For første gang nogensinde har et internationalt forskerhold undersøgt motorikken hos personer, der er født med flere end fem fingre eller tæer på hver hånd eller fod.
Misdannelsen er kendt som polydaktyli, og de fleste får de ekstra fingre eller tæer fjernet, selvom polydaktyli ikke er farligt. Spørgsmålet er dog, om det i virkeligheden ikke er en fordel med de ekstra lemmer.
Forskere fra henholdsvis Tyskland, Schweiz og Storbritannien konkluderer i hvert fald i et nyt studie, at polydaktyli kan give motoriske fordele.
Forskerne har ved de to tilfælde af polydaktyli, som de har undersøgt, vist, at deres forsøgspersoner kan løse simple motoriske opgaver med én hånd, som andre folk normalt skal bruge to hænder til. De kunne blandt andet binde snørebånd med én hånd.
Studiet, der er publiceret i Nature, er ikke bare kuriøst. Forskerne mener, at deres undersøgelse kan bruges i efterstræbelserne på at implentere kunstige lemmer på mennesker.
Det perspektiv vender vi tilbage til.
Men først og fremmest skal vi lige have mættet den umiddelbare undren:
Hvorfor har evolutionen ikke beriget os med seks fingre, nu hvor det faktisk kan være en fordel?
Vinger eller arme - ikke begge dele
Jørn Madsen, akademisk medarbejder ved Center for makroøkologi, evolution og klima på Københavns Universitet, muntrer sig over spørgsmålet.
»Det minder mig om en diskussion, man havde meget i 1980’erne,« siger han og uddyber:
»Dengang var der i nogle kredse snak om, hvorfor mennesket ikke havde udviklet vinger, da det ville have været smart, hvis vi også kunne flyve. Men svaret er, at hvis vi skulle have haft vinger, så kunne vi ikke have haft arme.«
Vinger hos hvirveldyr er dannet ud fra forlemmerne, og derfor må man vælge, om man vil have vinger eller arme, påpeger Jørn Madsen.
Evolution er det muliges kunst
I dag drømmer nogle mennesker dog om at gøre mennesket til en slags hybriddyr eller cyborgs, så mennesket kan ‘opnå sit fulde potentiale’.
Men det er misforstået, hvis man tror, at evolutionen vil bringe os dertil.
Evolutionen er det muliges og nødvendiges kunst, fortæller Jørn Madsen:
»Menneskets evolutionære betingelser har ikke krævet, at mennesket skulle udvikle endnu en finger, og det kommer sandsynligvis heller ikke til at ske.«
\ Læs mere
Ekstra finger ville ødelægge det ‘perfekte’ design
Menneskets evolutionen fulgte et spor for hundrede af millioner år siden, da de urpadder, der kom længe før mennesket, udviklede fem fingre - ikke fire, ikke seks, syv eller otte.
Det er på sin vis tilfældigt, medgiver Jørn Madsen, da andre urpadder eksempelvis udviklede otte fingre, men når evolutionen først kører i en retning, så går den ikke tilbage og ændrer på noget så grundlæggende som ens fem fingre.
»Den måde, menneskets krop er designet på, er meget avanceret. Det er et perfektioneret design, i den forstand at kroppen er så balanceret og ligevægtig, som den er, og det er nogle meget basale genetiske styresystemer, der former vores krop,« forklarer Jørn Madsen.
»Hvis mennesket udviklede så stor en anatomisk forandring som en ekstra finger på vores krop, som den ser ud nu, så ville der være andre ting, der ikke fungerede lige så optimalt,« siger han.
Det ville eksempelvis også kræve ændringer i muskelstrukturen omkring hånden, og det ville belaste vores håndled yderligere, hvis vi pludselig fik endnu en finger, forudser Jørn Madsen.
\ Læs mere
To 'heldige' tilfælde
I det nye studie er der dog ingen antydninger af, at de to personer, der begge har en ekstra finger på hver hånd, har nogle komplikationer. Tværtimod.
Men, påpeger Jørn Madsen, de to tilfælde af polydaktyli, man har set på, er også »lidt usædvanlige«.
»Ved polydaktyli, hvor der vel at mærke er knogler involveret, og det er der ikke altid, er det normale en ekstra finger ved lillefingeren,« forklarer han.
I studiet har man set på to tilfælde, hvor den ekstra finger sidder mellem pege- og tommelfingeren.
»Jeg vil gætte på, at langt de fleste ekstra 'lillefingre' er ret nyttesløse, mens en tvedelt tommelfinger nok kan give et ret præcist greb,« siger Jørn Madsen.
Selvom evolutionen nok ikke vil give os en ekstra finger, så medgiver Jørn Madsen også, at man sikkert ville kunne konstruere kunstige lemmer, der kan gøre mennesker mere effektive.
Men det har altså ikke noget med evolution at gøre.
»En skabelon for robothænder«
Forskerne ser lige netop deres undersøgelse som brugbar i stræben efter implementeringen af kunstige lemmer hos mennesker.
I den videnskabelige artikel kan man eksempelvis læse, at, forskerne mener, deres arbejde »kan bruges som en skabelon for udviklingen af robothænder«.
Denne type robothænder eller kunstige lemmer ville kunne implementeres på mennesker, så en kirurg eksempelvis ville kunne gennemføre en operation uden assistance, pointeres det yderligere i studiet.
Men hvordan hænger det lige sammen?
Jo, forskerne har ikke kun observeret og noteret, at de to forsøgspersoners motorik var helt tiptop.
De har også målt personernes hjerneaktivitet i de sensormotoriske dele af hjernen, mens de gennemførte en række simple motoriske øvelser.
Forskerne har siden sammenlignet resultaterne med en kontrolgruppe på ni mennesker, der havde fem fingre på hver hånd.
Her viste det sig, at hjernen tog nogle nye sensormotoriske hjerneområder i brug for at bevæge de to ekstra fingre hos de to forsøgspersoner, men at den ikke brugte synderligt meget ekstra kapacitet på det, sammenlignet med kontrolpersonerne med fem fingre.
»Selvom de ekstra fingre øger graden af frihed, som hjernen skal kontrollere, fandt vi ingen ulemper ved det, sammenlignet med folk der har fem fingre,« siger en af studiets forskere, Etienne Burdet, professor i bioteknologi ved Imperial College London, i en pressemeddelelse.
»Det er fantastisk, at hjernen har nok kapacitet til at gøre det uden at skulle ofre noget særligt andre steder,« tilføjer Etienne Burdet.
\ Læs mere
Grundigt arbejde, men ikke overraskende
Professor ved Institut for Ingeniørvidenskab ved Aarhus Universitet Preben Kidmose har læst studiet for Videnskab.dk, og han kalder forskernes arbejde for »grundigt og interessant«.
Han tilføjer dog samtidig, at det ikke bringer noget banebrydende nyt til torvs.
»Jeg kan sagtens sætte mig ind i deres begejstring. Men det er ikke så overraskende igen, at hjernen har fleksibilitet og kapacitet til at optræne funktioner nye steder i hjernen, som man ser det hos de to personer i studiet,« Preben Kidmose til Videnskab.dk og tilføjer:
»Det ser man eksempelvis hos folk, der har haft hjernetraumer og har været i stand til at tage andre dele af hjernen i brug. Hjernen har en stor plasticitet, og det er studiet her endnu et bevis på.«
Samtidig stiller Preben Kidmose spørgsmålstegn ved, hvorvidt hjernen slet ikke bruger nogen ekstra kapacitet på at kontrollere de to ekstra fingre.
»De skriver, at de ikke har observeret det. Men det må tage nogle frihedsgrader væk fra hjernen. Man kunne for eksempel forestille sig, at den bruger nogle af de frihedsgrader, som hjernen bruger til at skabe redundans (reserveplads, red.), så hjernen beskytter sig mod hjerneskader,« forklarer professor Preben Kidmose.
Preben Kidmose leder selv en neuroteknologisk forskergruppe Aarhus Universitet, der arbejder med ‘Brain–computer interface’ - altså, hjernens evne til at interagere med computere.
Stort potentiale i hjernen
Logikken i studiet er ikke desto mindre, at hvis hjernen ikke bruger betydeligt meget mere kapacitet på at styre to ekstra fingre, så vil hjernen også kunne lære at kontrollere kunstige lemmer som robotarme eller -fingre.
Det nye studie antyder i hvert fald, at potentialet er der, skriver forskerne i artiklen, hvor de dog også selv fremhæver visse forbehold.
De to forsøgspersoner er nemlig født med deres ekstra legemer, og derfor er det naturligt for deres hjerner at styre de ekstra fingre.
Det er stadig usikkert, hvorvidt det ville kunne fungere lige så gnidningsfrit for personer, der aldrig har skullet styre et ekstra legeme, men som pludselig bliver udstyret med to ekstra fingre.
I dag bruger man da også muskelsignaler til at styre kunstige lemmer, hvis folk for eksempel har fået en kunstig arm i form af en protese.
Det er nemlig en del nemmere at styre protesen gennem musklerne end gennem hjernesignaler, selvom potentialet givetvis er større, hvis man kan lære hjernen at styre en robotarm.
Man har noget mere båndbredde i hjernen, så der er også potentiale til, at man kan styre nogle mere avancerede ting med hjernen end med musklerne, pointerer Preben Kidmose.
