মস্তিষ্কের 'শরীরের মানচিত্র' পরিবর্তন হয় না: অনুদৈর্ঘ্য fMRI অঙ্গচ্ছেদের পরেও হাতের প্রতিনিধিত্বের স্থিতিশীলতা দেখায়

ক্লাসিক ধারণা হল, যদি একটি বাহু কেটে ফেলা হয়, তাহলে প্রাথমিক সোমাটোসেন্সরি কর্টেক্স (S1) এর অনাথ শরীরের মানচিত্র অঞ্চলটি দ্রুত তার প্রতিবেশীরা, বিশেষ করে ঠোঁট এবং মুখ দ্বারা দখল করে নেয়। নেচার নিউরোসায়েন্সের একটি নতুন গবেষণাপত্র সেই ছাঁচটি ভেঙে দিয়েছে। গবেষকরা অঙ্গচ্ছেদের আগে এবং পরে পাঁচ বছর পর্যন্ত অনুদৈর্ঘ্যভাবে তিনজন প্রাপ্তবয়স্ক রোগীকে অনুসরণ করেছেন এবং তাদের নিয়ন্ত্রণের সাথে তুলনা করেছেন। S1 এবং মোটর কর্টেক্স (M1) এর হাতের মানচিত্রটি মূলটির সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে মিল ছিল এবং ঠোঁটের অঞ্চলটি "হাতে" কোনও "প্রসারণ" হয়নি। অন্য কথায়, অঙ্গচ্ছেদ নিজেই বৃহৎ আকারের কর্টিকাল "রিওয়্যারিং" ট্রিগার করে না - প্রাপ্তবয়স্করা পেরিফেরাল ইনপুট ছাড়াই একটি স্থিতিশীল অভ্যন্তরীণ শরীরের মডেল ধরে রাখে।

গবেষণার পটভূমি

সোমাটোটপির (পেনফিল্ডের "হোমুনকুলাস") ক্লাসিক চিত্রটি দীর্ঘকাল ধরে অঙ্গচ্ছেদের পরে কর্টেক্সের "রিম্যাপিং" থিসিস দ্বারা পরিপূরক ছিল: ধারণা করা হয়, প্রাথমিক সোমাটোসেন্সরি কর্টেক্স (S1) এর হাতের অঞ্চলটি দ্রুত ইনপুট হারায় এবং মুখ/ঠোঁটের প্রতিবেশী প্রক্ষেপণ দ্বারা "ক্যাপচার" হয় এবং এই ধরনের রিম্যাপিংয়ের মাত্রা ফ্যান্টম ব্যথার সাথে সম্পর্কিত। এই ধারণাটি ক্রস-সেকশনাল fMRI/MEG গবেষণা এবং পর্যালোচনা, সেইসাথে মুখ থেকে ফ্যান্টম হাতে সংবেদনগুলির "স্থানান্তর" এর পৃথক ক্লিনিকাল পর্যবেক্ষণ দ্বারা সমর্থিত হয়েছিল। কিন্তু প্রমাণের ভিত্তি মূলত বিভিন্ন ব্যক্তির তুলনা এবং শব্দ এবং থ্রেশহোল্ড নির্বাচনের প্রতি সংবেদনশীল "বিজয়ী-সব-গ্রহণ-করে" পদ্ধতির উপর নির্ভর করে।

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, আরও সঠিক মানচিত্র আবির্ভূত হয়েছে যা অঙ্গচ্ছেদকারীদের S1-এ মুখ এবং হাতের জটিল এবং প্রায়শই স্থিতিশীল সংগঠন দেখায়: ঠোঁট "আক্রমণের" জন্য নেওয়া কিছু সংকেত বিশ্লেষণের একটি নিদর্শন হতে পারে এবং ফ্যান্টম ব্যথার সাথে সম্পর্ক অসঙ্গত। সমালোচকরা বিশেষভাবে "বিজয়ী সব নেয়" পদ্ধতি, ছোট ROI এবং ফ্যান্টম নড়াচড়া এবং উপরে-নিচে প্রভাব বিবেচনার অভাবের দিকে ইঙ্গিত করেছেন। মাল্টিভক্সেল পদ্ধতি এবং RSA আরও সূক্ষ্ম চিত্র প্রদান করে, যেখানে মুখ দ্বারা স্পষ্ট "ক্যাপচার" প্রায়শই দৃশ্যমান হয় না।

নেচার নিউরোসায়েন্সের একটি নতুন অনুদৈর্ঘ্য গবেষণা মূল ব্যবধানটি পূরণ করে - অঙ্গচ্ছেদের আগে "নিজের সাথে" এবং মাস/বছর পরের তুলনা। তিনজন রোগীর ক্ষেত্রে, লেখকরা হাতের (আগে) এবং একটি "ভৌতিক" হাতের (পরে) আঙুলের নড়াচড়ার সময় সক্রিয়করণের তুলনা করেছেন, সেইসাথে ঠোঁট; নিয়ন্ত্রণ গোষ্ঠী এবং একটি বাহ্যিক অঙ্গচ্ছেদ দলও ছিল। ফলাফল: হাত এবং ঠোঁটের মানচিত্র উল্লেখযোগ্যভাবে স্থিতিশীল ছিল, এবং হাতের মধ্যে মুখের "প্রসারণের" কোনও লক্ষণ পাওয়া যায়নি; "আগে" ডেটার উপর প্রশিক্ষিত একটি ডিকোডার সফলভাবে "পরে" সনাক্ত করেছে। উপসংহার - প্রাপ্তবয়স্কদের ক্ষেত্রে, সোমাটোসেন্সরি উপস্থাপনা কেবল পেরিফেরাল ইনপুট দ্বারা নয়, অভ্যন্তরীণ মডেল/অভিপ্রায় দ্বারাও সমর্থিত হয়।

তাই ব্যবহারিক এবং তাত্ত্বিক প্রভাব: মস্তিষ্ক-কম্পিউটার ইন্টারফেস এবং প্রস্থেটিক্স বিচ্ছিন্ন অঙ্গের আশ্চর্যজনকভাবে স্থিতিশীল "মানচিত্র" এর উপর নির্ভর করতে পারে, এবং "ব্যথা = পুনর্নির্মাণ" অনুমানের জন্য ফ্যান্টম ব্যথার অন্যান্য প্রক্রিয়ার পক্ষে পুনর্বিবেচনা প্রয়োজন। আরও সাধারণভাবে, এই কাজটি প্লাস্টিসিটি সম্পর্কে দীর্ঘস্থায়ী বিতর্কের ভারসাম্যকে বদলে দেয়: মানুষের মধ্যে পরিপক্ক সোমাটোটপি স্নায়ুবিজ্ঞানের ধারণার চেয়ে অনেক বেশি স্থিতিশীল বলে প্রমাণিত হয়।

তারা কিভাবে এটি পরীক্ষা করেছে?

লেখকরা একটি অনুদৈর্ঘ্য নকশা ব্যবহার করেছেন: অস্ত্রোপচারের আগে একই ব্যক্তিদের কাছ থেকে এবং তারপর 3 মাস, 6 মাস এবং পরবর্তী পয়েন্টগুলিতে (1.5 বা 5 বছর) fMRI রেকর্ড করা হয়েছিল। স্ক্যানারে, অংশগ্রহণকারীদের তাদের আঙ্গুলগুলি (অঙ্গচ্ছেদের আগে) এবং "ভৌতিক" আঙ্গুলগুলি (পরে) নাড়াচাড়া করতে, তাদের ঠোঁট পার্স করতে এবং তাদের পায়ের আঙ্গুলগুলি বাঁকতে নির্দেশ দেওয়া হয়েছিল।

• নমুনা এবং নিয়ন্ত্রণ: ঐচ্ছিক উপরের অঙ্গ বিচ্ছেদের ৩ জন রোগী; ১৬ জন সুস্থ নিয়ন্ত্রণ (পুনরাবৃত্তি স্ক্যান সহ); ২৬ জন দীর্ঘস্থায়ী অঙ্গ বিচ্ছেদের (গড় ২৩.৫ বছর অঙ্গ বিচ্ছেদের পরে) সাথে অতিরিক্ত তুলনা।
• মানচিত্রের মেট্রিক্স: S1-এ কার্যকলাপের মাধ্যাকর্ষণ কেন্দ্র (COG), প্রতিটি আঙুলের জন্য প্রাক/পরবর্তী প্যাটার্ন-টু-রিলেট পারস্পরিক সম্পর্ক, রৈখিক SVM গতি ডিকোডিং (অঙ্গচ্ছেদের আগে প্রশিক্ষণ → পরে পরীক্ষা এবং তদ্বিপরীত), হাতের অংশে ঠোঁটের অনুপ্রবেশের মূল্যায়ন।
• মূল সংখ্যাসূচক ফলাফল: আঙুল থেকে আঙুলের ধরণগুলির অনুদৈর্ঘ্য পারস্পরিক সম্পর্ক বেশি ছিল (r≈0.68-0.91; p<0.001), "পরে" পরীক্ষা করার সময় "আগে" প্রশিক্ষিত ডিকোডারের নির্ভুলতা সম্ভাবনার উপরে ছিল (≈67-90%), এবং "ঠোঁটের মানচিত্র" এর সীমানা 1.5-5 বছরের মধ্যেও "হাতের অঞ্চলে" প্রসারিত হয়নি।

স্নায়ুবিজ্ঞান এবং ক্লিনিকাল অনুশীলনের জন্য এটি কেন গুরুত্বপূর্ণ?

এই গবেষণাটি দেখায় যে প্রাপ্তবয়স্কদের মধ্যে S1-তে "শরীরের" উপস্থাপনা কেবল পেরিফেরাল সংবেদনশীল সংকেত দ্বারা নয়, বরং মোটর অভিপ্রায় এবং অভ্যন্তরীণ মডেলগুলির উপর-নিচে প্রভাব দ্বারাও সমর্থিত। এটি ব্যাখ্যা করে যে কেন একটি "ভৌতিক" হাত সরানোর চেষ্টা একটি সাধারণ হাতের মতো কার্যকলাপকে উদ্দীপিত করে এবং কেন পূর্ববর্তী ক্রস-সেকশনাল গবেষণায় "বিজয়ী-সব-গ্রহণ-করে" পদ্ধতির কারণে মুখের "অনুপ্রবেশ" কে অতিরিক্ত মূল্যায়ন করা হতে পারে যা ভৌতিক কার্যকলাপের জন্য হিসাব করে না। এটি মস্তিষ্ক-কম্পিউটার ইন্টারফেসের জন্য সুসংবাদ: একটি বিচ্ছিন্ন অঙ্গের একটি বিশদ এবং স্থিতিশীল "মানচিত্র" দীর্ঘমেয়াদী অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত। ভৌতিক ব্যথা থেরাপির জন্য, এর অর্থ আরও সূক্ষ্ম: বর্তমান অস্ত্রোপচার এবং স্নায়ু ইন্টারফেস মানচিত্রটিকে "পুনরুদ্ধার" করে না কারণ এটি ইতিমধ্যেই সেখানে রয়েছে; অতএব, অন্যান্য ব্যথা প্রক্রিয়াগুলিকে লক্ষ্য করা প্রয়োজন।

এরপর কী পরীক্ষা করতে হবে

লেখকরা সাবধানতার সাথে কিন্তু সরাসরি উপসংহারে পৌঁছেছেন: প্রাপ্তবয়স্কদের মধ্যে অঙ্গচ্ছেদের পরে S1 সোমাটোটোপির ঘাটতি-চালিত "পুনর্নির্মাণের" কোনও প্রমাণ নেই; সংরক্ষণ এবং পুনর্গঠন ধারণাগতভাবে পারস্পরিকভাবে একচেটিয়া নয়, তবে ঠোঁট দ্বারা বৃহৎ "ক্যাপচার" অনুদৈর্ঘ্য পরিমাপে দৃশ্যমান নয়। নমুনাটি প্রসারিত করা এবং কাজগুলিকে মানসম্মত করা গুরুত্বপূর্ণ:

• বিভিন্ন অঙ্গচ্ছেদের কারণ এবং অস্ত্রোপচারের আগে মোটর নিয়ন্ত্রণের স্তরের জন্য N এবং বয়সের সীমা, কার্ড সংরক্ষণের গতি/সীমা পরীক্ষা করুন।
• অবরোহী এবং পেরিফেরাল সংকেতের অবদান পৃথক করার জন্য স্টাম্প ইলেক্ট্রোমায়োগ্রাফি এবং নিউরোস্টিমুলেশন সহ অবজেক্টিভ পেরিফেরাল মার্কার যোগ করুন।
• উইনার-টেক-অল থেকে অনুদৈর্ঘ্য, মাল্টি-ভক্সেল এবং শ্রেণিবিন্যাস বিশ্লেষণের রিম্যাপিং প্রোটোকলগুলি পুনর্বিবেচনা করুন যা স্পষ্টভাবে ফ্যান্টম গতির জন্য দায়ী।

সংক্ষেপে - মূল বিষয়গুলি

• 'দখল'-এর পরিবর্তে স্থিতিশীলতা: প্রাপ্তবয়স্কদের S1/M1-এ হাত এবং ঠোঁটের মানচিত্র অঙ্গচ্ছেদের পরে 5 বছর পর্যন্ত স্থিতিশীলভাবে অবস্থান করে।
• ফ্যান্টম কোন কল্পনা নয়: "ফ্যান্টম" আঙ্গুলগুলি নাড়ানোর প্রচেষ্টা পরিসংখ্যানগতভাবে অস্ত্রোপচারের আগে হাতের নড়াচড়ার মতোই প্যাটার্ন তৈরি করে।
• প্রভাব: বিসিআই প্রস্থেটিক্সের জন্য একটি শক্তিশালী ভিত্তি; ঘাটতি-চালিত প্লাস্টিসিটির ধারণা পুনর্বিবেচনা; ফ্যান্টম ব্যথা থেরাপির জন্য নতুন লক্ষ্য।

সূত্র: শোন এইচআর এবং অন্যান্য। "হাত কেটে ফেলার আগে এবং পরে স্থিতিশীল কর্টিকাল বডি ম্যাপ," নেচার নিউরোসায়েন্স, ২১ আগস্ট, ২০২৫ (সংক্ষিপ্ত যোগাযোগ)। ডিওআই: https://doi.org/10.1038/s41593-025-02037-7