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Hat eine abgetrennte Extremität/ein abgetrennter Finger nach der Trennung Schmerzen?

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Wenn eine Person mit einem abgetrennten Finger endet, wird dieser Finger, nachdem er heruntergefallen ist, irgendwelche Schmerzen verspüren und anfangen, sich zu winden? Kann eine Gliedmaße, nachdem sie sich vom Körper getrennt hat, für ein paar Sekunden mehr ihren eigenen Verstand haben, wie zum Beispiel der Schwanz einer Eidechse?


Schmerz ist ein Signal, das von einer Nervenschmerzrezeptorzelle (sogenannter Nozizeptor) an das Zentralnervensystem (ZNS, d. h. das Gehirn) abgegeben wird. Wenn ich mich selbst verletze und einen kleinen Schnitt in meinem Finger verursache, senden Nozizeptoren um den Schnitt herum das Schmerzsignal an das ZNS, das es wiederum verarbeitet und das körperliche Schmerzempfinden in dieser Region verursacht.

Wenn ein Finger durchtrennt wird, sind die Nozizeptoren direkt über dem Schnitt extrem aktiv, interagieren mit dem ZNS und verursachen starke Schmerzen. Auf der anderen Seite können Nozizeptoren im Finger selbst das Schmerzsignal nirgendwo hin "schieben", also können sie in diesem Sinne keinen Schmerz messen - es ist kein ZNS mehr mit dem Finger verbunden, das in der Lage ist, das von jedem abgegebene Signal zu verarbeiten Nozizeptoren im Finger.


Geschichte, wie ein abgetrennter Arm wieder befestigt wurde

Fremde bleiben oft stehen, um Bob Seeman zu fragen, warum er einen gepolsterten Handschuh an seiner linken Hand trägt.

Anstatt mit einer langen Erklärung zu beginnen, reicht Seeman dem Fragesteller eine Karte mit einem Link zu einem Video, das er kürzlich auf YouTube gepostet hat. (Link: http://youtu.be/-57ulo5QJw4)

Das 10-minütige Video erzählt die außergewöhnliche Geschichte, wie Seemans linker Arm im Loyola University Medical Center wieder befestigt wurde, nachdem er bei einem Abschleppwagen-Unfall fast vollständig abgetrennt wurde.

Der gepolsterte Handschuh schützt die etwas schmerzempfindliche Handfläche. Und wegen der schlechten Durchblutung muss Seeman im Winter einen Ärmel tragen, um seinen Arm warm zu halten. Aber ansonsten hat sein Arm etwa 98 Prozent seiner normalen Funktion behalten.

"Wenn ich keinen Handschuh trage, würde niemand jemals vermuten, dass mein Arm wieder befestigt wurde", sagte Seeman, der in Mokena, Il, lebt. "Es ist eine so wundersame Geschichte, ich möchte den Leuten davon erzählen. Es ist schwierig, die ganze Geschichte verbal zu erzählen, und normalerweise lasse ich etwas aus. Also haben meine Frau Carol und ich dieses Video gemacht."

Seeman nähert sich dem 30. Jahrestag des Unfalls, der sich am 30. April 1984 ereignete. Zu dieser Zeit arbeitete er im Familienbetrieb für Abschleppwagen, als er zum Unfallort eines umgekippten Sattelzuges gerufen wurde. Sein Arm verfing sich in einem Mechanismus, der das Kabel des Abschleppwagens auf- und abwickelt. Fast abgetrennt blieb sein Arm an der Haut hängen.

Bei einer Marathon-Operation arbeiteten der orthopädische Chirurg Michael Pinzur, MD, der plastische Chirurg Juan Angelats, MD, und der Gefäßchirurg William Baker, MD, zusammen, um Seemans Arm wieder zu befestigen.

Sie nähten Nerven, Blutgefäße, Muskeln und Sehnen zusammen und verwendeten Platten und Schrauben, um seinen gebrochenen Humerus (Oberarmknochen) wieder zu verbinden. Sie nahmen Knochentransplantate aus seinen Hüften und Hauttransplantate aus seinem Bein und verwendeten eine Vene aus seinem Bein, um eine beschädigte Arterie in seinem Arm zu ersetzen.

Viele Gliedmaßen-Wiederanbringungen scheitern letztendlich. Die Gliedmaße kann aufgrund schlechter Durchblutung absterben, wenig oder gar keine Bewegung behalten oder aufgrund einer Nervenschädigung so schmerzhaft werden, dass sie amputiert werden muss.

Aber Seeman hatte keines dieser Probleme. Nach mehreren Folgeoperationen und einem Jahr Beschäftigungstherapie konnte er seinen Arm fast vollständig wieder einsetzen.

"Manchmal im Leben schätzen wir etwas nicht, bis wir es verlieren, und dann ist es zu spät", sagt er im Video. "Es scheint, dass ich im Laufe der Jahre hunderte Male mit meinen Kindern gespielt und sie mit zwei guten Armen hoch in die Luft gepflückt habe, und es trifft mich wie ein Blitz, wie glücklich und dankbar ich für eine zweite Chance bin."


Pathophysiologie

Die drei Kategorien von Nervenverletzungen sind Neurapraxie, Axonotmesis und Neurotmesis. Die Neurapraxie ist am wenigsten schwerwiegend und beinhaltet eine fokale Schädigung der Myelinfasern um das Axon, wobei das Axon und die Bindegewebshülle intakt bleiben. Neurapraxie hat typischerweise einen begrenzten Verlauf (d. h. Tage bis Wochen). Axonotmesis ist schwerwiegender und beinhaltet eine Verletzung des Axons selbst. Eine Regeneration des Nervs ist möglich, aber typischerweise verlängert (d. h. Monate), und Patienten erholen sich oft nicht vollständig. Neurotmesis beinhaltet eine vollständige Unterbrechung des Axons mit geringer Wahrscheinlichkeit eines normalen Nachwachsens oder einer klinischen Erholung.2, 3

Die meisten Nervenverletzungen führen zu Neurapraxie oder Axonotmesis. Zu den Mechanismen der Nervenverletzung gehören direkter Druck, repetitive Mikrotraumata und dehnungs- oder kompressionsinduzierte Ischämie. Der Grad der Verletzung hängt von der Schwere und dem Ausmaß (Zeit) der Kompression ab.4


Körperbewusstsein und Selbstwertgefühl

Unsere bewussten Erfahrungen sind an eine Selbstidentität gebunden, die die „Ich“-Erfahrung und viele Empfindungen, Gedanken, Emotionen und Erfahrungen umfasst, die mit diesem Gefühl von uns verbunden sind. Der Körper ist ein großer Teil dieses Selbstverständnisses.

Der Sinn von „Ich“ wird trotz zahlreicher Hirnstudien, die sich darauf konzentrieren, nicht verstanden. Komplexe multisensorische Systeme scheinen das körperliche Selbstbewusstsein hervorzubringen, das einen integralen Bestandteil der Ich-Identifikation darstellt. Drei Aspekte scheinen entscheidend zu sein, um dieses Selbstgefühl zu definieren: die Fähigkeit zur Selbstlokalisierung, die ein Körpergefühl und ein Gefühl der Platzierung im Raum umfasst, eine Selbstidentifikation und eine subjektive Erfahrung der ersten Person.

Das Körperbild kann bei einer Hirnverletzung leicht verändert werden. Hirnschäden haben das Gefühl erzeugt, keine Gliedmaßen zu besitzen oder zu denken, dass eine Gliedmaße jemand anderem gehört. Bei einigen Verletzungen identifizieren die Opfer die Gliedmaßen anderer Personen als ihre eigenen. Das Selbst wird jedoch als einzelnes Wesen dargestellt, nicht als Glied. Diese Veränderungen der Gliedmaßen ändern nichts an dieser Ich-Erfahrung.

Die Perspektive der ersten Person und die Selbstlokalisierung verwenden einige ähnliche und einige unterschiedliche Gehirnregionen. Gehirnprozesse, die sich auf interne Signale wie den Herzschlag beziehen, sind wichtige Informationen, die an die Gehirnregion gesendet werden, um ein emotionales Bewusstsein zu schaffen, das ein entscheidender Teil der Selbstidentität ist. In früheren Beiträgen wurde das Standardmodus-Netzwerk, das DMN, diskutiert, das mit Introspektion und Selbstidentität korreliert. Dieser Aspekt der Selbstidentität ändert sich mit der Meditation.

Die meisten Bewusstseinsforschungen haben sich auf die Verarbeitung visueller Reize konzentriert, die sowohl bewusst als auch unbewusst sein können. Es ist beispielsweise nicht bekannt, wie diese Verarbeitung bei veränderten Körperbewusstseinszuständen abläuft. Es ist auch nicht bekannt, wie sich Bewusstsein oder Identität auf Sprache, Gedächtnis, Zukunftsplanung und -vorhersage, Selbsterzählung oder Empathie beziehen.


3. Verbrennungen

Insbesondere Opfer von Autounfällen, Bauunfällen und Produkthaftpflichtunfällen haben eine hohe Wahrscheinlichkeit, Verbrennungen zu erleiden. Leichte Verbrennungen ersten Grades können zu einer Rötung der verletzten Haut führen. In schwereren Fällen kann es jedoch zu Blasenbildung kommen. Einige schwere Verbrennungen verursachen Schäden unter der Hautoberfläche und schädigen Muskeln, Nervengewebe und sogar Knochen. Selbst geringfügige Verbrennungen können erhebliche Schmerzen verursachen und für das Opfer funktionstüchtig sein, das aufgrund von Schmerzen möglicherweise nicht in der Lage ist, normalen Aktivitäten nachzugehen. Patienten können lange brauchen, um sich von schwereren Verbrennungen zu erholen. Schwere Verbrennungen, einschließlich Verbrennungen dritten Grades, verursachen oft bleibende Narben und Entstellungen. Die Patienten können das normale Hautgefühl über der Verbrennung verlieren oder eine erhöhte Empfindlichkeit in diesem Bereich haben.


Genetische Elemente, die die Regeneration antreiben, aufgedeckt

Wenn Sie unseren Evolutionsbaum bis zu seinen Wurzeln zurückverfolgen – lange vor dem Abwurf von Kiemen oder der Entwicklung von opponierbaren Daumen – werden Sie wahrscheinlich einen gemeinsamen Vorfahren mit der erstaunlichen Fähigkeit finden, verlorene Körperteile zu regenerieren.

Glückliche Nachkommen dieser Kreatur, einschließlich der heutigen Salamander oder Zebrafische, können das Kunststück immer noch vollbringen, aber der Mensch hat im Laufe der Jahrmillionen der Evolution einen Großteil seiner Regenerationskraft verloren.

Um zu verstehen, was verloren gegangen ist, haben Forscher eine laufende Liste der Gene erstellt, die es regenerierenden Tieren ermöglichen, einen abgetrennten Schwanz nachwachsen zu lassen oder beschädigtes Gewebe zu reparieren. Überraschenderweise haben sie herausgefunden, dass Gene, die bei diesen Lebewesen für die Regeneration wichtig sind, auch beim Menschen Entsprechungen haben. Der Hauptunterschied liegt möglicherweise nicht in den Genen selbst, sondern in den Sequenzen, die regulieren, wie diese Gene während einer Verletzung aktiviert werden.

Eine Duke-Studie erscheint am 6. April in der Zeitschrift Natur hat das Vorkommen dieser regulatorischen Sequenzen in Zebrafischen entdeckt, einem bevorzugten Modell der Regenerationsforschung. Diese Sequenzen, die als "Geweberegenerationsverstärkerelemente" oder TREEs bezeichnet werden, können Gene an Verletzungsstellen aktivieren und sogar so konstruiert werden, dass sie die Regenerationsfähigkeit von Tieren verändern.

„Wir möchten wissen, wie Regeneration abläuft, mit dem ultimativen Ziel, dem Menschen zu helfen, sein volles Regenerationspotenzial zu entfalten“, sagte Kenneth D. Poss, Ph.D., leitender Autor der Studie und Professor für Zellbiologie an der Duke University School of Medicine . "Unsere Studie weist auf einen Weg hin, wie wir möglicherweise die Gene erwecken könnten, die für die Regeneration verantwortlich sind, die wir alle in uns tragen."

In den letzten zehn Jahren haben Forscher Dutzende von Regenerationsgenen in Organismen wie Zebrafischen, Fliegen und Mäusen identifiziert. Zum Beispiel kann ein Molekül namens Neuregulin 1 Herzmuskelzellen proliferieren lassen und andere, sogenannte Fibroblasten-Wachstumsfaktoren, können die Regeneration einer abgetrennten Flosse fördern. Was jedoch noch nicht erforscht wurde, sagt Poss, sind die regulatorischen Elemente, die diese Gene in verletztem Gewebe aktivieren, während der Regeneration eingeschaltet halten und sie dann wieder ausschalten, wenn die Regeneration abgeschlossen ist.

In dieser Studie wollten Poss und seine Kollegen feststellen, ob diese wichtigen DNA-Abschnitte existieren und wenn ja, wo sie sich befinden. Es war bereits bekannt, dass kleine Sequenzabschnitte, sogenannte Enhancer-Elemente, steuern, wann Gene in einem sich entwickelnden Embryo aktiviert werden. Es war jedoch nicht klar, ob diese Elemente auch verwendet werden, um die Regeneration voranzutreiben.

Zuerst suchte der Hauptstudienautor Junsu Kang, Ph.D., ein Postdoktorand im Poss-Labor, nach Genen, die während der Flossen- und Herzregeneration bei Zebrafischen stark induziert wurden. Er fand heraus, dass ein Gen namens Leptin b bei Fischen mit amputierten Flossen oder verletzten Herzen aktiviert war. Kang durchforstete die 150.000 Basenpaare der Sequenz um Leptin b und identifizierte ein Enhancer-Element, das ungefähr 7.000 Basenpaare vom Gen entfernt liegt.

Dann reduzierte er den Enhancer auf die kürzeste erforderliche DNA-Sequenz. Dabei entdeckte Kang, dass sich das Element in zwei verschiedene Teile unterteilen lässt: einen, der Gene in einem verletzten Herzen aktiviert, und einen daneben, der Gene in einer verletzten Flosse aktiviert. Er fusionierte diese Sequenzen mit zwei Regenerationsgenen, Fibroblasten-Wachstumsfaktor und Neuregulin 1, um transgene Zebrafische zu erschaffen, deren Flossen und Herzen nach einer Verletzung überlegene regenerative Reaktionen zeigten.

Schließlich testeten die Forscher, ob diese „Geweberegenerationsverstärkerelemente“ oder BÄUME eine ähnliche Wirkung in Säugetiersystemen wie Mäusen haben könnten. Mitarbeiter Brian L. Black, PhD, von der University of California, San Francisco, befestigte einen BAUM an ein Gen namens lacZ, das eine blaue Farbe erzeugt, wo immer es eingeschaltet ist. Bemerkenswerterweise fand er heraus, dass die Übernahme dieser Elemente aus dem Genom von Zebrafischen die Genexpression in den verletzten Pfoten und Herzen von transgenen Mäusen aktivieren könnte.

"Wir stehen erst am Anfang dieser Arbeit, aber jetzt haben wir einen ermutigenden Beweis für das Konzept, dass diese Elemente alle notwendigen Sequenzen besitzen, um nach einer Verletzung mit der Maschinerie von Säugetieren zu arbeiten", sagte Poss. Er vermutet, dass es viele verschiedene Arten von BÄUMEN geben kann: solche, die Gene in allen Geweben aktivieren, diejenigen, die Gene nur in einem Gewebe wie dem Herzen aktivieren, und solche, die im Embryo während seiner Entwicklung aktiv sind und dann im Erwachsenen als reaktiviert werden es regeneriert.

Schließlich glaubt Poss, dass genetische Elemente wie diese mit Genom-Editing-Technologien kombiniert werden könnten, um die Fähigkeit von Säugetieren, sogar Menschen, zu verbessern, beschädigte oder fehlende Körperteile zu reparieren und nachzuwachsen.

"Wir wollen mehr dieser Art von Elementen finden, damit wir verstehen können, was das Regenerationsprogramm antreibt und letztendlich steuert", sagte Poss. "Es kann starke Elemente geben, die die Expression des Gens viel stärker steigern als andere, oder Elemente, die Gene in einem bestimmten Zelltyp aktivieren, der verletzt wurde. Mit diesem Grad an Spezifität können wir eines Tages ein schlecht regenerierendes Gewebe in ein besseres verwandeln." eines mit nahezu chirurgischer Präzision."

Die Natur Studie wurde unterstützt durch ein Postdoktorandenstipendium der American Heart Association (AHA) (12POST11920060), einen Clinical Investigator Award der National Institutes of Health (NIH) (K08 HL116485), ein Graduate Research Fellowship (1106401) der National Science Foundation (NSF), ein NIH-Postdoktorand Stipendium (F32 HL120494) und durch Zuschüsse des NIH (R01 HL089707, R01 HL064658, R01 GMO74057 und R01 HL081674). Zusätzliche Unterstützung kam vom Howard Hughes Medical Institute (HHMI).


KLINISCHE FÄLLE

Chris Nickson

Chris ist Intensivmediziner und ECMO-Spezialist auf der Alfred ICU in Melbourne. Außerdem ist er Innovationsleiter des Australian Centre for Health Innovation bei Alfred Health und Clinical Adjunct Associate Professor an der Monash University. Er ist Mitbegründer des Australia and New Zealand Clinician Educator Network (ANZCEN) und leitet das ANZCEN Clinician Educator Incubator-Programm. Er ist Mitglied des Board of Directors der Intensive Care Foundation und First Part Examiner für das College of Intensive Care Medicine. Er ist ein international anerkannter Clinician Educator mit einer Leidenschaft dafür, Klinikern beim Lernen zu helfen und die klinische Leistung von Einzelpersonen und Kollektiven zu verbessern.

Nach seinem Medizinstudium an der University of Auckland setzte er seine postgraduale Ausbildung in Neuseeland sowie im australischen Northern Territory, Perth und Melbourne fort. Er hat eine Fellowship-Ausbildung sowohl in der Intensivmedizin als auch in der Notfallmedizin sowie eine postgraduale Ausbildung in Biochemie, klinischer Toxikologie, klinischer Epidemiologie und medizinischer Fachausbildung absolviert.


Ein Überblick über aktuelle Theorien und Behandlungen für Phantomschmerzen

2 Department of Neurology, University of Tennessee Health Science Center, Memphis, Tennessee, USA.

3 Schule für Physio- und Ergotherapie, McGill University, Montreal, Quebec, Kanada.

4 Abteilung für Neurologie, Memphis Veterans Affairs Medical Center, Memphis, Tennessee, USA.

5 Children’s Foundation Research Institute, Le Bonheur Children’s Hospital, Memphis, Tennessee, USA.

Adressieren Sie die Korrespondenz an: Jack W. Tsao, Department of Neurology, University of Tennessee Health Science Center, 855 Monroe Avenue, Suite 415, Memphis, Tennessee 38163, USA. Telefon: 901.448.7674 E-Mail: [email protected]

Artikel von Collins, K. finden in: JCI | PubMed | Google Scholar

1 Institut für Anatomie und Neurobiologie und

2 Department of Neurology, University of Tennessee Health Science Center, Memphis, Tennessee, USA.

3 Schule für Physio- und Ergotherapie, McGill University, Montreal, Quebec, Kanada.

4 Abteilung für Neurologie, Memphis Veterans Affairs Medical Center, Memphis, Tennessee, USA.

5 Children’s Foundation Research Institute, Le Bonheur Children’s Hospital, Memphis, Tennessee, USA.

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Artikel von Russell, H. finden Sie in: JCI | PubMed | Google Scholar

1 Institut für Anatomie und Neurobiologie und

2 Department of Neurology, University of Tennessee Health Science Center, Memphis, Tennessee, USA.

3 Schule für Physio- und Ergotherapie, McGill University, Montreal, Quebec, Kanada.

4 Abteilung für Neurologie, Memphis Veterans Affairs Medical Center, Memphis, Tennessee, USA.

5 Children’s Foundation Research Institute, Le Bonheur Children’s Hospital, Memphis, Tennessee, USA.

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Artikel von Schumacher, P. finden in: JCI | PubMed | Google Scholar

1 Institut für Anatomie und Neurobiologie und

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3 Schule für Physio- und Ergotherapie, McGill University, Montreal, Quebec, Kanada.

4 Abteilung für Neurologie, Memphis Veterans Affairs Medical Center, Memphis, Tennessee, USA.

5 Children’s Foundation Research Institute, Le Bonheur Children’s Hospital, Memphis, Tennessee, USA.

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Artikel von Robinson-Freeman, K. finden in: JCI | PubMed | Google Scholar

1 Institut für Anatomie und Neurobiologie und

2 Department of Neurology, University of Tennessee Health Science Center, Memphis, Tennessee, USA.

3 Schule für Physio- und Ergotherapie, McGill University, Montreal, Quebec, Kanada.

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1 Institut für Anatomie und Neurobiologie und

2 Department of Neurology, University of Tennessee Health Science Center, Memphis, Tennessee, USA.

3 Schule für Physio- und Ergotherapie, McGill University, Montreal, Quebec, Kanada.

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5 Children’s Foundation Research Institute, Le Bonheur Children’s Hospital, Memphis, Tennessee, USA.

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1 Institut für Anatomie und Neurobiologie und

2 Department of Neurology, University of Tennessee Health Science Center, Memphis, Tennessee, USA.

3 Schule für Physio- und Ergotherapie, McGill University, Montreal, Quebec, Kanada.

4 Abteilung für Neurologie, Memphis Veterans Affairs Medical Center, Memphis, Tennessee, USA.

5 Children’s Foundation Research Institute, Le Bonheur Children’s Hospital, Memphis, Tennessee, USA.

Adressieren Sie die Korrespondenz an: Jack W. Tsao, Department of Neurology, University of Tennessee Health Science Center, 855 Monroe Avenue, Suite 415, Memphis, Tennessee 38163, USA. Telefon: 901.448.7674 E-Mail: [email protected]

Nach der Amputation berichten die meisten Amputierten immer noch, das fehlende Glied zu fühlen und beschreiben diese Gefühle oft als entsetzlich schmerzhaft. Phantomempfindungen (PLS) sind bei der Kontrolle einer Prothese nützlich, Phantomschmerzen (PLP) sind jedoch eine schwächende Erkrankung, die die Lebensqualität drastisch einschränkt. Obwohl seit dem frühen 16. Jahrhundert über solche Erfahrungen berichtet wird, bleibt die Ätiologie unbekannt. Die Debatte über die Rolle des zentralen und peripheren Nervensystems wird fortgesetzt. Derzeit stützen sich die am weitesten verbreiteten mechanistischen Theorien auf die Reorganisation neuronaler Netzwerke, jedoch sollte der Rolle des Spinalganglions innerhalb des peripheren Nervensystems mehr Beachtung geschenkt werden. Dieser Aufsatz bietet einen Überblick über die vorgeschlagenen mechanistischen Theorien sowie einen Überblick über verschiedene Behandlungsmethoden für PLP.

Amputationen verursachen Veränderungen sowohl im PNS als auch im ZNS, einschließlich der Entstehung von Phantomempfindungen (PLS), die durch das Gefühl gekennzeichnet sind, dass die amputierte Extremität noch vorhanden ist. Die meisten Amputierten leiden an PLS und können sogar Phantombewegungen wie das Wackeln der Zehen oder das Öffnen und Schließen der Hand unmittelbar nach der Operation kontrollieren (1, 2). Die Mehrheit der Amputierten erlebt auch intensive Schmerzepisoden in der gesamten fehlenden Gliedmaße, die als Phantomschmerz (PLP) bezeichnet werden und durch Pochen, Stechen, Elektroschockempfindungen und sogar verkrampfte und schmerzhaft unbewegliche Gliedmaßenempfindungen gekennzeichnet sind (3).

Ein französischer Chirurg, Ambroise Paré, war wahrscheinlich der erste, der im 16. Neurologe) Silas Weir Mitchell (5). Kliniker wussten bis vor kurzem weder die hohe Inzidenz noch die pathophysiologische Grundlage von PLP. Sie führten PLP häufig auf psychische Probleme zurück, insbesondere während der Zeit des Bürgerkriegs ( 6 , 7 ). Während des Zweiten Weltkriegs verloren fast 15.000 US-Soldaten während des Kampfes ein Glied ( 8 ). Viele Amputierte teilten ihre PLP-Erfahrungen nicht öffentlich, aus Angst, als psychisch krank stigmatisiert zu werden (7).

In den USA leben etwa 1,9 Millionen Amputierte, wobei sich weltweite Prognosen bis zum Jahr 2050 verdoppeln werden (9). Amputationen sind häufig eine Folge von Diabetes mellitus, Traumata und Krebs (9). Auch kampfbedingter Gliedmaßenverlust ist eine häufige Ursache für Amputationen: Bis zum 1. Januar 2018 hatten 1.718 Angehörige des US-Militärs im Irak oder in Afghanistan mindestens ein großes Glied verloren ( 10 ). Die Mehrheit der Amputierten, aber nicht alle, leiden bis zu einem gewissen Grad an PLP mit unterschiedlichem Schweregrad, Häufigkeit und Dauer der Episode. Bei einigen löst sich PLP schließlich auf oder verschwindet, während andere keine Veränderung der Häufigkeit oder des Schweregrades berichten (11). Die Schätzungen der PLP-Inzidenz unterscheiden sich erheblich, teilweise abhängig von der Stichprobenpopulation sowie den Methoden der Berichterstattung und Datenerhebung. In einer großen, häufig zitierten Umfrage unter Amputierten gaben 78 % an, an PLP zu leiden (12).

Als neuropathischer Schmerz oder „komplexer Schmerzzustand des somatosensorischen Nervensystems“ (13) wird angenommen, dass PLP durch ZNS-Anomalien getrieben wird. Allerdings muss auch die Forschung berücksichtigt werden, die den Beitrag des PNS und seine Funktion untersucht ( 14 ). Während die der PLP zugrunde liegenden Mechanismen unklar bleiben, ist bekannt, dass sensibilisierte und reorganisierte Nervenenden und Zellkörper innerhalb der peripheren Extremität das ZNS beeinflussen und Veränderungen in den somatosensorischen Verarbeitungswegen verursachen (15). PLP stellt eine erhebliche Beeinträchtigung der Lebensqualität von Amputierten dar, und ein besseres Verständnis seiner Pathophysiologie und Ätiologie könnte zu neuen Modalitäten zur Linderung des dadurch verursachten Leidens führen. Dieser Aufsatz zielt darauf ab, aktuelles Wissen über den aktuellen Stand der PLP-Theorien, -Forschung und -Therapien bereitzustellen.

Forscher und Kliniker diskutieren kontinuierlich die Mechanismen der PLP und die Beiträge des ZNS und/oder des PNS. Derzeit ist die am häufigsten postulierte ZNS-Theorie die kortikale Remapping-Theorie (CRT), bei der angenommen wird, dass das Gehirn auf den Verlust von Gliedmaßen reagiert, indem es somatosensorische Karten neu organisiert (16). Frühe Theorien konzentrierten sich ausschließlich auf den Beitrag von Neuromen (abnormes Wachstum oder Verdickung von Nervengewebe), obwohl unmittelbar nach der Operation Schmerzen nachgewiesen wurden (17). Neuere Forschungen zu den peripheren Ursachen von PLP konzentrieren sich auf die Unfähigkeit der durchtrennten Nerven, frühere Verbindungen (mit oder ohne Neurombildung) zu reparieren, die Rolle des Spinalganglions (DRG) und Schmerzen vor der Amputation (18, 19). Während eine Amputation direkt das PNS beeinflusst, ist das ZNS aufgrund von Veränderungen der sensorischen und Bewegungssignale ebenfalls betroffen. Die Debatte über die Ursache und die Aufrechterhaltungsfaktoren beider Phantomglieder und der damit verbundenen Schmerzen bleibt weiterhin bestehen.

Neuromatrix-Darstellung. Viele der Theorien, die die Ursache von PLP erklären, beruhen auf dem Konzept einer Repräsentation des Selbst im Gehirn, die durch Lebenserfahrungen modifiziert wird, die als Neuromatrix bezeichnet wird (19). Nach einer Gliedmaßenamputation bleiben die kortikalen und peripheren Körperdarstellungen einer Person intakt, stimmen jedoch nicht mehr überein, und diese Diskrepanz wird durch das Fehlen von visuellem Feedback von der fehlenden Gliedmaße verstärkt, wodurch trotz des Fehlens eines sensorischen Reizes übermäßige Schmerzen erzeugt werden ( 20). Eine Studie, die den Zusammenhang zwischen der Körperdarstellung in einem Traum und der Erfahrung von PLP untersuchte, fand eine positive Korrelation zwischen erhöhtem PLP nach Amputation der unteren Extremitäten und der Fähigkeit, sich an intakte Körperdarstellungen zu erinnern (21). Diese Ergebnisse legen nahe, dass aversive somatosensorische Erfahrungen die verzerrten Interaktionen zwischen mentalen und physischen Körperrepräsentationen vermitteln, die dann PLP erleichtern (21).

Forschungen zur Formbarkeit der Neuromatrix haben versucht, die Fähigkeit des Gehirns zu bestimmen, sich an sensorische Reize anzupassen. Ein Beispiel ist das Gummihandphänomen, das auftritt, wenn eine taugliche Person eine Gummihand als ihre eigene wahrnimmt. Um diesen Effekt zu erzielen, wird die eigene Hand der Person verborgen, typischerweise unter einem Tisch, während eine Gummihand vor ihren Körper gelegt wird ( 22 ). Sowohl die Gummihand als auch die eigentlichen Hände werden synchron mit einem Pinsel gestreichelt, wodurch die Person die Gummihand als ihre eigene wahrnimmt ( 22 ). Um den Einbau der Gummihand in die Neuromatrix zu testen, schlagen die Forscher mit einem Hammer auf die Gummihand ( 23 ). Die Teilnehmer zucken aus Angst vor Schmerzen zusammen, obwohl der eigentliche Körperteil unverletzt ist ( 23 ), was zeigt, dass die Neuromatrix schnell formbar/anpassbar ist und stark von visuellen Darstellungen und somatosensorischen Reizen beeinflusst wird.

Obwohl die Gummihand-Demonstration nicht zeigt, dass Konflikte innerhalb der Neuromatrix Schmerzen verursachen, können bei gesunden Probanden ähnliche Beschwerden wie bei Amputierten durch Konflikte zwischen motorischen und sensorischen Prozessen induziert werden ( 24 ). In einer anderen Studie bewegten Freiwillige ihre oberen und unteren Extremitäten kongruent oder inkongruent, während sie solche Bewegungen in einem Spiegel betrachteten oder ihre Sicht durch ein Whiteboard blockiert war. Die Mehrheit der berichteten Symptome trat auf, während die Teilnehmer inkongruente Bewegungen ausführten, während sie die Spiegelung der Extremität im Spiegel betrachteten, was den größten Konflikt zwischen motorischen und sensorischen Prozessen verursachte. Zu den berichteten Symptomen gehörten Taubheitsgefühl, Kribbeln, Schmerzen und unangenehme Schmerzen (24), was zeigt, dass Konflikte zwischen Visualisierung, somatosensorischem Input und kortikaler Repräsentation eine Rolle bei PLP spielen können.

Das CRT postuliert, dass die kortikale Reorganisation für den neurophysiologischen Ursprung von PLP verantwortlich ist (Ref. 17 und Abbildung 1A). Laut CRT reagieren Neuronen, die vor der Amputation von einem Arm Eingaben erhalten haben, anschließend auf neue Eingaben aus dem Gesicht, die in die nahegelegene armassoziierte somatosensorische Region eindringen ). Expansion und Invasion innerhalb des somatosensorischen Kortex wurden einem Mangel an sensorischen Informationen zugeschrieben, die den kortikalen Bereich erreichen, der einst die fehlende Gliedmaße kontrollierte (26). Das Gehirn von Säugetieren ist bemerkenswert plastisch, und Untersuchungen sowohl an Affen- als auch an menschlichen Gehirnen haben eine somatosensorische kortikale Neuordnung als Reaktion auf eine Amputation gezeigt.

Kortikale Beiträge zu PLS und PLP. (EIN) Die sensorische und motorische Repräsentation von Körperteilen ist in einem Muster angeordnet, das den kortikalen Homunkulus bildet und sensorische Informationen (z. Nach der Amputation kann eine kortikale Region, die sensorische oder motorische Projektionen von der amputierten Extremität erhielt, beginnen, sensorische bzw. motorische Eingaben von benachbarten kortikalen Regionen zu empfangen, die sich ausdehnen, um die Region zu übernehmen, die zuvor die amputierte Extremität kontrollierte ( 27 , 28 ) . (B) Das propriozeptive Gedächtnis, das Informationen über die Position der Extremität im Raum relativ zum Körper speichert, kann die kortikale Reorganisation im ZNS beeinflussen. Diese Erinnerungen können Informationen über die endgültige Position der fehlenden Extremität speichern oder in Kombination mit einer kortikalen Reorganisation PLS oder PLP beeinflussen. Dieses Bild zeigt schnelle Veränderungen der kortikalen Aktivierungsmuster, die einfach durch die Neupositionierung der Phantomgliedmaße auftreten können, die sich als Veränderungen in der Lage der Handempfindungen manifestieren, die auf dem Gesicht abgebildet sind.

Frühe Forschungen an Tieren unter Verwendung von Mikroelektroden-Mapping-Techniken lieferten Beweise für die Reorganisation der kortikalen Karten im somatosensorischen Kortex nach einer Amputation ( 27 ). In ihrer bahnbrechenden Studie fanden Merzenich und Kollegen heraus, dass die Neuronen in der kortikalen Karte eines amputierten Mittelfingers nach einer langfristigen Deafferenzierung durch die Entfernung eines Fingers begannen, auf Reize zu reagieren, die auf die benachbarten Finger aufgebracht wurden. Ebenso waren Gesichtsempfindungen in einem entsprechenden Bereich der Phantomhand 24 Stunden nach der Amputation bei einer Person nachweisbar, was auf eine kortikale Reorganisation hindeutet (28). In a human functional MRI study, investigators reported that the lip area of the somatosensory cortex contralateral to the side of amputation was located more medial and superior than the lip area contralateral to the intact limb ( 29 ). Researchers also observed reduced cortical reorganization after the administration of brachial plexus anesthesia, with the lip area shifting away laterally from the amputation zone ( 29 ). Furthermore, under spinal anesthesia, PLS and pain arise in patients who have never experienced PLS or PLP previously ( 30 ). Recently, we reported that a man who suffered a brachial plexus avulsion (BPA) (an injury to the nerves of the cervical spinal cord) noted rapid onset of PLS and developed hand-to-face remapping, which reversed following nerve grafting ( 31 ). These observations suggest that cortical remapping might be explained by an unmasking of normally dormant synaptic connections or a rapid shift of cortical network connections in addition to the formation of new connections that occurs later with axonal sprouting ( 31 , 32 ). This unmasking could result from a decrease in the number of neurons releasing GABA, the main inhibitory neurotransmitter in the brain, after deafferentation ( 33 ). A study of cortical maps found that GABA-mediated inhibition in the motor cortex led to sporadic, involuntary limb movements, suggesting that maintenance of normal GABA levels can suppress cortical reorganization that might lead to PLP ( 33 ). Furthermore, GABA levels are also known to fluctuate in the PNS.

Other research, however, argues that the integrity of the excised limbs’ cortical map during PLS is maintained due to PLP experiences. A recent series of experiments found no robust relationship between cortical rearrangement and PLP, arguing that many different factors may play roles in maintaining structural, and even functional, capabilities necessary to control phantom limbs ( 34 ). Makin’s group proposes that both bottom-up (peripheral to central) and top-down (central to peripheral) pain pathways maintain the cortical representation of the limb and facilitate PLP ( 34 ). In this research, phantom movements and motor imagery were used to elicit responses instead of sensory stimulation. Such factors may explain the different findings.

The role of the somatosensory cortex in PLP is greatly debated. Penfield extensively studied the brain with electrical stimulation, finding no areas that produced pain, not even the somatosensory cortex ( 35 ). However, transcranial magnetic stimulation (TMS) to the sensory cortex has been shown to reduce PLP, demonstrating that the area does play some role in such pain ( 36 ). A recent case study reported that upper-extremity PLP relief was achieved in a person after 28 sessions of repetitive TMS ( 36 ). More research is needed to determine the mechanisms and causation of PLP and whether changes in the cortex after amputation play a role in pain and/or sensation.

Somatosensory and motor cortices may not be the only areas affected by amputation. Subcortical structures, including the thalamus, may also be reorganized ( 15 , 19 , 37 ). Changes at the subcortical level may originate in the cortex and cause reorganization through strong efferent connections to the thalamus and lower structures ( 37 ). It is also possible that reorganizational processes begin at the thalamic level and changes are relayed up to the cortex ( 19 ). In an effort to map the thalamus in amputees, researchers using microstimulation and microelectrode recordings found that the representation of the residual limb in the thalamus was enlarged compared with that of corresponding areas of individuals with intact limbs and that thalamic stimulation could evoke PLS and even PLP in amputees ( 38 ).

The thalamus has also been investigated as the sole pain-generating structure. Studies have shown that, following spinal cord injury, hyperexcitability of thalamic neurons is independent of synaptic drive from spinal neurons, suggesting that the thalamus can be transformed into an autonomous pain-signal generator ( 39 ). Patients with spinal cord injury often experience PLP and PLS ( 39 ). In a rodent model, forelimb amputation resulted in reorganization in both deafferented primary somatosensory cortex and the ventral posterior nucleus of the thalamus, the latter of which relayed the new input to the deafferented cortex ( 40 ). This finding lends further credence to a thalamic contribution to cortical reorganization.

Another possible mechanism underlying PLP is proprioceptive memory. Proprioception is the brain’s awareness of the position of the body’s limbs in 3D space. Amputees continue to have proprioception of missing limbs, including both voluntary and involuntary movements. A voluntary movement sensation includes an amputee’s attempt to move the phantom limb, while an involuntary movement sensation is the feeling of the limb being frozen or sporadically moving on its own ( 32 ). One theory posits that the proprioception needed to perform specific tasks may be incorporated into a “proprioceptive memory” that aids us in accomplishing the tasks more quickly and efficiently in the future ( 41 ). When an amputation occurs, memory engrams of the limb are retained even though visual feedback confirms limb absence (Figure 1B). Supporting this theory is a study of limb repositioning after regional anesthesia, with patients reporting that their limbs remained in the last position they remembered before anesthesia ( 42 ). It is also possible that proprioceptive memories provide a protective feature, serving as a reminder of painful situations and how to remedy them, such as moving a joint out of hyperextension without having to confirm with visual feedback ( 41 ). Thus, certain positional movements with the phantom limb may trigger these painful proprioceptive memories. Amputees have reported feeling their phantom limbs stuck in the last positions they remembered prior to amputation, supporting a stored proprioceptive memory as the final feedback from the limb ( 43 ).

Limb movement typically relies on both visual and proprioceptive systems working together. For instance, vision primarily guides hand movements toward a target. While the hand is moving, the brain receives proprioceptive feedback regarding the location of the limb relative to the body. The brain coordinates each piece of information to complete the directed movement. With an amputation, visual feedback of the now-removed limb is no longer available. However, proprioception regarding the location of the once-intact limb still remains, either through proprioceptive memories or activation from the residual limb nerve endings. Perhaps the inability to visualize the amputated limb is insufficient to override the proprioceptive information from the residual limb. An alternative possibility is that the brain’s interpretation of conflicting signals from the two systems resurrects a phantom limb. The fact that visualization therapies have been relatively successful at reducing PLP implies that the accuracy provided by both visualization and proprioception may be critical in reducing PLP ( 44 ).

Unlike the well-protected CNS, the PNS is highly susceptible to injury. Early research focused on the PNS as the sole cause and maintenance factor of PLP. However, peripheral factors alone cannot mediate the emergence of PLP ( 19 ) rather, the PNS may work in conjunction with the CNS to cause and maintain the persistence of PLP. There is much debate over whether “top-down” or “bottom-up” maintenance is the cause of PLP. Bottom-up pain mechanisms imply that peripheral nerve injury causes excessive aberrant inputs that, in turn, influence changes (or lack thereof) in the cortex ( 12 , 34 ). Top-down pain modulation refers to painful sensations that are maintained by the CNS and are greatly affected by emotional state, memories, and attention ( 45 ). Some regions of the brain experience reorganizational changes after an amputation. Therefore, further research investigating the changes that occur within the residual limb after an amputation, the effects of peripheral changes on the CNS, and how each effect is maintained are crucial to expanding the knowledge regarding PLP.

The cell bodies for the somatic-component PNS axons are located in the DRG. Neurons in the DRG are PNS afferents, relaying sensory information, such as fine touch, proprioception, and vibration, to the CNS (ref. 46 and Figure 2). The proximal ends of DRG axons terminate in the spinal cord, the target of the somatic component being the superficial layers of the dorsal horn (DH) and the dorsal column nuclei of the brain stem. Following limb amputation, DRG axons are disconnected from their distal targets and inflammation and sprouting occur in the resulting residual limb, where a neuroma can form. Far from becoming silent and idle, the injured axons within the residual limb and remaining segment of the peripheral nerves generate spontaneous activity from ectopic, hyperexcitable loci that are propagated along the remaining pathway to the spinal cord. The electrical activity has been described as ectopic, since it is not coming from the normal end points of the axons. Thresholds are abnormal and action potentials seem to be generated spontaneously or in response to stimuli that normally would not provoke an action potential, such as mechanical stimuli (e.g., Tinel’s sign) or circulating substances, such as adrenaline ( 33 ). In the past, activity in a neuroma has been considered a possible source for PLP. Anesthetizing the residual limb or neuroma by injection was reported to attenuate or abolish PLP in some, but not all, instances ( 2 , 18 , 38 , 47 – 50 ), subsequently leading to diminished enthusiasm for a peripheral origin hypothesis of pain ( 15 , 29 , 51 ). Currently, supraspinal central mechanisms receive more attention.

Proposed peripheral contributions to PLS and PLP. The dorsal root fibers of the DRG split into lateral and medial divisions ( 38 ). The lateral division sections contain most of the unmyelinated and small myelinated axons and specifically carry pain and temperature information. The medial division sections of the dorsal root fibers (not shown) contain mostly myelinated axons that convey sensory information from the skin, muscles, and joints, such as touch, pressure, proprioception, and vibration ( 38 ). When an injury occurs to the nerves, neurons in the DRG increase their nociceptive signaling through increases in neuronal excitability and the creation of ectopic discharges ( 25 ). The resulting aberrant signaling through the spinothalamic tract may produce PLP.

Although the trauma at the site of the injury may elicit local inflammation, the responses of injured axons depend upon the cell body receiving messages from the periphery to alter somatic metabolic machinery and start the repair process. The messages that signal the nature of an injury to the cell body could be a loss of tonic electrical or chemical messages that the amputation removed. These might include lost molecular signals, sometimes known as trophic factors, from end organs or supporting elements that are no longer being sent to the nucleus by axonal transport. Alternatively, the signals could represent the loss of electrical activity that arises from the innervated tissues. Additionally, nerve transection may trigger the central propagation of molecular signals arising from the local inflammatory processes at the site of transection or from action potentials arising from the same site, perhaps secondarily to molecular changes in the environment of the severed axons ( 52 ).

The nature and time course of morphological changes in the DRG cell body following axotomy have been documented by a number of investigators (reviewed in ref. 52 ). Histological and biochemical evidence show that the cellular metabolic machinery is modified dramatically, which is described as a “phenotypic change” in the neuron ( 53 ). Although some changes are related to the growth response at the end of the residual limb, other changes occur at the axonal extensions into the spinal cord dorsal root. Modifications of the central terminals of transected axons could induce further “phenotypic changes” in the postsynaptic neurons, and the surrounding supporting elements and hundreds or even thousands of gene and protein changes occur in the transected neurons ( 52 ). Changes in the DH begin within minutes after the pattern of sensory input changes central sensitization also begins within minutes ( 54 ), and the amplitude of the spinal reflex changes ( 55 ). It is likely that similar alterations in neuronal responsiveness occur centrally within minutes of nerve transection.

DRG soma express receptors for acetylcholine ( 56 ), glutamate ( 57 , 58 ), and GABA ( 59 ) in quantities sufficient to have strong neuromodulatory effects on sensory signaling. The receptors’ presence raises two issues. What could be the source of the substances that activate these receptors in the DRG, and what is the impact of their activation? Activation of the somatic GABA receptors may gate nociceptive transmission, but even more complex neuromodulatory effects are possible ( 59 ).

Amputation or nerve transection changes the distribution of the receptors on DRG cell bodies. Those alterations may play an important role in various forms of chronic pain, including PLP, and lend credence to the hypothesis ( 53 ) that DRG neuronal cell bodies are the source of electrical activity that drives neuropathic pain and PLP ( 60 ). Potential determinants of DRG neuronal hyperactivity include, but are not limited to, upregulation of voltage-gated sodium channels ( 61 – 63 ), downregulation of potassium channels ( 64 , 65 ), increased expression of neurotropic factors ( 66 ), and sprouting of sympathetic noradrenergic axons into the DRG ( 67 ). Over the course of the neuronal response to nerve transection, thousands of genes are either upregulated or downregulated, suggesting a potentially large list of gene products that might alter neuronal behavior after nerve transection ( 68 ).

If the PNS is the sole contributor to PLP, then it should be possible to induce anesthesia into the limb and eliminate the experience of PLP. Local anesthesia directly injected into the residual limb of amputees experiencing PLP does not lead to reduced PLP in all instances ( 29 ). However, changes within the PNS may affect the amount of cortical reorganization experienced. Even if a neuroma does not form, the nerve fibers within the residual limb can undergo spontaneous sprouting and seek new connections. Such random connections may lead to abnormal CNS feedback, resulting in modulation of cortical reorganization and the experience of PLP ( 19 ).

There is solid evidence to support the notion that the formerly unappreciated PNS, and DRGs in particular, may be important drivers of PLP and PLS. While we still do not understand the mechanisms underlying PLP, the PNS must now be considered a viable component of any theory of PLP. Currently, there are hundreds of theories in the literature, and few or none are capable of being tested rigorously. The new approaches demonstrated by Devor and colleagues ( 60 ) may help the development of testable theories able to eliminate alternative explanations.

Studies have shown that persons who experienced pain prior to amputation have higher rates of PLP ( 18 , 69 , 70 ). These studies, however, find no evidence that preamputation pain plays a role in persistent PLP, only PLP experienced immediately after surgery. For instance, one prospective study of 58 patients undergoing an amputation showed that 72% of those with preamputation pain experienced PLP eight days after amputation, which decreased to 65% at six months and 59% after two years ( 18 ). However, the location and characterization of the pain was only similar to that experienced before amputation in 10% of patients ( 18 ).

The correlation among cortical reorganization, the experience of PLP, and daily prosthesis usage has also been studied, with daily prosthesis usage found to be hindered by both the amount of cortical reorganization and the cumulative amount of PLP experienced ( 71 ). A study of a small number of amputees found those who experienced PLP demonstrated more excitable motor cortex areas and greater reorganization within the areas of the somatosensory cortex that represent the tongue and amputated limb ( 71 ). These findings suggest that somatosensory reorganization is correlated with PLP and that such reorganization may cause a secondary reorganization in the motor cortex ( 71 ). Motor reorganization and PLP severity were found to be negatively correlated with prosthesis usage, implying that the more an amputee uses the prosthesis, the less reorganization and PLP occur ( 71 ). Questions do arise, however, such as the following. Does wearing a prosthesis reduce cortical reorganization, which in turn reduces PLP? Or are those amputees who experience less cortical reorganization the ones who are more likely to use a prosthesis? Further, does the act of using the residual limb to control the prosthesis affect PLP?

A recent study examined PLP in nine BPA patients and one hand amputee using prostheses controlled by a brain-machine interface (BMI) ( 72 ). This study found that altering the plasticity of the cortical representation of the phantom hand drastically altered the associated PLP. However, in direct opposition to the ideas postulated by the CRT, increasing the phantom representation increased PLP, whereas increasing the representation of the intact hand reduced PLP, suggesting that BMI training aimed at dissociating the phantom hand from the prosthesis could be a clinically advantageous treatment for PLP ( 72 ). Many of the questions mentioned above also apply to the relationship between treating PLP using either mirror therapy (MT) or virtual reality (VR) and prosthesis usage. Preißler and colleagues recently investigated plasticity in the ventral visual streams in relationship to prosthesis usage, postulating that the observed plasticity is related to functional prosthesis use that provides increased visual feedback to the user, which is necessary for controlling the device ( 73 ). The study initially did not find a simple correlation between PLP experiences and prosthesis usage. However, a subanalysis revealed that the group experiencing high PLP rates (severity indicated on a visual analog scale) spent less time using prostheses. Amputees experiencing high amounts of PLP and with high prosthesis usage had smaller posterior parietal cortices than patients who did not use prostheses ( 73 ). Variability in the posterior parietal cortex volumes indicates that prosthesis use may drive adaptations that lead to changes within the visual stream ( 73 ). Without a somatosensory component associated with prosthesis usage, visualization is crucial and may enable changes in PLP experiences similar to MT.

A 2007 study examining the roles of vision and kinesthetic information in proprioception found that vision is more influential in regard to spatial location of a limb ( 74 ). During this study, participants experienced tendon vibration to cause the feeling of flexion movements of a limb that was immobilized. When the participants’ eyes were closed, they reported feelings of slow movement due to the vibrations. In contrast, if the participants viewed their static vibrating limbs, the perception of movement was drastically hindered, with functional imaging revealing activity in the posterior parietal cortex correlated to the attenuation of movement ( 74 ). These findings imply that the posterior parietal cortex plays a role in overcoming kinesthetic proprioceptive information when visual information is provided. Thus, from the experimental evidence, it seems reasonable to conclude that MT, VR, and prosthesis usage all may play a role in diminishing PLP by enabling the amputee to visualize a limb moving in a natural manner. However, each of these methods involves the activation of the residual limb muscles, the role of which in the reduction of PLP remains to be determined.

The most commonly administered pharmacological treatments for PLP are gabapentin and pregabalin, antiseizure medications that reduce the frequency and intensity of neuropathic pain ( 75 ). Opioids and opiates have long been used to treat neuropathic pain as well, and some research suggests that they are effective at ameliorating the symptoms of PLP ( 76 , 77 ). Opioids may relieve PLP by reducing cortical reorganization in the somatosensory cortex ( 78 ). Despite their effectiveness, opiates are frequently associated with adverse side effects, such as sedation, dizziness, nausea, vomiting, and constipation, coupled with high rates of addiction and dependence ( 79 ). Memantine is an NMDA glutamate receptor agonist that has been implicated in the development of neuropathic pain, including the development of PLP ( 80 ). Compared with a placebo, memantine reduced acute and subacute PLP after traumatic amputation in a randomized, double-blind, controlled trial and several case studies ( 81 , 82 ). This medication, however, has not been shown to effectively treat chronic PLP ( 83 , 84 ).

Therapeutic efforts to target the DRG have shown promise in temporarily eliminating PLP by reducing hyperexcitability of neurons, thereby prohibiting pain signals from firing ( 85 , 86 ). Injection of lidocaine, a sodium channel blocker, into the DRG transiently relieved PLP and PLS ( 60 ). When delivered continuously via an indwelling catheter, relief of PLP and PLS could be extended for the duration of the lidocaine administration, up to 12 days in the above study, demonstrating the importance of long-term repeated blocking in the PNS as a valuable clinical tool for alleviating PLP. Although these studies were small and require further investigation, they show promise in discovering therapies that can aid in PLP relief.

MT (Figure 3A) is noninvasive and perhaps one of the least expensive and most effective modalities used for the treatment of PLP. Chan and colleagues conducted the first randomized sham-controlled MT study showing that MT was effective in reducing PLP in 93% of participants ( 87 ). Additional findings showed that amputees who practiced MT reported a larger reduction in PLP than those amputees who only mentally visualized and attempted to move their absent limbs ( 87 ), and the time to pain relief was dependent upon the starting pain level ( 88 ). A study on bilateral lower-limb amputees found reduced PLP in both phantom legs when participants viewed another person’s limbs moving in the same way as their phantom legs ( 44 ). Such findings further support the role of visual feedback in modulating pain responses. A study by Foell and colleagues suggests that MT causes the somatosensory cortex of amputees to return to the baseline configuration existing before amputation ( 89 ). Further, MT has been shown to reduce PLP after BPA (where the limb is deafferented but intact), supporting the hypothesis that both the PNS and CNS interact to facilitate the reduction of PLP ( 31 ). Thus, MT may aid in the reestablishment of somatosensory cortex organization that existed before the amputation (or disconnection, in the case of BPA) ( 31 ). More work is needed, however, to elucidate the clinical efficacy of MT and the mechanisms by which this therapy alleviates PLP and lead to an understanding of why some people do not benefit from MT.

PLP-targeting interventions. (EIN) MT is a potential treatment option for PLP. In this approach, devised by Ramachandran, an amputee attempts to alleviate PLP by moving his/her intact right limb in front of a mirror to create a visual representation of the missing limb while simultaneously moving the phantom limb ( 94 ). Although MT has been shown to be effective at reducing PLP in many, but not all, amputees, the mechanisms of pain reduction are not well understood. MT uses visual feedback of movements by the intact limb to reduce pain, which is crucial to efficacy, as pain reduction was not seen when the mirror was covered with a sheet ( 75 ). (B) Similarly to MT, VR therapy relies on visual feedback by simulating both intact and missing limbs. Participants wear VR goggles to visualize a representation of the missing limb.

VR (Figure 3B) holds the potential to create a more “sophisticated” immersive form of MT ( 90 ). The use of advanced technology to create virtual images of amputees’ missing limb(s) has demonstrated encouraging results for alleviating PLP. One study used a VR therapy with eight participants viewing a virtual image of a limb enacting various movements and replicating the movements with their phantom limbs, which resulted in an average 38% decrease in PLP ( 91 ). Seven of eight participants saw pain reduction during the intervention, with five of eight reporting more than a 30% decrease. In an effort to utilize intrinsic brain neuroplasticity, a more recent study reported pain relief in upper-limb amputees participating in biweekly augmented reality and VR ( 92 ). These results indicate that VR therapy should be further examined and compared with traditional MT.

Although PLP has plagued amputees for millennia, the condition still perplexes researchers today, with no universally efficacious treatment available. Further research investigating the etiology of both PLS and PLP, especially targeting PNS roles, and developing novel treatments are absolutely necessary. Investigation of the role of vision in PLP experiences is an important avenue to follow. Vision seems to play a critical role in reducing PLP in MT and VR therapies and in prosthesis usage that lacks somatosensory input. To date, there have been no studies conducted on visually impaired amputees to determine the presence or lack of PLP. In conjunction with vision, the other component that seems to be necessary in the most effective treatments is muscle activation of the residual limb. Activating the remaining muscles to complete natural movements may assist in diminishing cortical reorganization and/or connecting vision to proprioceptive sensations of movement. The efficacies of therapies that target both vision and muscle activity seem to underscore the general characterization of PLP as a complex neuropathic syndrome with PNS and CNS components.

This work was supported by start-up funds from the University of Tennessee Health Science Center to JWT.

Interessenkonflikt: Die Autoren haben erklärt, dass kein Interessenkonflikt besteht.


Finger Tendons Explained

The American Academy of Orthopaedic Surgeons explains the finger tendons this way:

"The muscles that move the fingers and thumb are located in the forearm. Long tendons extend from these muscles through the wrist and attach to the small bones of the fingers and thumb. The tendons on the top of the hand straighten the fingers. Diese sind bekannt als extensor tendons. The tendons on the palm side bend the fingers. These are known as the flexor tendons. When you bend or straighten your finger, the flexor tendons slide through snug tunnels, called tendon sheaths, that keep the tendons in place next to the bones."

The underside of the hand is an easy target for injury, "Because flexor tendons are very close to the surface of the skin, a deep cut will most likely hit a flexor tendon. In these cases, the tendon is often cut into two pieces. Like a rubber band, tendons are under tension as they connect the muscle to the bone. If a tendon is torn or cut, the ends of the tendon will pull far apart, making it impossible for the tendon to heal on its own. Because the nerves to the fingers are also very close to the tendons, a cut may damage them, as well. This will result in numbness on one or both sides of the finger. If blood vessels are also cut, the finger may have no blood supply. This requires immediate surgery." It seems likely that a nerve was damaged as well.


Fear of the unknown

Bacon describes the mortal human beings gripped with fear of the unknown and death is the biggest unknown mystery of human life. He describes fear-ridden men as children who are afraid of darkness, a space without the certainty of light.

This fear is fed and reared by the frightening stories and accounts of death and darkness. Such mortal fear stops men from traversing the dark filled areas, both literally and figuratively.

The thoughts and introspection that death demands are very normal. Reflecting on death as one reflects on life, with poise and calm shows wisdom and intellect. It is similar to the contemplation of one’s sins and mistakes and is a sign of intelligence and reasoning.

These qualities are what makes a man religious and in turn makes him/her accountable to the actions that he/she commits. However, Bacon believes irrational fear of death and attributing it Nature’s supreme power of levelling well with evil is both unacceptable and problematic.

Bacon goes on to highlight the underlying fear that causes men to succumb to religious extremism, superstition and futile rituals. Along with prayers and exhortations, men indulge in and become honour prisoner of superstition and irrational beliefs which stem from the fear of death itself.

In order to assume the pain and suffering of death many people try to inflict some measurements of pain on themselves, as a way of appreciating the final pain of death. It also makes them more aware of the suffering caused in other people’s lives due to their actions and makes them more empathetic.

But, often death is caused without us feeling much physical pain. Our organs like kidney, heart, lungs etc never experience profound pain like a severed finger or broken limb.

Now, Bacon notes that the approach of death, the inevitable union, is what scares people even more than the event of death itself. It is the advent of death that is more frightening than its occurrence.

Such fear is heightened and magnified by the scenes and sounds of people wailing and losing their composure at the sight of a dying man.

It is the wails, convulsions, despair and cries of a dying man’s loved ones that send powerful chills and pangs of horror down the spine of many onlookers. It makes the experience even scarier than it actually is.

Bacon says that alternatively, death is not that scary for the one who is dying. Since, he is in the embrace of his loved ones, cared for and looked after, he feels more empowered and at peace than he ever before.

It is the sight of him cocooned by the enclosure of loving and doting friends and family that makes death an attraction for him. It becomes a way to attain salvation from the sufferance of life and its abandonment, loss, hardships and trials. In a way, death is not the villain in the human story.

Lessons from history

Bacon gives another example from history. He describes the death of Roman emperor Otho who killed himself. His death brought such unbearable devastation and grief to his people that many of them committed suicide. Such morbid tribute was their way of honouring their king.

Bacon goes on to qualify several emotions with the entity of death. They are the admirers of death. Er sagt, dass revenge feels triumphant in death (as the seeker kills his object of vengeance).

Death is full of spite for the emotion of love as it causes separation between the loved ones. It is aspired to and courted by honour and stands as its vindication. But for a dying man, death is an object that instils fear and trepidation.

Fear anticipates death

Bacon talks about the Stoic philosopher Seneca who described death as the deliverance from the punishment of life. According to him, life is often monotonous and riddled with pain, loss, unfulfilled desires and dashed hopes.

The weight of regrets, disappointments and suffering makes the prospect of death more attractive than life itself. Daher, death is the destruction of such suffering, an escape from the torture chamber of life.

Such life of uneventful moments and painful monotony is brought to an end by the prospect of death. In a way, death elevates the boredom, misery and drudgery of so many lives that are neither heroic nor tragic.

These lives are insignificant and untraceable in terms of their mundane and ordinary events and occurrences. Therefore many, on their death bed, welcome the embrace of death.

The sweet release of an end to their monotonous and unspectacular life brings a level of vitality and excitement to them. They look forward to meeting the unknown visitor called death.

Another historical example is used by Bacon. He describes Augustus Caesar who faced his death triumphantly. In his last moments, Caesar is strong and proud of his marriage and extends the same message to his wife.

He describes the comments of Caesar’s companions who commented on his death and the dead body. Tiberius claimed that Caesar may have lost his bodily powers but he still had his powers to hide his true feelings.

Vespasian proclaimed to be a god while Galba fomented to strike dead emperor’s neck for the betterment of Rome. Severus inquired if he was required to inflict more damage.

Bacon goes on to criticize such the Stoic philosophers and commentators as they attributed to much value and valorization to death.

Such grand comments and preparations only made death more frightening and horrific. He calls on the wise people who described death as a way of restore and maintain balance in Nature.

Courage before the end

He goes on to talk about the cycle of birth and death. It is unrelenting, inevitable and inescapable. Whatever is born must witness death and both birth and death are painful processes to go through.

A person who is engrossed in his ambition and hunt for success feels no pain in small and trivial setbacks or injuries. Much like a soldier who gets hurt in combat, he is possessed by his objective and does not even register small injuries or insignificant pain or fear.

Finally, Bacon eulogies the bravery and courage of the people who welcome death while pursuing a good and hallowed cause. A soldier who dies trying to defend his country is an object of great admiration and praise, not just of his compatriots but also his enemies, detractors and critics.

The trait of courage in the face of death is what elevates man to a place of heroic greatness and commendation. As long as he chased after glorious and righteous objectives, death raises his name above the vices of envy, hate and slander.


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