Сьогодні Україна переживає безпрецедентний виклик: через повномасштабну війну тисячі військових та цивільних стикаються з проблемою втрати кінцівок. Забезпечення їх якісними протезами та ефективною реабілітацією стало одним із найголовніших завдань вітчизняної медицини. Проблема ампутацій є глобальною — як зазначається в контексті нового дослідження, лише в США близько 2 мільйонів людей живуть із втратою кінцівок, і щороку додаються сотні тисяч нових випадків. Проте для нашої країни це питання зараз стоїть особливо гостро і масово.

Заголовне зображення цього посту – класичний сенсорний гомункулюс, непропорційна фігулка людини, яка відображає представлення в мозку різних частин тіла. Це часто сприймається як вроджена і жорстка схема, в якій кожна ділянка має своє місце. Але що ж відбувається, коли людина втрачає кінцівку або її частину у дорослому віці, адже, утримувати в мозку “порожню ділянку” активною надто енерговитратно? Логічно припустити, що мозок поступово віддає цю територію під інші, корисніші сигнали. Іншими словами, ділянка кори, яка “відповідає” за втрачену частину тіла стане опрацьовувати сигнали від сусідніх регіонів. А що ж буде, якщо якась частина тіла відсутня з народження? Це дослідили автори нової статті в Nature Communications.​

Команда вчених з Кембриджського та Даремського університетів вирішила дослідити це явище. Вони зосередилися на дітях (віком 5-7 років) та дорослих, які народилися без однієї верхньої кінцівки (з вродженою відмінністю). За допомогою нейровізуалізації (МРТ) науковці спостерігали за активністю їхнього мозку в той час, коли учасники виконували повсякденні завдання — наприклад, намагалися відкрити банку або розгорнути цукерку.

Дослідники виявили вражаючий феномен — глобальне перекартування (ремапінг) сенсорного гомункулуса. Мозкова зона, яка мала б відповідати за відсутню руку, не залишається “незайнятою” і не відмирає. Замість цього вона бере на себе управління іншими частинами тіла, які людина використовує для компенсації. Якщо дитина допомагає собі підборіддям, куксою, ногами чи торсом, щоб відкрити банку, мозок віддає “вільну” нейронну територію руки саме цим частинам тіла.

Такі зміни охоплюють все тіло: реорганізація мозку не обмежується лише сусідніми зонами (наприклад, обличчям або плечем), а залучає навіть зони, що відповідають за ноги. Ця масштабна перепрошивка відбувається ще в ранньому дитинстві і формує стабільну карту мозку, яка майже не змінюється у дорослому віці.

Здавалося б, це суто фундаментальне нейробіологічне відкриття. Але воно має колосальні практичні наслідки, особливо для сфери реабілітації та протезування в Україні.

Створення розумних біонічних протезів: Сучасні нейропротези зчитують сигнали мозку або м’язів. Розуміння того, що мозок перерозподіляє функції на інші частини тіла, дозволяє розробникам створювати протези нового покоління. Наприклад, датчики можна розміщувати на тих ділянках тіла (торс, ноги, обличчя), до яких мозок «прив’язав» функції втраченої кінцівки.

Персоналізована реабілітація: Дослідження показує, що мозок здатний до неймовірної адаптації, але ця пластичність має свої вікові та травматичні особливості. У дорослих людей, які втратили кінцівку внаслідок ампутації (як більшість українських ветеранів), архітектура мозку вже сформована. Тому їхня реабілітація має бути спрямована на правильну стимуляцію мозку, щоб уникнути сильних фантомних болів і допомогти нервовій системі «навчитися» керувати роботизованою рукою чи ногою.

Психологічна підтримка та мультидисциплінарний підхід: Доведено, що людина може ефективно адаптуватися до світу, створеного для людей з двома руками, використовуючи нестандартні рухові стратегії. Фізичні терапевти можуть заохочувати пацієнтів використовувати не лише протез, а й все тіло комплексно, спираючись на природну здатність мозку до реорганізації.

Мозок людини — це не жорстко запрограмована машина, а неймовірно гнучка система. І саме це дає величезну надію. Використовуючи такі передові наукові дані, українські лікарі, інженери та реабілітологи зможуть повернути тисячам людей з ампутаціями не лише свободу рухів, але й повноцінне, активне життя.

Самі автори наголошують, що їхня модель свідомо спрощена і слугує радше демонстрацією того, що гомеостатичні механізми достатні для пояснення даних, а не вичерпним описом усіх процесів у мозку. Наступні кроки — перевірити подібні принципи в інших типах сенсорних змін (наприклад, після ампутацій у дорослих, у ветеранів) та інтегрувати їх із даними про поведінкову адаптацію й роботу з протезами, щоб створювати реабілітаційні програми, які працюють разом із природними правилами мозку, а не всупереч їм.

А раніше ми розповідали, що моторний гомункулюс теж не такий простий.

Джерело: Tucciarelli, R., Bird, L., Straka, Z., Szymanska, M., Kollamkulam, M., Sonar, H. A., Paik, J., Clode, D., Hoffmann, M., Cowie, D., & Makin, T. R. (2026). Global remapping of the sensory homunculus emerges early in childhood development. Nature communications, 17(1), 1591. https://doi.org/10.1038/s41467-025-66539-5