Prst viška nije naodmet

Osobe s potpuno funkcionalnim suvišnim prstima manualno su sposobnije i spretnije od ljudi s uobičajenim brojem prstiju na šakama, što može biti korisno u dizajniranju i razvoju robotičkih udova

Igor Berecki nedjelja, 23. lipnja 2019. u 05:30

Polidaktilija, pojava više od pet prstiju na šakama ili stopalima, u prošlosti se rješavala najčešće ubrzo nakon rođenja i to kirurškim putem -  uklanjanjem suvišnih prstiju, većinom stoga što takvi prsti obično nemaju pravilno razvijene i funkcionalne vlastite koštane, mišićne i tetivne strukture, nego većinom izgledaju poput ružnog, nerazvijenog privjeska pripojenog na šaku. Zbog toga nema mnogo odraslih osoba s polidaktilijom, a detaljnija istraživanja o funkcionalnosti polidaktilnih šaka sve donedavno nisu ni provođena.

Opozicija: kvantni skok ljudskog napretka

Ljudska šaka je među čovjekolikim primatima jedinstvena po tome što se u ljudi palac nalazi u položaju tzv. opozicije, nasuprotan ostalim prstima, čime je omogućen spretniji, čvršći i stabilniji način hvatanja i držanja predmeta u ruci (vidi sliku). Opozicija palca i razvoj motoričke kontrole mozga nad takvom šakom smatra se evolucijskim 'kvantnim skokom' koji je čovjekovim precima omogućio korištenje alata i dominaciju nad ostalim primatima.

Opozicija (lijevo), 'čovjekoliki hvat' šakom pri kojem je palac nasuprot ostalih prstiju. Apozicija (desno), ili tzv. 'majmunski hvat' u kojem se palac nalazi na istoj strani s ostalim prstima (autorov selfie)
Opozicija (lijevo), 'čovjekoliki hvat' šakom pri kojem je palac nasuprot ostalih prstiju. Apozicija (desno), ili tzv. 'majmunski hvat' u kojem se palac nalazi na istoj strani s ostalim prstima (autorov selfie)

Polidaktilija se u medicinskom smislu načelno smatra anatomskom, funkcionalnom i estetskom abnormalnošću šake. No, nedavna studija provedena na Sveučilištu Freiburg i objavljena u časopisu Nature Communications, pokazala je da - ukoliko je normalno anatomski građen i pokretljiv - suvišni prst može donijeti dodatnu kvalitetu manualnim vještinama: osobe koje imaju šest pravilno i potpuno formiranih prstiju na šakama ne moraju biti u nepovoljnijem položaju, nego mogu posjedovati veću motoričku spretnost od 'petoprstih' ljudi. Ako su prekobrojni, prsti ne moraju biti i suvišni, već mogu biti znatno korisniji nego što bi se moglo pretpostaviti.

Dva palca

Ispitanici u studiji, majka i sin - svatko s po šest prstiju na obje šake - u stanju su jednom rukom svezati vezicu na obući i koristiti kontroler igraće konzole i računalnu tipkovnicu na učinkovitiji način od 'običnih' ljudi.

Za razliku od preaksijalne polidaktilije kod koje postoje dva 'palca', ovo je primjer tzv. centralne polidaktilije, u kojoj je udvostručen srednji prst (ono kada jednom rukom nekome možete pokazati dva srednja prsta)
Za razliku od preaksijalne polidaktilije kod koje postoje dva 'palca', ovo je primjer tzv. centralne polidaktilije, u kojoj je udvostručen srednji prst (ono kada jednom rukom nekome možete pokazati dva srednja prsta)

Anatomski gledano, kod njih je posrijedi specifična vrsta (tzv. preaksijalna polidaktilija), kod koje se između palca i ostalih prstiju 'ubacio' prekobrojni prst čija anatomija i pokretljivost odgovaraju građi i funkciji 'drugog palca', a ostali prsti su u opoziciji. Taj 'drugi palac' ispitanici uspijevaju neovisno i samostalno pomicati potpuno odvojeno od drugih prstiju, omogućujući još veću spretnost cijele šake. Postaksijalne polidaktilije - kod kojih su dodatni prsti postavljeni iza malog prsta - najčešće su nefunkcionalnog tipa. Polidaktilije centralnog tipa (udvostručen neki od središnjih prstiju) često rezultiraju skoro normalnih izgledom i urednom funkcijom šake.

Tijekom ispitivanja šestoprstih osoba, istraživači su otišli i znatno dalje od sâmog proučavanja anatomske građe i motoričkih vještina njihovih šaka: detaljno je proučavana neuronska interakcija između mozga i prstiju, te lokacija i funkcionalna aktivnost moždanih centara odgovornih za motoriku šake.

Svaki prst ima svoje mjesto u mozgu

Magnetna rezonanca (MRI) njihovih šaka je dokazala da svaki prekobrojni prst u potpunosti ima vlastite, dodatne mišiće, tetive i živce, a fMRI (funkcijsko magnetno-rezonantno proučavanje promjene moždanog protoka krvi u odnosu na motoriku prstiju) je pokazalo da svaki dodatni prst posjeduje i vlastitu dodatnu regiju u mozgu koja ga kontrolira.

Usporedba fMRI (funkcionalne magnetne rezonance) petoprstih i šestoprstih osoba
Usporedba fMRI (funkcionalne magnetne rezonance) petoprstih i šestoprstih osoba

Dakle, mozak polidaktilične osobe ne mora 'raditi prekovremeno' niti koristiti neuronske resurse koji kontroliraju druge dijelove tijela ili mišiće ruku i prstiju, jer funkcionalni dodatni prsti imaju, baš kao i normalni, svaki svoj kontrolni centar u moždanoj kori.

Proučavanje građe i motorike polidaktilične šake, kao i moždano-neuronske kontrole 'normalnih' i 'dodatnih' prstiju, od velike je koristi znanstvenicima koji se bave osmišljavanjem, dizajniranjem i poboljšanjem funkcionalnosti mehaničkih udova - kako onih bioničkih, koji kod ljudi služe za funkcionalnu zamjenu za amputirane ekstremitete, tako i za izradu 'robotskih ruku' na tvorničkim pokretnim trakama ili daljinski upravljanim strojevima za rad u okolišu nepovoljnom za ljude (razminiranje, kemijska isparavanja, podvodni radovi, svemirski program…).

Polidaktilija u službi kiborga

Istraživače zanima što možemo naučiti od ljudi s prekobrojnim prstima i kako se to znanje može prevesti u razvoj i funkcionalnost robotskih udova i prstiju, uključuju i činjenicu da robotski udovi neće imati istu složenu živčanu strukturu, tetive i mišićne skupine kao prekobrojni prsti kod ljudi.

Bionička šaka: noviji modeli osim precizne motoričke funkcije sve češće imaju mogućnost detekcije primarnih osjeta (dodira, pritiska i temperature)
Bionička šaka: noviji modeli osim precizne motoričke funkcije sve češće imaju mogućnost detekcije primarnih osjeta (dodira, pritiska i temperature)

Poseban izazov predstavlja osmišljavanje i izrada bioničkih udova (šake i prstiju) i njihove neuralne povezanosti sa živčanim sustavom: saznanja koja se prikupe proučavanjem 'šestoprstih' osoba omogućit će precizno mapiranje neuronalnih centara za pokrete prstiju i postizanje točnije moždane aktivacije i motoričke kontrole umjetne šake kod osoba s amputacijom. Štoviše, kada govorimo o bioničkim šakama kontroliranim cerebralnom aktivnošću, nije više u pitanju samo motorika, već i sezorički dio funkcije prstiju: osjet dodira, topline i pritiska. Prsti viška i ovdje mogu pružiti korisnu informaciju o aferentnim (osjetnim) i eferentnim (motoričkim) neuronskim impulsima i njihovom mapiranju u moždanim regijama.

Za razliku od polidaktilnih ljudi koji od rođenja imaju formiranu moždanu kontrolu nad svim svojim funkcionalnim prstima, u već sada postojećoj cyborg-budućnosti će osobe koje su izgubile šaku i u zamjenu dobiju robotičku protezu tek morati naučiti kako povezati neuro-mehaničke linkove svoje čelične (ili, vjerojatnije, karbonske) šake s postojećim moždanim centrima za mehaniku pokreta. A istraživanja poput ovoga mogla bi dati važne podatke o načinima funkcionalnog povezivanja ljudske neuronalne funkcije i robotike.

 

 

Igor „Doc“ Berecki je pedijatar-intenzivist na Odjelu intenzivnog liječenja djece Klinike za pedijatriju KBC Osijek. Od posla se opušta antistresnim aktivnostima: od pisanja svojevremeno popularnih tekstova i ilustracija u tiskanom izdanju časopisa BUG, crtkanja grafika i dizajna, zbrinjavanja pasa i mačaka, te fejsbučkog blogiranja o craft-pivima, životnim neistinama i medicinskim trivijama, sve do pasioniranog kuhanja posve probavljivih jela i sviranja slabo probavljivog bluesa.