un sens, la façon dont les gens pensent à traiter les membres fantômes changeront maintenant simplement parce que la théorie sur laquelle elle était basée est erronée.»
