Dit duo heeft geen armen, maar dat weerhield hen er niet van het kunstenaarsvak te leren. Het gebruik van hun voeten leidde tot veranderingen in het brein.
Schrijven, typen, appen, gamen, puzzelen, koken, timmeren – wat doen we níet met onze handen? Zo gewend zijn we aan onze linkse en rechtse dat leven zonder het paar, en het stel vingers dat erbij hoort, knaplastig lijkt. Toch zijn er mensen die het doen. En goed ook: veelal nemen de voeten en tenen de rol van de afwezige ledematen over.
Het brein past zich aan deze bijzondere situatie aan, zo beschrijft een team Engelse neurologen in vakblad Cell Reports. Uit hersenscans bleken de voeten en tenen van twee professionele voetkunstenaars, geboren zonder armen, eenzelfde breinactiviteit te vertonen als de handen en vingers bij mensen met de ledematen.
Lees ook:
Alternatief
Voor de meeste van ons wordt elk van onze vingers gerepresenteerd door een eigen plekje in de hersenen. Onze tenen daarentegen delen een breinregio. Maar in andere primaten, zoals de chimpansee, waarbij de tenen bijna zo veelzijdig zijn als de vingers, is dat onderscheid er weer wel.
De onderzoekers doken in de ‘breinorganisatie’ en namen hiervoor de grijze massa van Tom Yendell en Peter Longstaff, twee professionele voetkunstenaars, allebei geboren zonder armen, onder de loep. Het duo gebruikt hun geoefende benen, voeten en tenen als alternatief voor de afwezige ledematen. Wellicht zouden de hersenen van dit paar wel onderscheid maken tussen de tenen, zo vermoedden de onderzoekers.
Hersenactiviteit
Middels zogenaamde fMRI (voor functionele MRI) bekeken de onderzoekers de hersenen van het creatieve duo en, ter controle, 21 mensen met beide handen. De proefpersonen ondergingen verschillende tests. Voor een daarvan werden ze, als ze in de scanner lagen, een voor een op enkele tenen getikt.
De reactie van het brein op de stimulatie verbaasde de onderzoekers. Bij de voetkunstenaars lichtten aparte regio’s op, vergelijkbaar met hoe dat doorgaans gebeurt voor de vingers. Het effect was het duidelijkst bij de behendigste voet, maar ook aanwezig bij de andere, die meestal een meer ondersteunende rol heeft (zie filmpje). Bij de controlegroep was geen onderscheid tussen verschillende tenen te zien.
Bij geoefende voetkunstenaars hebben de tenen, net als de vingers in mensen met handen, elk een eigen plekje in het brein. © Dempsey-Jones et al., 2019/Cell Reports
Aanpassen
Ook zagen de onderzoekers dat de tenen van de schilders delen in het brein activeerden die anders een rol zouden spelen bij de motoriek van hun handen. Dat komt overeen met eerdere bevindingen waarbij andere lichaamsdelen taken overnemen; zoals lippen en armen van mensen die bijvoorbeeld met één hand geboren zijn.
“We wisten al dat de hersenen zich kunnen aanpassen aan het gemis van een ledemaat of zintuig”, mailt bewegingswetenschapper Katinka van der Kooij (Vrije Universiteit Amsterdam). “Als je blind bent, zal het deel van jouw hersenen dat zich bij anderen met zien bezig houdt, zich op geluid richten. Nu blijkt dat mensen zonder handen zelfs dingen met hun voeten kunnen doen die anders onmogelijk lijken.”
“Hoewel de conclusies statistisch gezien naar mijn idee soms wat overdreven zijn, is het mooi hoe de onderzoekers laten zien dat het brein de tenen van de voetschilders afzonderlijk representeert terwijl dit voor de ‘controle’ proefpersonen niet zo was”, mailt Van der Kooij. “Verder is het interessant dat in dit gezien wordt terwijl de voetschilders bijvoorbeeld niet beter zijn in het onafhankelijk bewegen van de tenen.”
Plasticiteit
Van der Kooij is nieuwsgierig naar of voetschilders het ‘breinpatroon’ hebben aangeleerd of dat ze het behouden hebben en het bij anderen verloren is gegaan door het dragen van schoenen. “Het valt mij bij mijn eenjarige zoontje op dat hij dingen onderzoekt met zijn tenen op een manier die ik bij volwassenen niet zie”, besluit ze.
“Het onderzoek laat een extreem voorbeeld van de natuurlijke plasticiteit van ons brein zien”, vertelt coauteur Tamar Makin in een persbericht. Het team wil zo snel mogelijk verder in dit aanpassingsvermogen van het brein duiken. Mogelijk, zo stellen de neurologen, zou deze kennis in de toekomst bij kunnen dragen aan nieuwe vormen voor rehabilitatie en behandelmethoden van fantoompijn.
Bronnen: Cell Reports, EurekAlert!1, 2
Beeld: Dempsey-Jones et al., 2019/Cell Reports
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!