De studie van voetschilders draagt bij aan het bewijs van het aanpassingsvermogen van de hersenen
Meer bewijs van de ongelooflijke plasticiteit van het menselijk brein is naar voren gekomen door een nieuwe studie van voetschilders - professionele schilders die schilderen met hun voeten. Het gebruik van de voeten als handen, zo blijkt uit de studie, heeft ertoe geleid dat de hersenen tenen als vingers 'zien' - bijna.
De somatosensorische cortex is het gebied van de hersenen dat sensorische prikkels van het lichaam ontvangt en verwerkt, inclusief die van aanraking.
In dit hersengebied wordt elke vinger afzonderlijk in kaart gebracht als een onafhankelijke entiteit. Bij mensen geldt dat doorgaans niet voor tenen.
Toch hebben niet-menselijke primaten, die handen en voeten in gelijke mate gebruiken voor behendige activiteiten, zoals klimmen, wel verschillende hersengebieden voor elke vinger en teen.
In een nieuwe studie, geleid door onderzoekers van University College London (UCL), in het Verenigd Koninkrijk, waren de onderzoekers geïnteresseerd om erachter te komen of menselijke hersenen zich kunnen aanpassen en leren om elke teen afzonderlijk te ‘bekijken ', net als hun vingers.
De onderzoekers werkten met twee voetkunstenaars - beide mannen van in de vijftig - omdat schilderen behendigheid en precisie vereist, wat betekent dat mensen die hun voeten gebruiken voor zulke behendige activiteiten, hebben geleerd om ze op dezelfde manier te gebruiken als handen. De twee professionele kunstenaars gebruiken hun voeten ook om dagelijkse taken uit te voeren, zoals aankleden en typen.
"Voor bijna alle mensen wordt elk van onze vingers vertegenwoordigd door zijn eigen kleine deel van de hersenen, terwijl er geen onderscheid is tussen hersengebieden voor elk van onze tenen", zegt hoofdauteur Daan Wesselink.
"Maar bij andere niet-menselijke primaatsoorten, die hun tenen regelmatig gebruiken voor handige taken zoals klimmen, zijn zowel de tenen als de vingers specifiek vertegenwoordigd in hun hersenen", voegt hij eraan toe.
"Hier hebben we ontdekt dat bij mensen die hun tenen op dezelfde manier gebruiken als andere mensen hun vingers gebruiken, hun tenen in hun hersenen werden weergegeven op een manier die nog nooit eerder bij mensen was gezien."
Daan Wesselink
Topvoorbeelden van ‘natuurlijke plasticiteit van de hersenen’
In de studie - waarvan de bevindingen in het tijdschrift verschijnen Celrapporten - de onderzoekers werkten niet alleen met de twee voetschilders, maar ook met 21 personen die hun handen volledig konden gebruiken en die als controlegroep optraden.
Ten eerste vroeg het team alle deelnemers taken uit te voeren waarmee ze de teenmotoriek en zintuiglijke waarneming in de tenen konden beoordelen.
De onderzoekers merkten op dat de voetschilders typisch één voet zouden gebruiken voor zeer handige activiteiten - zoals het hanteren van een penseel - en de andere om zichzelf te stabiliseren. De twee droegen ook meestal geen gesloten schoeisel.
Dit, zo concludeerden de onderzoekers, heeft de twee kunstenaars waarschijnlijk in staat gesteld om een veel duidelijkere zintuiglijke waarneming in hun tenen te ontwikkelen, waardoor de tenen gevoeliger zijn voor prikkels.
In de volgende fase van het onderzoek gebruikten de onderzoekers functionele MRI met hoge resolutie om alle somatosensorische cortexgebieden van de deelnemers te scannen terwijl ze op de tenen van de deelnemers tikken.
De onderzoekers ontdekten dat in de somatosensorische cortex van elke voetschilder verschillende gebieden "verlichtten" voor elke teen van de behendige voet terwijl erop werd getikt. Dit leek veel op wat er in de hersenen gebeurt als verschillende vingers iets aanraken.
Wesselink en collega's merkten een vergelijkbare reactie in de hersenen op toen ze de tenen van de andere voet van elke schilder aanraakten, hoewel deze gebieden minder duidelijk van elkaar waren gescheiden.
Zoals verwacht, vonden de onderzoekers geen duidelijke mapping in de somatosensorische cortex van een controledeelnemer na het tikken op hun tenen.
Wat de wetenschappers wel verbaasde, was dat de voetkunstenaars niet vaardiger waren in het afzonderlijk wiebelen van elke teen dan de deelnemers in de controlegroep, ondanks het feit dat ze hadden geleerd hun voeten te gebruiken voor taken waarvoor doorgaans handen nodig waren.
De kunstenaars hadden echter wel een betere zintuiglijke waarneming in hun tenen, vergeleken met de deelnemers in de controlegroep.
Een van de schilders die ermee instemde deel te nemen aan deze studie, Peter Longstaff, waardeerde dat het onderzoek een nieuw licht werpt op hoe flexibel het menselijk brein is.
"Ik heb genoten van het helpen van de wetenschap door te laten zien hoe de voeten van de meeste mensen niet optimaal worden benut, en ik hoop dat de resultaten andere mensen zullen aanmoedigen om onconventionele manieren te overwegen om zonder handen rond te komen", zegt de kunstenaar.
"De lichaamskaarten die we in onze hersenen hebben, zijn niet noodzakelijkerwijs gefixeerd - het lijkt als zodanig omdat ze erg consistent zijn voor bijna alle mensen, maar dat komt alleen omdat de meeste mensen zich erg op dezelfde manier gedragen", zegt co-hoofdauteur Harriet Dempsey-Jones, Ph. D., legt uit.
"Onze studie toont een extreem voorbeeld van de natuurlijke plasticiteit van de hersenen, aangezien het zich anders kan organiseren bij mensen met sterk verschillende ervaringen vanaf het allereerste begin van hun leven", voegt de senior auteur, Tamar Makin, een universitair hoofddocent cognitieve neurowetenschappen aan de UCL toe. .
