After the amputation of a limb, the representation region of the amputated limb in the primary somatosensory cortex (S1) is deprived of its main input; this generates a change in the boundaries of the body map in S1. The remapping process has been termed 'reorganization' and is attributed to multiple mechanisms, including an increase in the expression of previously masked inputs.In a maladaptive plasticity model, such reorganization has been associated with phantom limb pain (PLP). Brain activity associated with imagined movements of the phantom limb is also correlated with PLP, suggesting that the preserved functional representation of the limb may play a complementary role.This study examines some recent evidence, based on neuroimaging studies in humans, on the possible causes and consequences of brain reorganization after amputation. Perceptual and behavioral factors related to limb amputation are described, such as non-painful sensations from the stump, the perception of the limb as one's own, and compensatory behavior of the intact limb, which have been correlated with both cortical reorganization and PLP.These studies indicate a close interaction between sensory changes and alterations in brain regions involved in body representation, pain processing, and motor control. The new findings from these studies may lead to the development of therapeutic interventions aimed at modifying the cortical representation of the stump. In summary, these research findings emphasize the need to consider, to understand and alleviate PLP, the contribution of additional brain mechanisms beyond S1 remapping, and the dynamic interaction of contextual factors with brain changes.

Dopo l'amputazione di un arto, la regione di rappresentazione dell’arto amputato nella corteccia somatosensoriale primaria (S1) viene privata del suo input principale; questo genera un cambiamento dei confini della mappa corporea di S1. Il processo di rimappatura è stato chiamato 'riorganizzazione' ed è attribuito a molteplici meccanismi, tra cui l'aumento dell'espressione di input precedentemente mascherati. ​In un modello di plasticità maladattativa, tale riorganizzazione è stata associata al dolore all’arto fantasma ("phantom limb pain" - PLP). L'attività cerebrale associata ai movimenti immaginati dell’arto fantasma è anche correlata al PLP, suggerendo che la rappresentazione funzionale conservata dell’arto possa svolgere un ruolo complementare. ​In questo studio vengono esaminate alcune evidenze recenti, basate su studi di neuroimaging nell’Uomo, sulle possibili cause e le conseguenze della riorganizzazione cerebrale dopo l'amputazione. Vengono descritti i fattori percettivi e comportamentali legati all'amputazione dell'arto, come le sensazioni non dolorose provenienti dal moncone, la percezione dell'arto come proprio, il comportamento compensatorio dell’arto intatto, che sono stati correlati sia alla riorganizzazione corticale che al PLP. ​Questi studi indicano una stretta interazione tra cambiamenti sensoriali e alterazioni nelle regioni cerebrali coinvolte nella rappresentazione corporea, nell'elaborazione del dolore e nel controllo motorio. I nuovi risultati di questi studi possono portare alla elaborazione di interventi terapeutici volti a modificare la rappresentazione corticale del moncone.In sintesi, queste ricerche sottolineano la necessità di considerare, per comprendere e alleviare il PLP, il contributo di meccanismi cerebrali aggiuntivi, oltre alla rimappatura di S1, e l'interazione dinamica di fattori contestuali con i cambiamenti cerebrali.​

STUDIO DEI CAMBIAMENTI CORTICALI OSSERVABILI IN SEGUITO ALLO SVILUPPO DELLA SINDROME DELL'ARTO FANTASMA

ULIVA, EDOARDO
2022/2023

Abstract

After the amputation of a limb, the representation region of the amputated limb in the primary somatosensory cortex (S1) is deprived of its main input; this generates a change in the boundaries of the body map in S1. The remapping process has been termed 'reorganization' and is attributed to multiple mechanisms, including an increase in the expression of previously masked inputs.In a maladaptive plasticity model, such reorganization has been associated with phantom limb pain (PLP). Brain activity associated with imagined movements of the phantom limb is also correlated with PLP, suggesting that the preserved functional representation of the limb may play a complementary role.This study examines some recent evidence, based on neuroimaging studies in humans, on the possible causes and consequences of brain reorganization after amputation. Perceptual and behavioral factors related to limb amputation are described, such as non-painful sensations from the stump, the perception of the limb as one's own, and compensatory behavior of the intact limb, which have been correlated with both cortical reorganization and PLP.These studies indicate a close interaction between sensory changes and alterations in brain regions involved in body representation, pain processing, and motor control. The new findings from these studies may lead to the development of therapeutic interventions aimed at modifying the cortical representation of the stump. In summary, these research findings emphasize the need to consider, to understand and alleviate PLP, the contribution of additional brain mechanisms beyond S1 remapping, and the dynamic interaction of contextual factors with brain changes.
2022
2023-12-15
STUDY OF CORTICAL CHANGES REPORTED AFTER PHANTOM LIMB SYNDROME DEVELOPMENT
Dopo l'amputazione di un arto, la regione di rappresentazione dell’arto amputato nella corteccia somatosensoriale primaria (S1) viene privata del suo input principale; questo genera un cambiamento dei confini della mappa corporea di S1. Il processo di rimappatura è stato chiamato 'riorganizzazione' ed è attribuito a molteplici meccanismi, tra cui l'aumento dell'espressione di input precedentemente mascherati. ​In un modello di plasticità maladattativa, tale riorganizzazione è stata associata al dolore all’arto fantasma ("phantom limb pain" - PLP). L'attività cerebrale associata ai movimenti immaginati dell’arto fantasma è anche correlata al PLP, suggerendo che la rappresentazione funzionale conservata dell’arto possa svolgere un ruolo complementare. ​In questo studio vengono esaminate alcune evidenze recenti, basate su studi di neuroimaging nell’Uomo, sulle possibili cause e le conseguenze della riorganizzazione cerebrale dopo l'amputazione. Vengono descritti i fattori percettivi e comportamentali legati all'amputazione dell'arto, come le sensazioni non dolorose provenienti dal moncone, la percezione dell'arto come proprio, il comportamento compensatorio dell’arto intatto, che sono stati correlati sia alla riorganizzazione corticale che al PLP. ​Questi studi indicano una stretta interazione tra cambiamenti sensoriali e alterazioni nelle regioni cerebrali coinvolte nella rappresentazione corporea, nell'elaborazione del dolore e nel controllo motorio. I nuovi risultati di questi studi possono portare alla elaborazione di interventi terapeutici volti a modificare la rappresentazione corticale del moncone.In sintesi, queste ricerche sottolineano la necessità di considerare, per comprendere e alleviare il PLP, il contributo di meccanismi cerebrali aggiuntivi, oltre alla rimappatura di S1, e l'interazione dinamica di fattori contestuali con i cambiamenti cerebrali.​
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