A expressão “membro fantasma” é usada para descrever a sensação de que um membro (ou até órgão) amputado ainda está presente e completamente funcional. Esta sensação afecta 60 a 80% das pessoas que passam por amputação, e a maior parte das sensações são de dor. No entanto também é comum sentir comichão, frio ou calor, entre outras possíveis sensações. No caso de amputação de membros, é comum que a percepção do membro amputado seja diferente do que seria antes da amputação. Por exemplo, no caso de braços, é costume senti-los mais curtos do que eram realmente, e também é descrito que as pessoas se esqueçam da ausência do braço e tentem agarrar em objectos com o braço “fantasma”. Este síndrome também se aplica no caso de remoção de dentes, olhos e seios.
A teoria dominante era, até recentemente, que esta sensação era causada pelos neuromas, ou seja, as extremidades nervosas que ficavam na zona de amputação. Estas extremidades inflamariam, enviando sinais ao cérebro que seriam interpretados como dor. Baseando-se nesta teoria, cirurgiões recorriam muitas vezes a uma segunda amputação, na esperança de retirar os neuromas inflamados. No entanto esta técnica levava a dor a aumentar, ocorrendo também que os pacientes passavam a sentir a zona retirada na segunda amputação com dores separadas, passando a sofrer do síndrome em duas áreas distintas. Posteriormente, algumas investigações descartaram esta teoria, mas não foi descrita ainda uma que fosse geralmente aceite.
Em 2012, foi descrito o caso de uma senhora de 57 anos que nasceu com a mão direita deformada, com apenas três dedos. Aos 18 anos, ela sofreu um acidente de carro que levou à amputação da mão. Entretanto ela desenvolveu o síndrome de membro fantasma, sentido a presença da mão. No entanto, ao descrever o membro fantasma, ela afirmou sentir a presença dos 5 dedos, apesar de uns serem muito mais curtos e incapacitados do que os outros. Anos após a amputação, e após tentar alguns tratamentos para aliviar a “dor insuportável” que afirmava sentir na mão “fantasma”, a senhora diz sentir a presença dos cinco dedos, com comprimentos comuns, e sente que os consegue mover a todos igualmente, apesar de originalmente ter nascido com apenas três dedos nessa mão. Estas observações sugerem que o cérebro tem um mapa inato de uma mão não deformada.
Alguns tratamentos a que pacientes recorrem para aliviar a dor “fantasma” incluem acunpuntura e hipnotismo.