Muzika mozga. Pravila za skladan razvoj Pren Anet

Plastičnost mozga

Plastičnost mozga

Pa zašto možemo da sviramo sopstveni mozak kao muzički instrument? Glavna stvar je plastika mozak, njegovu sposobnost da se mijenja.

Sve do ranih 1990-ih, većina istraživača je vjerovala da je sve nervne celije osoba dobije pri rođenju i da nakon dvadeset i pet godina počnu odumirati, postepeno slabeći snagu i složenost nervnih veza.

Ali danas se, zahvaljujući naprednim tehnologijama, mišljenje naučnika o ovom pitanju radikalno promijenilo. Sada je to poznato ljudski mozak sadrži oko stotinu milijardi neurona međusobno povezanih takozvanim sinapsama, i da se tokom našeg života svaki dan samo u zoni pamćenja stvori najmanje dvije stotine novih nervnih ćelija. Drugim riječima, naš mozak je u stanju trajne promjene.

Naš mozak je u stanju trajne promjene.

Osim toga, do prije nekoliko godina istraživači su vjerovali da su specifični centri odgovorni za govor, osjećaje, viziju, ravnotežu itd. Danas su naučnici došli do zaključka da to nije sasvim tačno. Osnovne funkcije koje kontroliraju našu motoričku aktivnost i senzorne povratne informacije su zaista lokalizirane u određenim područjima mozga, ali složene kognitivne funkcije su raspoređene u različitim dijelovima mozga. Svih osam ključeva predstavljenih u ovoj knjizi odgovaraju različitim područjima mozga, ali nijedan ključ nije ograničen na bilo koji dio mozga.

Na primjer, funkcija govora je rezultat timske aktivnosti brojnih područja mozga koja mogu međusobno sarađivati. Različiti putevi. Ovo objašnjava zašto svaka osoba koristi svoje jedinstvene strukture govora i zašto se struktura našeg govora mijenja ovisno o okruženju.

Osim toga, mozak se stalno reorganizira. Istraživači su otkrili da se oslabljene funkcije mozga mogu obnoviti drugi područja mozga. Psihijatar Norman Doidge smatra jednim od najveća otkrića 20. stoljeća, činjenica da praktično i teorijsko učenje i djelovanje mogu „uključiti i isključiti naše gene, oblikujući našu anatomiju mozga i naše ponašanje“. I neurolog Vilayanur Subramanian Ramachandran poziva one koji su napravljeni poslednjih godina otkrića u području moždane aktivnosti do pete revolucije.

Praktično i teorijsko učenje i djelovanje mogu uključiti i isključiti naše gene.

Međutim, moramo priznati: danas su naučnici tek na pragu razumijevanja bezbrojnih čuda ljudskog mozga. A nakon čitanja ove knjige shvatićete samo mali, iako izuzetno važan, deo ovih čuda.

Ova knjiga govori o biološkim i mentalnim komponentama mozga, ali uglavnom o ovoj drugoj. Dio o biologiji bavi se hemijom i fizikom mozga, neurotransmiterima kao što su serotonin i dopamin, te plastičnošću neurona. Mentalna komponenta se odnosi na našu sposobnost mišljenja i djelovanja, kao i na spoznaju u širem smislu riječi.

U ovom trenutku, čitalac se može zapitati: „Ali ja već znam mnogo o mozgu – šta još treba da znam?“ Vjerujte mi, sprema vas mnoga iznenađenja, jer su danas mnoge ukorijenjene ideje o mozgu beznadežno zastarjele. Na primjer, znanstvenici su ranije vjerovali da što dublje prodiru u mozak, mogu dalje napredovati u razumijevanju ljudske evolucije, te da je "civilizirani" moždani korteks odgovoran za osnovne i primitivne funkcije. Dakle: morat ćete preispitati ovu popularnu teoriju. Naš mozak se ne sastoji od evolucijskih slojeva: uopće se ne može smatrati modularnom strukturom. Funkcionira više kao mreža i mnogo je složeniji i zanimljiviji nego što možemo zamisliti.

A naši drugi čitaoci mogu reći: „Mi smo ono što jesmo, a sva ova priča o pozitivnim promjenama nije ništa drugo do samo još jedno prazno obećanje." Ali zaboravljate na plastičnost - najvažniju kvalitetu mozga: savitljiv je i stalno se mijenja, prilagođava se okolini. Danas koristite neke nervne ćelije kada izvodite ovu ili onu radnju, a nakon par nedelja, radeći istu stvar, koristite različite. Na primjer, nakon što pročitate ovu knjigu, vaš mozak više nikada neće biti isti.

Čovjek stalno razvija svoj mozak kada napravi drugi izbor ili nauči nešto novo Svakodnevni život. Čuveni londonski taksisti mogu poslužiti kao jasan primjer plastičnosti mozga. Od dvije do četiri godine pripremaju se i treniraju: pamte nazive ulica, rute i atrakcije u radijusu od deset kilometara od centra grada. Istraživanja su pokazala da je zbog toga njihov desni hipokampus veći - u poređenju sa ljudima drugih profesija - i da je njihova prostorna memorija primjetno poboljšana. I što više taksista, vozeći se gradom, uči nove informacije, ovaj dio mozga postaje veći. Razmislite: koji dijelovi mozga Vi trenirati i razvijati se u svakodnevnom životu? Koji su bolje obučeni od drugih?

Neki ljudi misle da promjena uopće nije za njih. Razmišljaju ovako: “Prestar sam, a starog psa ne možeš naučiti novim trikovima.” Međutim, danas je već dokazano da pobuđeni neuroni proizvode 25% više nervnih veza, povećavaju veličinu i poboljšavaju opskrbu mozga krvlju, a to se događa u bilo kojoj dobi. Čovjek se može promijeniti bez obzira koliko ima godina. To se neće nužno dogoditi preko noći, iako je moguće. Jedno novo znanje, malo prilagođavanja i dorade - i ono što se nedavno činilo nepremostivim odjednom se pojavi potpuno drugačije, i otkrijete da se ponašate potpuno drugačije.

Pobuđeni neuroni proizvode 25% više neuronskih veza.

U životu svake osobe postoje primjeri oba tipa promjena – kako kao rezultat svrsishodnog, praktičnog učenja, tako i kao rezultat oštrih skokova u razumijevanju koji doslovno preko noći mijenjaju naš svijet. I razumijevanje sebe, svijeta oko nas i mogućnosti koje su nam dostupne.

“Doidgeova knjiga predstavlja izvanredan prikaz neograničenog kapaciteta ljudskog mozga da se prilagodi... Prije samo nekoliko decenija, naučnici su vjerovali da je mozak nepromjenjiv i 'ožičen' i da je većina oblika oštećenja mozga neizlječiva. Dr. Doidge, istaknuti psihijatar i istraživač, bio je zapanjen kako su transformacije koje su se dogodile kod njegovih pacijenata u suprotnosti sa ovim idejama, pa je počeo proučavati novu nauku o neuroplastičnosti. Pomogla mu je komunikacija sa naučnicima koji su bili na početku neurologije, te pacijentima kojima je pomogla neurorehabilitacija. U svojoj fascinantnoj knjizi, napisanoj u prvom licu, on govori o tome kako naš mozak ima nevjerovatne sposobnosti da promijeni svoju strukturu i nadoknadi čak i najteže neurološke bolesti.”

Oliver Sacks

“U knjižarama, police s naučnim knjigama obično se nalaze prilično daleko od odjeljaka u kojima se nalaze knjige za samopomoć, što rezultira opisom surova realnost na nekim policama završava, a na drugim špekulativni zaključci. Ali fascinantni pregled revolucije koja se danas događa u neuronauci Normana Doidgea smanjuje jaz: kao mogućnosti pozitivno razmišljanje naučnici stiču sve više poverenja, vekovna razlika između mozga i svesti počinje da se zamagljuje. Knjiga predstavlja zadivljujući materijal koji eksplodira u stvarnosti velika vrijednost… ne samo za pacijente koji pate neurološke bolesti, ali za sve ljude, a da ne spominjemo ljudsku kulturu, znanje i istoriju."

New York Times

“Živopisna i izuzetno uzbudljiva... poučna i uzbudljiva knjiga. To donosi zadovoljstvo i umu i srcu. Doidge uspijeva jasno i razumljivo objasniti najnovija istraživanja neuronauke. On govori o iskušenjima koja su zadesila pacijente o kojima piše - ljude kojima je od rođenja oduzet dio mozga; osobe sa smetnjama u učenju; ljudi koji su pretrpeli moždani udar - sa neverovatnom taktom i sjajem. Glavna stvar koja ujedinjuje najbolje knjige, koju su napisali specijalisti iz oblasti medicine – i delo Doidgea... – hrabro je savladavanje uskog mosta između tela i duše.”

Chicago Tribune

“Čitaoci će definitivno htjeti da pročitaju čitave dijelove knjige naglas i prenesu je osobi koja bi mogla imati koristi od toga. Kombinujući priče o naučnim eksperimentima sa primerima ličnog trijumfa, Doidge izaziva u čitaocu osećaj strahopoštovanja prema mozgu i veri naučnika u njegove sposobnosti."

Washington Post

“Didge nam priča jednu po jednu fascinantne priče koje je naučio putujući svijetom i komunicirajući s eminentnim naučnicima i njihovim pacijentima. Svaka od ovih priča utkana je u analizu najnovijih dostignuća u nauci o mozgu, opisanu na jednostavan i zanimljiv način. Možda je teško zamisliti da bi rad koji sadrži obilje naučnih podataka mogao biti fascinantan, ali ovu knjigu je nemoguće odbaciti.”

Jeff Zimman, Posit Science, email newsletter

„Da biste govorili o nauci na jasan i pristupačan način, morate imati izvanredan talenat. Oliver Sacks to radi veoma dobro. Isto se može reći i za najnoviji rad Stephena Jaya Goulda. A sada imamo Normana Doidgea. Nevjerovatna knjiga. Za čitanje nije potrebno posebno znanje iz neurohirurgije - dovoljno je imati radoznao um. Doidge - najbolji vodič u ovoj naučnoj oblasti. Njegov stil je lagan i nepretenciozan, a u stanju je da objasni složene koncepte dok sa ravnopravnim čitaocima komunicira. Studije slučaja su tipičan žanr psihijatrijske literature i Doidge to dobro radi.

Teorija neuroplastičnosti privlači sve veći interes jer revolucionira naše razumijevanje mozga. To nam govori da mozak uopće nije skup specijaliziranih dijelova, od kojih svaki ima određeno mjesto i funkciju, već je dinamičan organ sposoban da se reprogramira i obnavlja ako je potrebno. Ovaj uvid ima potencijal da nam svima bude od koristi. Ovo je posebno važno za osobe koje pate od ozbiljnih bolesti – moždanog udara, cerebralne paralize, šizofrenije, teškoća u učenju, opsesivno-kompulzivnog poremećaja i drugih – ali ko od nas ne bi volio dobiti nekoliko dodatnih bodova na testu inteligencije ili poboljšati svoje pamćenje? Kupite ovu knjigu. Vaš mozak će vam biti zahvalan."

The Globe & Mail (Toronto)

“Danas je ovo najpristupačnija i univerzalna knjiga na ovu temu.”

Michael M. Merzenich, dr., profesor, Centar za integrativnu neuronauku. Keck University of California u San Franciscu

"Majstralno vođeno putovanje kroz polje istraživanja neuroplastičnosti koje se stalno širi."

“Norman Doidge je napisao odličnu knjigu koja pokreće i rasvjetljava mnoga neuropsihijatrijska pitanja s kojima se djeca i odrasli suočavaju. U knjizi je svaki sindrom ilustrovan specifičnim pričama iz prakse koje se čitaju kao sjajne priče... tako da izgleda skoro kao naučna detektivska priča i ne dopušta vam da dosadite... takođe uspeva da vas učini bliskijim i razumljivo obični ljudi tako misteriozno područje kao što je nauka. Knjiga je namenjena obrazovanom čitaocu – ali vam nije potreban doktorat da biste iskoristili znanje koje nudi.”

Barbara Milrod, MD, psihijatar, Weill Medical College Univerzitet Cornwall

“Fascinantna i veoma važna knjiga. Doidge pruža čitatelju impresivnu količinu informacija o odabranoj temi i to čini stručno. Istovremeno, njegova sposobnost da objasni suštinu pitanja, koje bi, uz manje vešto pokrivanje, moglo izgledati zastrašujuće složeno, pa čak i nedostupno za razumevanje, uvek prati osećaj čuda. Priče koje priča pružaju maksimalno emocionalno zadovoljstvo... Doidge raspravlja o tome kako kulturni utjecaji doslovno "oblikuju" naš mozak... Postaje jasno da naše reakcije na svijet nije samo društveni ili psihološki fenomen, već i dugotrajan neurološki proces.”

The Gazette (Montreal)

“Didge nudi istoriju istraživanja u ovoj novoj oblasti nauke, upoznajući nas sa naučnicima koji prave revolucionarna otkrića i pričaju fascinantne priče o ljudima kojima su pomogli.”

Psychology Today

“Dugi niz godina postojao je općeprihvaćen stav da se funkcija mozga kod odraslih može mijenjati samo u smjeru pogoršanja. Smatralo se da djeca s intelektualnim teškoćama i odrasli koji su pretrpjeli ozljedu mozga nemaju nade da će postići normalnu funkciju mozga. Doidge tvrdi da to nije slučaj. Opisuje sposobnost mozga da se reorganizuje formiranjem novih neuronskih veza tokom života osobe. On daje mnoge studije slučaja, govoreći nam o pacijentima koji su, nakon što su pretrpjeli moždani udar, ponovo naučili da se kreću i govore; starije osobe koje su uspjele poboljšati svoje pamćenje; i djeca koja su podigla nivo inteligencije i savladala poteškoće u učenju. On sugerira da se otkrića napravljena u području neuroplastičnosti mogu pokazati korisnim profesionalcima u većini slučajeva različitim oblastima aktivnosti, ali, prije svega, za nastavnike svih vrsta.”

Sedmica obrazovanja

“Neverovatna knjiga. Bez sumnje je vrijedan poređenja sa radom Olivera Saksa. Doidge ima neverovatan poklon pretvorite složeni specijalizovani materijal u uzbudljivo štivo. Teško je zamisliti fascinantniju temu - ili bolji uvod u nju."

The Kitchener Waterloo Record

“Odavno znamo da promjene u mozgu mogu utjecati na našu psihologiju i način na koji razmišljamo. Norman Doidge nam pokazuje da proces razmišljanja i naše misli imaju moć transformacije našeg mozga. Ona otkriva osnove psihološkog iscjeljivanja."

Doktor bioloških nauka E. P. Harčenko, M. N. Klimenko

Nivoi plastičnosti

Početkom ovog stoljeća istraživači mozga su napustili tradicionalne ideje o strukturnoj stabilnosti mozga odraslih i nemogućnosti formiranja novih neurona u njemu. Postalo je jasno da plastičnost mozga odrasle osobe također u ograničenoj mjeri koristi procese neuronogeneze.

Kada govorimo o plastičnosti mozga, najčešće mislimo na njegovu sposobnost da se mijenja pod utjecajem učenja ili oštećenja. Mehanizmi odgovorni za plastičnost su različiti, a njena najsavršenija manifestacija u oštećenju mozga je regeneracija. Mozak je izuzetno složena mreža neurona koji međusobno komuniciraju specijalno obrazovanje- sinapse. Stoga možemo razlikovati dva nivoa plastičnosti: makro i mikro nivo. Makro nivo uključuje promjene u mrežnoj strukturi mozga koja omogućava komunikaciju između hemisfera i između različitih regija unutar svake hemisfere. Na mikro nivou, molekularne promjene se dešavaju u samim neuronima i u sinapsama. Na bilo kojem nivou, plastičnost mozga se može manifestirati brzo ili sporo. Ovaj članak će se uglavnom fokusirati na plastičnost na makro nivou i izglede za istraživanje regeneracije mozga.

Postoje tri jednostavna scenarija za plastičnost mozga. U prvom dolazi do oštećenja samog mozga: na primjer, moždani udar motornog korteksa, uslijed kojeg mišići trupa i udova gube kontrolu od korteksa i postaju paralizirani. Drugi scenario je suprotan prvom: mozak je netaknut, ali je organ ili dio oštećen nervni sistem na periferiji: čulni organ - uho ili oko, kičmena moždina, ud amputiran. A pošto informacije prestaju da pritječu u odgovarajuće dijelove mozga, ti dijelovi postaju „nezaposleni“, nisu funkcionalno uključeni. U oba scenarija, mozak se reorganizira, pokušavajući ispuniti funkciju oštećenih područja uz pomoć neoštećenih područja ili uključiti “prazna” područja u opsluživanje drugih funkcija. Što se tiče trećeg scenarija, on se razlikuje od prva dva i povezan je s njim mentalnih poremećaja uzrokovano razni faktori.

Malo anatomije

Na sl. Na slici 1 prikazan je pojednostavljeni dijagram položaja polja na vanjskom korteksu lijeve hemisfere, koje je opisao i numerirao prema redoslijedu njihovog proučavanja njemački anatom Korbinian Brodmann.

Svako Brodmannovo polje je karakterizirano posebna kompozicija neurone, njihovu lokaciju (kortikalni neuroni formiraju slojeve) i veze između njih. Na primjer, polja senzornog korteksa, u kojima se odvija primarna obrada informacija iz osjetilnih organa, po svojoj se arhitekturi oštro razlikuju od primarnog motornog korteksa, koji je odgovoran za generiranje naredbi za dobrovoljne pokrete mišića. U primarnom motornom korteksu prevladavaju neuroni piramidalnog oblika, a senzorni korteks su uglavnom zastupljeni neuronima čiji oblik tijela podsjećaju na zrna ili granule, zbog čega se nazivaju zrnastim.

Mozak se obično dijeli na prednji i stražnji mozak (slika 1). Područja korteksa uz primarna senzorna polja u zadnjem mozgu nazivaju se asocijacijskim zonama. Oni obrađuju informacije koje dolaze iz primarnih senzornih polja. Što je asocijativna zona udaljenija od njih, to je više u stanju integrirati informacije iz različitih područja mozga. Najveća integrativna sposobnost u zadnjem mozgu karakteristična je za asocijativnu zonu u parijetalni režanj(nije obojeno na slici 1).

IN prednji mozak uz motorni korteks nalazi se premotorni korteks, gdje se nalaze dodatni centri za regulaciju pokreta. Na frontalnom polu nalazi se još jedna velika asocijacijska zona - prefrontalni korteks. Kod primata je to najrazvijeniji dio mozga, odgovoran za najsloženije mentalnih procesa. Upravo u asocijativnim zonama frontalnog, parijetalnog i temporalnog režnja kod odraslih majmuna otkriveno je uključivanje novih zrnastih neurona s kratkim životnim vijekom do dvije sedmice. Ovaj fenomen se objašnjava učešćem ovih zona u procesima učenja i pamćenja.

Unutar svake hemisfere, bliža i udaljena područja međusobno djeluju, ali senzorna područja unutar hemisfere ne komuniciraju direktno jedno s drugim. Homotopne, odnosno simetrične, regije različitih hemisfera su međusobno povezane. Hemisfere su također povezane s osnovnim, evolucijski starijim subkortikalnim regijama mozga.

Moždane rezerve

Impresivne dokaze o plastičnosti mozga pruža nam neurologija, posebno posljednjih godina, pojavom vizualnih metoda za proučavanje mozga: kompjuterske, magnetne rezonancije i pozitronske emisione tomografije, magnetoencefalografije. Slike mozga dobijene uz njihovu pomoć omogućile su da se potvrdi da je u nekim slučajevima osoba sposobna da radi i uči, da bude društveno i biološki kompletna, čak i nakon što je izgubila vrlo značajan dio mozga.

Možda najparadoksalniji primjer plastičnosti mozga je slučaj hidrocefalusa kod jednog matematičara, koji je doveo do gubitka gotovo 95% korteksa i nije utjecao na njegove visoke intelektualne sposobnosti. Časopis Science objavio je članak na ovu temu s ironičnim naslovom „Da li nam je zaista potreban mozak?“

Međutim, češće značajna oštećenja mozga dovode do dubokog doživotnog invaliditeta – njegova sposobnost da obnovi izgubljene funkcije nije neograničena. Česti uzroci oštećenja mozga kod odraslih su cerebrovaskularne nezgode (u najtežem obliku, moždani udar), rjeđe ozljede i tumori mozga, infekcije i intoksikacije. Kod djece su česti slučajevi poremećaja razvoja mozga koji su povezani i s genetskim faktorima i s patologijom intrauterini razvoj.

Među faktorima koji određuju sposobnost oporavka mozga, prvo treba istaknuti dob pacijenta. Za razliku od odraslih, kod djece, nakon uklanjanja jedne od hemisfera, druga hemisfera kompenzira funkcije udaljene hemisfere, uključujući jezik. (Poznato je da je kod odraslih gubitak funkcija jedne od hemisfera praćen smetnjama u govoru.) Ne nadoknađuju se sva djeca podjednako brzo i potpuno, ali trećina djece uzrasta od 1 godine ima pareze ruku i nogu. riješite se smetnji do 7. godine motoričke aktivnosti. Do 90% djece sa neurološki poremećaji u neonatalnom periodu se kasnije normalno razvijaju. Stoga se nezreli mozak bolje nosi sa oštećenjima.

Drugi faktor je trajanje izlaganja štetnom agensu. Polako rastući tumor deformira dijelove mozga koji su mu najbliži, ali može doseći impresivne veličine bez ometanja funkcija mozga: kompenzacijski mehanizmi imaju vremena da se uključe. Međutim, akutni poremećaj iste veličine najčešće je nespojiv sa životom.

Treći faktor je lokacija oštećenja mozga. Male veličine, oštećenje može zahvatiti područje guste akumulacije nervnih vlakana do raznim odjelima tijela i uzrokovati ozbiljne bolesti. Na primjer, kroz male dijelove mozga zvane unutrašnje kapsule (postoje ih dvije, po jedna u svakoj hemisferi), vlakna takozvanog piramidalnog trakta prolaze od motornih neurona moždane kore (slika 2) i idu do kičmenu moždinu i prenošenje komandi za sve mišiće tijela i udova. Dakle, krvarenje u području unutrašnje kapsule može dovesti do paralize mišića cijele polovine tijela.

Četvrti faktor je opseg lezije. Općenito, što je veća lezija, to je veći gubitak funkcije mozga. A budući da je osnova strukturne organizacije mozga mreža neurona, gubitak jednog dijela mreže može utjecati na rad drugih, udaljenih dijelova. Zbog toga se poremećaji govora često uočavaju u područjima mozga koja se nalaze daleko od specijalizovanih govornih područja, kao što je Brocino područje (područja 44–45 na slici 1).

Konačno, pored ova četiri faktora, važne su individualne varijacije u anatomskim i funkcionalnim vezama mozga.

Kako se korteks reorganizuje

Već smo rekli da je funkcionalna specijalizacija različitih područja moždane kore određena njihovom arhitekturom. Ova specijalizacija koja se razvila u evoluciji služi kao jedna od prepreka za ispoljavanje plastičnosti mozga. Na primjer, ako je primarni motorni korteks oštećen kod odrasle osobe, njegove funkcije ne mogu preuzeti senzorna područja koja se nalaze uz njega, ali susjedna premotorna zona iste hemisfere može.

Kod dešnjaka, kada je Brokino središte povezano sa govorom poremećeno u levoj hemisferi, aktiviraju se ne samo područja uz njega, već i područje homotopično Brokinom centru u desnoj hemisferi. Međutim, takav pomak funkcija s jedne hemisfere na drugu ne prolazi bez ostavljanja traga: preopterećenje područja korteksa koje pomaže oštećenom području dovodi do pogoršanja obavljanja vlastitih zadataka. U opisanom slučaju prijenos govornih funkcija na desnu hemisferu prati slabljenje pacijentove prostorno-vizualne pažnje - na primjer, takva osoba može djelomično ignorirati (ne percipirati) lijevi dio prostora.

Prije samo 30 godina ljudski mozak se smatrao organom koji je završio svoj razvoj u odrasloj dobi. Međutim, naše nervno tkivo se razvija tokom života, reagujući na pokrete intelekta i promene u spoljašnje okruženje. Plastičnost mozga omogućava osobi da uči, istražuje ili čak živi s jednom hemisferom ako je druga oštećena. T&P objašnjava šta je neuroplastičnost i kako funkcioniše na fiziološkom i molekularnom nivou.

Razvoj mozga ne prestaje kada se završi njegovo formiranje. Danas znamo da neuronske veze nastaju, blijede i obnavljaju se neprestano, tako da proces evolucije i optimizacije u našoj glavi nikada ne prestaje. Ovaj fenomen se naziva "neuronska plastičnost" ili "neuroplastičnost". To je ono što omogućava našem umu, svijesti i kognitivnim vještinama da se prilagode promjenama. okruženje, a upravo je to ključ za intelektualnu evoluciju vrste. Između ćelija našeg mozga neprestano se stvaraju i održavaju trilioni veza, prožetih električnim impulsima i bljeskajući poput malih munja. Svaka ćelija je na svom mestu. Svaki međućelijski most se pažljivo provjerava sa stanovišta nužnosti njegovog postojanja. Ništa slučajno. I ništa predvidljivo: na kraju krajeva, plastičnost mozga je njegova sposobnost prilagođavanja, usavršavanja i razvoja u skladu s okolnostima.

Plastičnost omogućava mozgu da doživi neverovatne promene. Na primjer, jedna hemisfera može dodatno preuzeti funkcije druge ako ne radi. To se dogodilo u slučaju Jodie Miller, djevojčice kojoj je u dobi od tri godine, zbog neliječive epilepsije, odstranjen gotovo cijeli korteks desne hemisfere, čime je popunila prazni prostor. cerebrospinalnu tečnost. Lijeva hemisfera Gotovo istog trenutka počelo se prilagođavati stvorenim uslovima i preuzelo kontrolu nad lijevom polovinom Jodyjevog tijela. Samo deset dana nakon operacije djevojčica je napustila bolnicu: već je mogla hodati i koristiti lijevu ruku. Iako je Jodi preostala samo polovina korteksa, intelektualnog, emocionalnog i fizički razvoj ide bez odstupanja. Jedini podsjetnik na operaciju je blaga paraliza lijeve strane tijela, što međutim nije spriječilo Milera da pohađa časove koreografije. Sa 19 godina završila je srednju školu sa odličnim uspehom.

Sve je to postalo moguće zahvaljujući sposobnosti neurona da stvaraju nove veze između sebe i brišu stare ako nisu potrebne. U osnovi ovog svojstva mozga su složeni i slabo shvaćeni molekularni događaji koji se oslanjaju na ekspresiju gena. Neočekivana misao dovodi do pojave nove sinapse - kontaktne zone između procesa nervnih ćelija. Savladavanje nove činjenice dovodi do rađanja nove moždane ćelije u hipotalamusu. Spavanje omogućava rast potrebnih i uklanjanje nepotrebnih aksona - dugih procesa neurona duž kojih nervni impulsi putuju od tijela ćelije do njenih susjeda.

Ako je tkivo oštećeno, mozak zna za to. Neke ćelije koje su prethodno analizirale svjetlost mogu početi, na primjer, da obrađuju zvuk. Prema istraživanjima, kada su u pitanju informacije, naši neuroni imaju proždrljiv apetit, pa su spremni da analiziraju sve što im se ponudi. Svaka ćelija je sposobna da radi sa informacijama bilo koje vrste. Mentalni događaji izazivaju lavinu molekularnih događaja koji se dešavaju u ćelijskim tijelima. Hiljade impulsa reguliraju proizvodnju molekula neophodnih za neposrednu reakciju neurona. Genetski krajolik u odnosu na koji se odvija ova akcija - fizičke promjene nervnih ćelija - izgleda nevjerovatno višestruko i složeno.

„Proces razvoja mozga omogućava stvaranje miliona neurona na pravim mestima, a zatim “instrukcije” svakoj ćeliji, pomažući joj da formira jedinstvene veze s drugim ćelijama”, kaže Susan McConnell, neurobiolog sa Univerziteta Stanford. „Možete ga uporediti sa pozorišnom predstavom: odvija se prema scenariju napisanom genetskim kodom, ali nema ni režisera ni producenta, a glumci nikada u životu nisu razgovarali jedni s drugima prije izlaska na scenu. I pored svega ovoga, performans se nastavlja. Ovo je za mene pravo čudo."

Plastičnost mozga se ne pojavljuje samo u ekstremnim slučajevima - nakon ozljede ili bolesti. Posljedica je i razvoj kognitivnih sposobnosti i samog pamćenja. Istraživanja su dokazala da ovladavanje bilo kojom novom vještinom, bilo da se radi o učenju strani jezik ili navikavanje na novu ishranu, jača sinapse. Štoviše, deklarativno pamćenje (na primjer, pamćenje činjenica) i proceduralno pamćenje (na primjer, održavanje motoričkih sposobnosti vožnje bicikla) ​​povezane su s dvije vrste neuroplastičnosti koje poznajemo.

Strukturna neuroplastičnost: razvojna konstanta

Strukturna neuroplastičnost povezana je s deklarativnim pamćenjem. Svaki put kada pristupimo poznatim informacijama, sinapse između naših nervnih ćelija se menjaju: postaju stabilizovane, ojačane ili izbrisane. Javlja se u malom mozgu, amigdali, hipokampusu i cerebralnom korteksu svake osobe svake sekunde. "Primaoci" informacija na površini neurona - takozvane dendritske bodlje - rastu da apsorbuju više informacija. Štaviše, ako proces rasta započne u jednoj kralježnici, susjedni odmah voljno slijede njen primjer. Postsinaptička kondenzacija, gusta zona koja se nalazi na nekim sinapsama, proizvodi više od 1000 proteina koji pomažu u regulaciji razmjene informacija na kemijskom nivou. Mnogo različitih molekula cirkuliše kroz sinapse, čije djelovanje im omogućava da se ne raspadaju. Svi ovi procesi se odvijaju neprestano, pa sa hemijske tačke gledišta naša glava izgleda kao metropola prožeta transportnim mrežama, koja je uvek u pokretu.

Neuroplastičnost učenja: bljeskovi u malom mozgu

Neuroplastičnost učenja, za razliku od strukturalnog učenja, javlja se u naletima. Povezan je s proceduralnim pamćenjem, koje je odgovorno za ravnotežu i motoričke vještine. Kada nakon duže pauze sjednemo na bicikl ili naučimo plivati ​​kraul, takozvana penjačka i mahovinasta vlakna se obnavljaju ili pojavljuju po prvi put u našem malom mozgu: prvo - između velikih Purkinjeovih ćelija u jednom sloju tkiva, drugo - između zrnastih ćelija u drugom. Mnoge ćelije se mijenjaju zajedno, "unisono", u istom trenutku, tako da smo, a da se ničega posebno ne sjećamo, u stanju pomaknuti skuter ili ostati na površini.

Motorna neuroplastičnost je usko povezana s fenomenom dugotrajne potenciranosti - povećanje sinaptičke transmisije između neurona, što omogućava dugotrajno očuvanje puta. Naučnici sada vjeruju da je dugoročno potenciranje u osnovi ćelijskih mehanizama učenja i pamćenja. To je ona tokom čitavog procesa evolucije razne vrste osigurali njihovu sposobnost da se prilagode promjenama u okolišu: ne padaju s grane u snu, kopaju smrznuto tlo, primjećuju sjene ptica grabljivica po sunčanom danu.

Očigledno je, međutim, da dvije vrste neuroplastičnosti ne opisuju sve promjene koje se događaju u nervnim stanicama i između njih tijekom života. Čini se da je slika mozga složena kao i slika genetskog koda: što više učimo o njemu, više shvaćamo koliko malo zapravo znamo. Plastičnost omogućava mozgu da se prilagodi i razvije, promijeni svoju strukturu, poboljša svoje funkcije u bilo kojoj dobi i da se nosi s posljedicama bolesti i ozljeda. Ovo je rezultat istovremenog zajedničkog rada raznih mehanizama čije zakone tek treba da proučimo.

"Plastičnost mozga se odnosi na sposobnost nervnog sistema da menja svoju strukturu i funkciju tokom života kao odgovor na raznovrsnost životne sredine. Ovaj termin nije lako definisati, iako se danas široko koristi u psihologiji i neuronauci. Koristi se za označavanje promjenama koje se dešavaju na različitim nivoima nervnog sistema: u molekularnim strukturama, promjenama u ekspresiji gena i ponašanju."

Neuroplastičnost omogućava neuronima da se oporave i anatomski i funkcionalno, kao i da stvore nove sinaptičke veze. Neuralna plastičnost je sposobnost mozga da se popravi i restrukturira. Ovaj adaptivni potencijal nervnog sistema omogućava mozgu da se oporavi od povreda i poremećaja, a također može smanjiti efekte strukturnih promjena uzrokovanih patologijama kao npr multipla skleroza, Parkinsonova bolest, kognitivni poremećaj, nesanica kod djece itd.

Različite grupe neurologa i kognitivnih psihologa koji proučavaju procese sinaptičke plastičnosti i neurogeneze zaključili su da CogniFit baterija kognitivnih kliničkih vježbi za stimulaciju i trening mozga ("CogniFit") potiče stvaranje novih sinapsi i neuronskih krugova koji pomažu u reorganizaciji i obnavljanju funkcija oštećenog područja i prijenos kompenzacijskih sposobnosti. Istraživanja sugeriraju da se plastičnost mozga aktivira i jača kada se koristi ovaj program kliničkih vježbi. Na slici ispod možete vidjeti kako se neuronska mreža razvija kao rezultat stalne i odgovarajuće kognitivne stimulacije.

Neuronske mreže prije obukuNeuronske mreže nakon 2 sedmice kognitivna stimulacijaNeuronske mreže nakon 2 mjeseca kognitivna stimulacija

Sinaptička plastičnost

Kada učimo ili imamo nova iskustva, mozak stvara niz neuronskih veza. Ove neuronske mreže su putevi kroz koje neuroni međusobno razmjenjuju informacije. Ti se putevi formiraju u mozgu učenjem i vježbom, kao što se, na primjer, staza formira u planinama ako njome svakodnevno hodaju pastir i njegovo stado. Neuroni međusobno komuniciraju putem veza zvanih sinapse, a ovi komunikacijski putevi se mogu obnavljati tijekom života. Svaki put kada steknemo novo znanje (kroz stalnu praksu), komunikacija ili sinaptički prijenos između neurona uključenih u proces se povećava. Poboljšana komunikacija između neurona znači da se električni signali efikasnije prenose kroz novi put. Na primjer, kada pokušate prepoznati kakva ptica pjeva, između nekih neurona se formiraju nove veze. Dakle, neuroni u vidnom korteksu određuju boju ptice, slušni korteks određuje njenu pjesmu, a drugi neuroni određuju ime ptice. Stoga, da biste identificirali pticu, morate više puta upoređivati ​​njenu boju, glas i ime. Sa svakim novim pokušajem, pri vraćanju u neuronsko kolo i obnavljanju neuronske transmisije između neurona uključenih u proces, povećava se efikasnost sinaptičkog prijenosa. Tako se poboljšava komunikacija između odgovarajućih neurona, a proces spoznaje svaki put se odvija brže. Sinaptička plastičnost je osnova plastičnosti ljudskog mozga.

Neurogeneza

S obzirom da se sinaptička plastičnost postiže poboljšanjem komunikacije u sinapsi između postojećih neurona, neurogeneza se odnosi na rađanje i reprodukciju novih neurona u mozgu. Dugo vremena se ideja o regeneraciji neurona u mozgu odraslih smatrala gotovo heretičkom. Naučnici su vjerovali da nervne ćelije umiru i da se ne obnavljaju. Od 1944. godine, a posebno poslednjih godina, postojanje neurogeneze je naučno dokazano, a danas znamo šta se dešava kada se matične ćelije (posebna vrsta ćelija koja se nalazi u zupčastom girusu, hipokampusu i eventualno prefrontalnom korteksu) podele na dve ćelije. : matična ćelija i ćelija koja će se pretvoriti u punopravni neuron, sa aksonima i dendritima. Nakon toga, novi neuroni migriraju u različita područja (uključujući i ona udaljena jedna od druge) u mozgu, gdje su potrebni, čime se održava neuronski kapacitet mozga. Poznato je da je i kod životinja i kod ljudi iznenadna smrt neurona (na primjer, nakon krvarenja) snažan stimulans za pokretanje procesa neurogeneze.

Funkcionalna kompenzacijska plastičnost

Neurološka literatura je opširno pokrila temu kognitivnog pada sa starenjem i objasnila zašto starije osobe pokazuju niže kognitivne performanse od mlađih odraslih osoba. Iznenađujuće, nemaju svi stariji ljudi loše rezultate: neki rade jednako dobro kao i mlađi ljudi. Ovi neočekivano različiti rezultati u podgrupi ljudi iste dobi su naučno istraženi, otkrivši da kada se liječe nove informacije Stariji ljudi sa većim kognitivnim performansama koriste iste regije mozga kao i mlađi ljudi, kao i druge regije mozga koje ne koriste ni mlađi ni drugi stariji učesnici. Ovaj fenomen prekomjerne upotrebe mozga kod starijih osoba proučavali su naučnici koji su zaključili da se korištenje novih kognitivnih resursa javlja kao dio kompenzacijske strategije. Kao rezultat starenja i smanjene sinaptičke plastičnosti, mozak počinje da pokazuje svoju plastičnost restrukturiranjem svojih neurokognitivnih mreža. Istraživanja su pokazala da mozak dolazi do ove funkcionalne odluke aktiviranjem drugih neuronskih puteva, češće uključujući područja u obje hemisfere (što je obično samo kod mlađih ljudi).

Funkcioniranje i ponašanje: učenje, iskustvo i okruženje

Vidjeli smo da je plastičnost sposobnost mozga da promijeni svoje biološke, hemijske i fizičke karakteristike. Međutim, ne mijenja se samo mozak - mijenja se i ponašanje i funkcioniranje cijelog tijela. Posljednjih godina naučili smo da se genetske ili sinaptičke promjene u mozgu javljaju kao rezultat kako starenja, tako i izlaganja bezbrojnim faktorima okoline. Od posebnog značaja su otkrića o plastičnosti mozga, kao i njegovoj ranjivosti kao rezultatu raznih poremećaja. Mozak uči tokom čitavog našeg života - u bilo kom trenutku i u bilo koje vreme. raznih razloga stičemo nova znanja. Na primjer, djeca stiču nova znanja u ogromnim količinama, što izaziva značajne promjene u moždanim strukturama u trenucima intenzivnog učenja. Nova znanja se mogu steći i kao rezultat doživljene neurološke traume, na primjer, kao posljedica oštećenja ili krvarenja, kada su funkcije oštećenog dijela mozga poremećene i morate ponovo učiti. Postoje i ljudi sa žeđom za znanjem koje zahtijeva stalno učenje. Zahvaljujući ogromna količina U okolnostima u kojima može biti potrebno novo učenje, pitamo se da li se mozak mijenja svaki put kada se to dogodi? Istraživači vjeruju da to nije slučaj. Čini se da mozak stječe novo znanje i pokazuje svoj potencijal za plastičnost ako novo znanje pomaže poboljšanju ponašanja. Odnosno, za fiziološke promjene u mozgu potrebno je da posljedica učenja budu promjene u ponašanju. Drugim riječima, nova znanja moraju biti neophodna. Na primjer, znanje o drugom načinu preživljavanja. Stepen korisnosti ovdje vjerovatno igra ulogu. Posebno pomažu u razvoju plastičnosti mozga interaktivne igre. Pokazalo se da ovaj oblik učenja povećava aktivnost u prefrontalnom korteksu (PFC). Osim toga, korisno je igrati se pozitivnim potkrepljenjem i nagradom, što se tradicionalno koristi u podučavanju djece.

Uslovi za provođenje moždane plastičnosti

Kada i u kom trenutku života je mozak najpodložniji promjenama pod uticajem faktora okoline? Čini se da plastičnost mozga ovisi o dobi i još mnogo toga ostaje da se otkrije o tome kako na nju utječe okolina ovisno o dobi subjekta. Međutim, znamo da mentalni učinak i kod zdravih starijih osoba i kod starijih osoba s neurodegenerativnom bolešću ima pozitivan učinak na neuroplastičnost. Važno je da je mozak podložan pozitivnim i negativnim promjenama i prije nego što se čovjek rodi. Studije na životinjama su pokazale da kada su buduće majke okružene pozitivnim stimulansima, bebe formiraju više sinapsi u određenim područjima mozga. Suprotno tome, kada su trudnice bile izložene jakom svjetlu, koje ih dovodi u stanje stresa, broj neurona u fetalnom prefrontalnom korteksu (PFC) se smanjuje. Osim toga, čini se da je PFC osjetljiviji na utjecaje okoline od drugih regija mozga. Rezultati ovih eksperimenata imaju bitan u debati o prirodi i okolini demonstrirajući da okruženje može promijeniti ekspresiju neuronskih gena. Kako se plastičnost mozga razvija s vremenom i kakav je učinak utjecaja okoline na nju? Ovo pitanje je najvažnije za terapiju. Provedeno genetsko istraživanježivotinje su pokazale da se neki geni mijenjaju čak i kao rezultat kratkotrajnog izlaganja, drugi - kao rezultat dužeg izlaganja, dok postoje i geni na koje se nikako nije moglo utjecati, pa čak i ako su uspjeli, kao rezultat i dalje vraćeni u prvobitno stanje. Iako izraz "plastičnost" mozga nosi pozitivnu konotaciju, zapravo pod plastičnošću podrazumijevamo i negativne promjene u mozgu povezane s disfunkcijama i poremećajima. Kognitivni trening je vrlo koristan za promicanje pozitivne plastičnosti mozga. Uz pomoć sistematskih vježbi možete stvoriti nove neuronske mreže i poboljšati sinaptičke veze između neurona. Međutim, kao što smo ranije napomenuli, mozak ne uči efikasno osim ako se učenje ne nagrađuje. Stoga je prilikom studiranja važno postaviti i ostvariti svoje lične ciljeve.

1] Definicija preuzeta iz: Kolb, B., Mohamed, A., & Gibb, R., Traganje za faktorima u osnovi plastičnosti mozga u normalnim i oštećenim stanjima, Revista de Trastornos de la Comunicación (2010), doi: 10.1016/j. jcomdis.2011.04 0,007 Ovaj odjeljak je izveden iz Kolb, B., Mohamed, A., & Gibb, R., Traganje za faktorima koji su u osnovi plastičnosti mozga u zdravlju i oštećenju, Revista de Trastornos de la Comunicación (2010), doi:10.101. j. jcomdis.2011.04.007