Hudba mozku. Pravidla pro harmonický rozvoj Pren Anet

Plasticita mozku

Plasticita mozku

Proč tedy můžeme hrát na vlastní mozek jako na hudební nástroj? Hlavní věc je plastický mozek, jeho schopnost měnit se.

Až do počátku 90. let 20. století většina výzkumníků věřila, že všichni nervové buňkyčlověk dostává při narození a že po pětadvaceti letech začnou odumírat, postupně slábnou pevnost a složitost nervových spojení.

Ale dnes se díky vyspělým technologiím názor vědců na tuto problematiku radikálně změnil. Nyní je to známo lidský mozek obsahuje asi sto miliard neuronů vzájemně propojených prostřednictvím takzvaných synapsí a že za celý náš život se každý den jen v paměťové zóně vytvoří minimálně dvě stě nových nervových buněk. Jinými slovy, náš mozek je ve stavu trvalé změny.

Náš mozek je ve stavu trvalé změny.

Kromě toho před několika lety vědci věřili, že za řeč, pocity, vidění, rovnováhu atd. jsou zodpovědná konkrétní centra. Dnes vědci došli k závěru, že to není tak úplně pravda. Základní funkce, které řídí naši motorickou aktivitu a senzorickou zpětnou vazbu, jsou skutečně lokalizovány ve specifických oblastech mozku, ale komplexní kognitivní funkce jsou distribuovány napříč různými částmi mozku. Všech osm klíčů uvedených v této knize odpovídá různým oblastem mozku, ale žádný klíč není omezen na žádnou část mozku.

Například funkce řeči je výsledkem týmové činnosti řady oblastí mozku, které spolu mohou spolupracovat různé způsoby. To vysvětluje, proč každý člověk používá své vlastní jedinečné řečové struktury a proč se struktura naší řeči mění v závislosti na prostředí.

Kromě toho se mozek neustále reorganizuje. Vědci zjistili, že oslabené mozkové funkce lze obnovit pomocí ostatní oblasti mozku. Psychiatr Norman Doidge považuje za jeden z největší objevy století, skutečnost, že praktické a teoretické učení a jednání mohou „zapínat a vypínat naše geny, formovat anatomii našeho mozku a naše chování“. A neurolog Vilayanur Subramanian Ramachandran volá ty vyrobené minulé roky objevy v oblasti mozkové činnosti pátou revolucí.

Praktické a teoretické učení a jednání mohou naše geny zapínat a vypínat.

Musíme si však přiznat: vědci jsou dnes teprve na prahu pochopení bezpočtu zázraků lidského mozku. A po přečtení této knihy pochopíte jen malou, i když nesmírně důležitou část těchto zázraků.

Tato kniha hovoří jak o biologické, tak o duševní složce mozku, ale hlavně o té druhé. Biologická část se zabývá chemií a fyzikou mozku, neurotransmitery, jako je serotonin a dopamin, a neuronální plasticitou. Mentální složka se týká naší schopnosti myslet a jednat a také poznávání v širokém smyslu slova.

V tomto okamžiku se čtenář může divit: „Ale já už toho o mozku vím hodně – co ještě potřebuji vědět?“ Věřte mi, že je pro vás připraveno mnoho překvapení, protože dnes je mnoho zakořeněných představ o mozku beznadějně zastaralých. Například vědci dříve věřili, že čím hlouběji proniknou do mozku, tím dále mohou pokročit v porozumění lidské evoluci a že „civilizovaná“ mozková kůra je zodpovědná za základní a primitivní funkce. Takže: budete muset přehodnotit tuto populární teorii. Náš mozek se neskládá z evolučních vrstev: vůbec ho nelze považovat za modulární strukturu. Funguje spíše jako síť a je mnohem složitější a zajímavější, než si dokážeme představit.

A naši další čtenáři mohou říci: „Jsme to, co jsme, a všechny ty řeči o pozitivních změnách nejsou nic jiného než jen další prázdný slib.“ Ale zapomínáte na plasticitu – nejdůležitější vlastnost mozku: je tvárný a neustále se mění, přizpůsobuje se prostředí. Dnes při provádění té či oné činnosti používáte nějaké nervové buňky a po několika týdnech, kdy děláte totéž, používáte jiné. Když si například přečtete tuto knihu, váš mozek už nikdy nebude jako dřív.

Člověk neustále vyvíjí svůj mozek, když dělá jinou volbu nebo se učí něco nového Každodenní život. Jako jasný příklad plasticity mozku mohou posloužit slavní londýnští taxikáři. Od dvou do čtyř let se připravují a trénují: zapamatují si názvy ulic, trasy a zajímavosti v okruhu deseti kilometrů od centra města. Studie ukázaly, že v důsledku toho je jejich pravý hipokampus větší – ve srovnání s lidmi v jiných profesích – a jejich prostorová paměť se znatelně zlepšuje. A čím více se taxikář, jezdící po městě, dozvídá nové informace, tím větší se tato část mozku stává. Přemýšlejte: jaké části mozku Vy trénovat a rozvíjet se v každodenním životě? Kteří z nich jsou lépe vyškoleni než ostatní?

Někteří lidé si myslí, že změna není vůbec pro ně. Uvažují takto: "Jsem příliš starý a starého psa novým kouskům nenaučíš." Dnes je však již prokázáno, že excitované neurony produkují o 25 % více nervových spojení, zvětšují se a zlepšují prokrvení mozku, a to se děje v každém věku. Člověk se může změnit bez ohledu na to, jak starý je. To se nemusí nutně stát přes noc, i když je to možné. Jeden nový poznatek, trocha úpravy a doladění – a to, co se nedávno zdálo nepřekonatelné, se najednou jeví úplně jinak a vy zjistíte, že jednáte úplně jinak.

Excitované neurony produkují o 25 % více nervových spojení.

V životě každého člověka jsou příklady obou typů změn – jak v důsledku cílevědomého praktického učení, tak v důsledku prudkých skoků v porozumění, které doslova přes noc mění náš svět. A porozumění sobě, světu kolem nás a příležitostem, které máme k dispozici.

„Doidgeova kniha je pozoruhodným a nadějným popisem neomezené schopnosti lidského mozku přizpůsobit se... Jen před několika desetiletími vědci věřili, že mozek je neměnný a ‚pevně zapojený‘ a že většina forem poškození mozku je nevyléčitelná. Dr. Doidge, významný psychiatr a výzkumník, byl ohromen tím, jak transformace, ke kterým došlo u jeho pacientů, odporovaly těmto myšlenkám, a tak začal studovat novou vědu o neuroplasticitě. Pomohla mu komunikace s vědci u vzniku neurologie a pacienty, kterým pomohla neurorehabilitace. Ve své fascinující knize, psané v první osobě, mluví o tom, jak má náš mozek úžasné schopnosti měnit svou strukturu a kompenzovat i ta nejtěžší neurologická onemocnění.“

Oliver Sacks

„V knihkupectvích bývají stojany s vědeckými knihami umístěny dost daleko od sekcí, které skladují svépomocné knihy, což vede k popisu tvrdá realita skončí na některých policích a spekulativní závěry na jiných. Ale fascinující přehled Normana Doidge o revoluci, která se dnes odehrává v neurovědě, zmenšuje propast: jako příležitosti pozitivní myšlení vědci získávají stále větší důvěru, staletí starý rozdíl mezi mozkem a vědomím se začíná stírat. Kniha představuje úžasný, realitu explodující materiál, který má skvělá hodnota… nejen pro trpící pacienty neurologická onemocnění, ale pro všechny lidi, nemluvě o lidské kultuře, vědění a historii.“

The New York Times

„Živá a nesmírně vzrušující... naučná a vzrušující kniha. Přináší uspokojení jak mysli, tak srdci. Doidgeovi se daří vysvětlit nejnovější výzkumy v neurovědě jasně a srozumitelně. Hovoří o útrapách, které postihly pacienty, o kterých píše – lidi, kteří byli od narození zbaveni části mozku; lidé s poruchami učení; lidé, kteří utrpěli mrtvici - s úžasným taktem a jasem. To hlavní, co spojuje nejlepší knihy, kterou napsali specialisté v oboru medicíny - a dílo Doidge... - je odvážným překonáním úzkého mostu mezi tělem a duší."

Chicago Tribune

„Čtenáři si určitě budou chtít přečíst celé části knihy nahlas a předat je tomu, kdo by z toho mohl mít užitek. Spojením příběhů o vědeckém experimentování s příklady osobního triumfu vzbuzuje Doidge ve čtenáři pocit úžasu nad mozkem a víru vědců v jeho schopnosti.“

Washington Post

„Didge nám jeden po druhém vypráví fascinující příběhy, které se naučil, když cestoval po světě a komunikoval s významnými vědci a jejich pacienty. Každý z těchto příběhů je vetkán do analýzy nejnovějších pokroků ve vědě o mozku a je popsán jednoduchým a poutavým způsobem. Může být těžké si představit, že by dílo obsahující množství vědeckých údajů mohlo být fascinující, ale tuto knihu nelze odložit.“

Jeff Zimman, Posit Science, e-mailový zpravodaj

„Abyste mohli mluvit o vědě jasným a přístupným způsobem, musíte mít mimořádný talent. Oliver Sacks to dělá velmi dobře. Totéž lze říci o nejnovějším díle Stephena Jaye Goulda. A teď tu máme Normana Doidge. Úžasná kniha. Její čtení nevyžaduje speciální znalosti z neurochirurgie – stačí mít zvídavou mysl. Doidge - nejlepší průvodce v tomto vědeckém oboru. Jeho styl je lehký a nenáročný a dokáže vysvětlit složité pojmy a přitom komunikovat se čtenáři jako rovný s rovným. Případové studie jsou typickým žánrem psychiatrické literatury a Doidge to dělá dobře.

Teorie neuroplasticity přitahuje zvýšený zájem, protože mění naše chápání mozku. Říká nám, že mozek vůbec není souborem specializovaných částí, z nichž každá má specifické místo a funkci, ale je to dynamický orgán schopný se v případě potřeby přeprogramovat a přebudovat. Tento poznatek má potenciál být přínosem pro nás všechny. To je důležité zejména pro lidi trpící vážnými nemocemi – mozkovou mrtvicí, dětskou mozkovou obrnou, schizofrenií, poruchami učení, obsedantně-kompulzivní poruchou a dalšími – ale kdo z nás by nechtěl získat pár bodů navíc v testu inteligence nebo si zlepšit paměť? Kupte si tuto knihu. Váš mozek vám poděkuje."

The Globe & Mail (Toronto)

"Dnes je to nejdostupnější a nejuniverzálnější kniha na toto téma."

Michael M. Merzenich, Ph.D., profesor, Centrum integrativní neurovědy. Keck University of California v San Franciscu

"Mistrovsky vedená cesta přes stále se rozšiřující pole výzkumu souvisejícího s neuroplasticitou."

„Norman Doidge napsal vynikající knihu, která nastoluje a osvětluje mnoho neuropsychiatrických problémů, kterým čelí děti i dospělí. V knize je každý syndrom ilustrován konkrétními příběhy z praxe, které se čtou jako skvělé příběhy...takže to působí skoro jako vědecká detektivka a nenechá vás nudit...také vás dokáže učinit více příbuznými a srozumitelný obyčejní lidé tak tajemná oblast jako je věda. Kniha je zaměřena na vzdělané čtenáře – ale nepotřebujete doktorát, abyste mohli těžit ze znalostí, které nabízí.“

Barbara Milrod, MD, psychiatr, Weill Lékařská fakulta Cornwallská univerzita

„Fascinující a velmi důležitá kniha. Doidge poskytuje čtenáři působivé množství informací o jím zvoleném tématu a činí tak odborně. Jeho schopnost vysvětlit podstatu otázky, která by se při méně obratném pokrytí mohla zdát děsivě složitá a dokonce nepochopitelná, vždy doprovází pocit zázraku. Příběhy, které vypráví, poskytují maximální emocionální uspokojení... Doidge diskutuje o tom, jak kulturní vlivy doslova „formují“ náš mozek... Ukazuje se, že naše reakce na svět je nejen sociálním nebo psychologickým jevem, ale také dlouhodobým neurologickým procesem.“

The Gazette (Montreal)

"Didge nabízí historii výzkumu v této nově vznikající oblasti vědy, představuje nám vědce, kteří provádějí převratné objevy a vyprávějí fascinující příběhy lidí, kterým pomohli."

Psychologie dnes

„Dlouhá léta panoval obecně přijímaný názor, že mozková funkce u dospělých se může měnit pouze ve směru zhoršování. U dětí s mentálním postižením a dospělých, kteří utrpěli poranění mozku, se myslelo, že nemají naději na dosažení normální mozkové funkce. Doidge tvrdí, že tomu tak není. Popisuje schopnost mozku se reorganizovat vytvářením nových nervových spojení po celý život člověka. Uvádí mnoho případových studií a vypráví o pacientech, kteří se po mrtvici naučili znovu hýbat a mluvit; starší lidé, kterým se podařilo zlepšit paměť; a děti, které zvýšily svou úroveň inteligence a překonaly potíže s učením. Navrhuje, že objevy učiněné v oblasti neuroplasticity se mohou ukázat jako užitečné pro profesionály ve většině případů různé oblasti aktivit, ale především pro učitele všech typů.“

Vzdělávací týden

“Úžasná kniha. Srovnání s dílem Olivera Sackse si bezesporu zaslouží. Doidge má úžasný dárek proměňte složitý odborný materiál ve vzrušující čtení. Je těžké si představit fascinující téma – nebo lepší úvod do něj.“

The Kitchener Waterloo Record

„Dlouho víme, že změny v mozku mohou ovlivnit naši psychologii a způsob, jakým myslíme. Norman Doidge nám ukazuje, že proces myšlení a naše myšlenky mají sílu transformovat náš mozek. Odhaluje základy psychologického léčení."

Doktor biologických věd E. P. Kharchenko, M. N. Klimenko

Úrovně plasticity

Na začátku tohoto století výzkumníci mozku opustili tradiční představy o strukturální stabilitě dospělého mozku a nemožnosti tvorby nových neuronů v něm. Ukázalo se, že plasticita dospělého mozku v omezené míře využívá i procesy neuronogeneze.

Když mluvíme o plasticitě mozku, máme na mysli nejčastěji jeho schopnost měnit se pod vlivem učení nebo poškození. Mechanismy odpovědné za plasticitu jsou různé a jejím nejdokonalejším projevem při poškození mozku je regenerace. Mozek je extrémně složitá síť neuronů, které spolu komunikují Speciální vzdělání- synapse. Proto můžeme rozlišit dvě úrovně plasticity: makro a mikroúroveň. Makroúroveň zahrnuje změny v síťové struktuře mozku, která umožňuje komunikaci mezi hemisférami a mezi různými oblastmi v každé hemisféře. Na mikroúrovni dochází k molekulárním změnám v samotných neuronech a v synapsích. Na obou úrovních se plasticita mozku může projevit rychle nebo pomalu. Tento článek se bude věnovat především plasticitě na makroúrovni a perspektivám výzkumu regenerace mozku.

Pro plasticitu mozku existují tři jednoduché scénáře. Při prvním dochází k poškození samotného mozku: například k mozkové mrtvici motorické kůry, v jejímž důsledku svaly trupu a končetin ztratí kontrolu z kůry a ochrnou. Druhý scénář je opakem prvního: mozek je neporušený, ale je poškozen orgán nebo část nervový systém na periferii: smyslový orgán - ucho nebo oko, mícha, amputovaná končetina. A protože informace přestávají proudit do odpovídajících částí mozku, tyto části se stávají „nezaměstnanými“, nejsou funkčně zapojeny. V obou scénářích se mozek reorganizuje, snaží se naplnit funkci poškozených oblastí pomocí nepoškozených oblastí nebo zapojit „nečinné“ oblasti do obsluhy jiných funkcí. Pokud jde o třetí scénář, liší se od prvních dvou a je spojen s duševní poruchy zapříčiněno různé faktory.

Trochu anatomie

Na Obr. Obrázek 1 ukazuje zjednodušené schéma umístění polí na zevním kortexu levé hemisféry, které popsal a očísloval v pořadí jejich studie německý anatom Korbinian Brodmann.

Každý Brodmannův obor je charakterizován speciální složení neurony, jejich umístění (kortikální neurony tvoří vrstvy) a spojení mezi nimi. Například pole smyslové kůry, ve které dochází k primárnímu zpracování informací ze smyslových orgánů, se svou architekturou výrazně liší od primární motorické kůry, která je zodpovědná za generování příkazů pro dobrovolné pohyby svalů. V primární motorické kůře převažují neurony pyramidového tvaru a senzorická kůra je zastoupena především neurony, jejichž tělesný tvar připomíná zrna nebo granule, proto se jim říká granulární.

Mozek se obvykle dělí na přední a zadní mozek (obr. 1). Oblasti kůry sousedící s primárními smyslovými poli v zadním mozku se nazývají asociační zóny. Zpracovávají informace pocházející z primárních smyslových polí. Čím dále je od nich asociativní zóna, tím více je schopna integrovat informace z různých oblastí mozku. Nejvyšší integrační schopnost v zadním mozku je charakteristická pro asociativní zónu v parietální lalok(nezabarveno na obr. 1).

V přední mozek k motorickému kortexu přiléhá premotorický kortex, kde jsou umístěna další centra pro regulaci pohybu. Na frontálním pólu je další velká asociační zóna - prefrontální kůra. U primátů je to nejrozvinutější část mozku, která je zodpovědná za nejsložitější duševní procesy. Právě v asociativních zónách frontálních, parietálních a temporálních laloků u dospělých opic bylo odhaleno zahrnutí nových granulárních neuronů s krátkou životností do dvou týdnů. Tento jev se vysvětluje účastí těchto zón na procesech učení a paměti.

V rámci každé hemisféry se blízké a vzdálené oblasti vzájemně ovlivňují, ale smyslové oblasti v rámci hemisféry spolu nekomunikují přímo. Homotopické, tedy symetrické oblasti různých hemisfér jsou vzájemně propojeny. Hemisféry jsou také spojeny se základními, evolučně staršími subkortikálními oblastmi mozku.

Mozkové rezervy

Působivé důkazy plasticity mozku nám poskytuje neurologie zejména v posledních letech s příchodem vizuálních metod pro studium mozku: počítač, magnetická rezonance a pozitronová emisní tomografie, magnetoencefalografie. Snímky mozku získané s jejich pomocí umožnily ověřit, že v některých případech je člověk i po ztrátě velmi významné části mozku schopen pracovat a studovat, být sociálně a biologicky úplný.

Snad nejparadoxnějším příkladem plasticity mozku je případ hydrocefalu u matematika, který vedl ke ztrátě téměř 95 % mozkové kůry a neovlivnil jeho vysoké intelektuální schopnosti. Časopis Science zveřejnil na toto téma článek s ironickým názvem „Opravdu potřebujeme mozek?

Častěji však výrazné poškození mozku vede k hluboké celoživotní invaliditě – jeho schopnost obnovit ztracené funkce není neomezená. Častými příčinami poškození mozku u dospělých jsou cévní mozkové příhody (v nejtěžší formě cévní mozková příhoda), méně často poranění a nádory mozku, infekce a intoxikace. U dětí jsou časté případy poruch vývoje mozku spojené jak s genetickými faktory, tak s patologií nitroděložní vývoj.

Mezi faktory, které určují regenerační schopnosti mozku, je třeba nejprve zdůraznit věk pacienta. Na rozdíl od dospělých u dětí po odstranění jedné z hemisfér druhá hemisféra kompenzuje funkce vzdálené hemisféry včetně jazyka. (Je dobře známo, že u dospělých je ztráta funkcí jedné z hemisfér provázena poruchami řeči.) Ne všechny děti kompenzují stejně rychle a úplně, ale třetina dětí ve věku 1 roku s parézou rukou a nohou zbavit se poruch do 7 let motorická aktivita. Až 90 % dětí s neurologické poruchy v novorozeneckém období se následně vyvíjejí normálně. Nezralý mozek se proto lépe vyrovnává s poškozením.

Druhým faktorem je doba expozice škodlivému činidlu. Pomalu rostoucí nádor deformuje části mozku, které jsou mu nejblíže, ale může dosáhnout působivých velikostí, aniž by narušil funkce mozku: kompenzační mechanismy mají čas se zapnout. Akutní porucha stejného rozsahu je však nejčastěji neslučitelná se životem.

Třetím faktorem je místo poškození mozku. Malá velikost, poškození může ovlivnit oblast husté akumulace nervových vláken vedoucích k různá oddělení těla a způsobit vážné onemocnění. Například přes malé oblasti mozku zvané vnitřní pouzdra (jsou dvě, v každé hemisféře jedna) procházejí vlákna tzv. pyramidálního traktu z motorických neuronů mozkové kůry (obr. 2), jdoucí do míchu a předávání příkazů pro všechny svaly těla a končetin. Takže krvácení v oblasti vnitřní kapsle může vést k paralýze svalů celé poloviny těla.

Čtvrtým faktorem je rozsah léze. Obecně platí, že čím větší léze, tím větší ztráta mozkových funkcí. A protože základem strukturní organizace mozku je síť neuronů, může ztráta jedné části sítě ovlivnit práci dalších, vzdálených částí. Proto jsou poruchy řeči často pozorovány v oblastech mozku nacházejících se daleko od specializovaných řečových oblastí, jako je Brocova oblast (oblasti 44–45 na obr. 1).

A konečně, kromě těchto čtyř faktorů jsou důležité individuální variace v anatomických a funkčních spojeních mozku.

Jak se kortex reorganizuje

Již jsme řekli, že funkční specializaci různých oblastí mozkové kůry určuje jejich architektura. Tato specializace, která se vyvinula v evoluci, slouží jako jedna z bariér pro projev plasticity mozku. Pokud je například u dospělého poškozena primární motorická kůra, její funkce nemohou převzít senzorické oblasti umístěné vedle ní, ale přilehlá premotorická zóna téže hemisféry ano.

U praváků, kdy je Brocovo centrum spojené s řečí narušeno v levé hemisféře, se aktivují nejen oblasti s ním sousedící, ale také oblast homotopická k Brocovu centru v pravé hemisféře. Takový posun funkcí z jedné hemisféry do druhé však neprojde bez zanechání stopy: přetížení oblasti kůry, která pomáhá poškozené oblasti, vede ke zhoršení plnění jejích vlastních úkolů. V popsaném případě je přenos řečových funkcí do pravé hemisféry doprovázen oslabením prostorově-vizuální pozornosti pacienta - takový člověk může například částečně ignorovat (nevnímat) levou část prostoru.

Ještě před 30 lety byl lidský mozek považován za orgán, který ukončil svůj vývoj v dospělosti. Naše nervová tkáň se však během života vyvíjí, reaguje na pohyby intelektu a změny vnější prostředí. Plasticita mozku umožňuje člověku učit se, zkoumat nebo dokonce žít s jednou hemisférou, pokud byla druhá poškozena. T&P vysvětluje, co je neuroplasticita a jak funguje na fyziologické a molekulární úrovni.

Vývoj mozku se po dokončení jeho formování nezastaví. Dnes víme, že neurální spojení vznikají, mizí a neustále se obnovují, takže proces evoluce a optimalizace v naší hlavě se nikdy nezastaví. Tento jev se nazývá „neuronová plasticita“ nebo „neuroplasticita“. Je to to, co umožňuje naší mysli, vědomí a kognitivním schopnostem přizpůsobit se změnám. životní prostředí a právě to je klíčem k intelektuální evoluci druhu. Mezi buňkami našeho mozku se neustále vytvářejí a udržují biliony spojení, prošpikovaných elektrickými impulsy a blikajících jako malé blesky. Každá buňka je na svém místě. Každý mezibuněčný most je pečlivě kontrolován z hlediska nutnosti jeho existence. Nic náhodného. A nic předvídatelného: vždyť plasticita mozku je jeho schopnost přizpůsobovat se, zlepšovat se a vyvíjet se podle okolností.

Plasticita umožňuje mozku zažívat úžasné změny. Například jedna hemisféra může dodatečně převzít funkce druhé, pokud nefunguje. Stalo se to v případě Jodie Miller, dívky, které ve třech letech kvůli neléčitelné epilepsii odstranili téměř celou kůru pravé hemisféry a vyplnili tak uvolněný prostor. mozkomíšního moku. Levá hemisféra Téměř okamžitě se začalo přizpůsobovat vytvořeným podmínkám a převzalo kontrolu nad levou polovinou Jodyina těla. Pouhých deset dní po operaci dívka opustila nemocnici: mohla už chodit a používat levou paži. I když Jodie zbyla jen polovina mozkové kůry, její intelektuální, emocionální a fyzický vývoj jde bez odchylek. Operaci připomíná pouze lehké ochrnutí levé části těla, které však Millerovi nezabránilo v účasti na hodinách choreografie. V 19 letech ukončila střední školu s výborným prospěchem.

To vše bylo možné díky schopnosti neuronů vytvářet mezi sebou nová spojení a mazat ta stará, pokud nejsou potřeba. Základem této mozkové vlastnosti jsou složité a špatně pochopené molekulární události, které se spoléhají na genovou expresi. Neočekávaná myšlenka vede ke vzniku nové synapse - kontaktní zóny mezi procesy nervových buněk. Zvládnutí nové skutečnosti vede ke zrození nové mozkové buňky v hypotalamu. Spánek umožňuje růst nezbytný a odstraňovat nepotřebné axony - dlouhé procesy neuronů, po kterých nervové impulsy putují z těla buňky k jejím sousedům.

Pokud je tkáň poškozena, mozek o tom ví. Některé buňky, které dříve analyzovaly světlo, mohou začít například zpracovávat zvuk. Podle výzkumů mají naše neurony, pokud jde o informace, žravou chuť k jídlu, takže jsou připraveny analyzovat vše, co se jim nabízí. Každá buňka je schopna pracovat s informacemi jakéhokoli typu. Mentální události vyvolávají lavinu molekulárních událostí, které se vyskytují v buněčných tělech. Tisíce impulsů regulují produkci molekul nezbytných pro okamžitou reakci neuronu. Genetická krajina, proti které se tato akce odehrává – fyzické změny nervové buňky – vypadá neuvěřitelně mnohostranně a složitě.

„Proces vývoje mozku umožňuje vytvoření milionů neuronů na správných místech a poté „instruuje“ každou buňku a pomáhá jí vytvářet jedinečné spojení s jinými buňkami,“ říká Susan McConnell, neurobioložka ze Stanfordské univerzity. „Můžete to přirovnat k divadelní inscenaci: odvíjí se podle scénáře napsaného genetickým kódem, ale nemá režiséra ani producenta a herci spolu nikdy v životě nemluvili, než šli na jeviště. A navzdory tomu všemu výkon pokračuje. To je pro mě skutečný zázrak."

Plasticita mozku se neobjevuje jen v extrémních případech – po úrazu či nemoci. Jeho důsledkem je i rozvoj kognitivních schopností a samotné paměti. Výzkum prokázal, že zvládnutí jakékoli nové dovednosti, ať už je to učení cizí jazyk nebo zvykání si na novou stravu, posiluje synapse. Navíc deklarativní paměť (například zapamatování si faktů) a procedurální paměť (například udržování motorických dovedností při jízdě na kole) jsou spojeny se dvěma typy neuroplasticity, které známe.

Strukturní neuroplasticita: vývojová konstanta

Strukturní neuroplasticita je spojena s deklarativní pamětí. Pokaždé, když se dostaneme ke známým informacím, synapse mezi našimi nervovými buňkami se změní: stabilizují se, posílí nebo vymažou. Každou sekundu se vyskytuje v mozečku, amygdale, hippocampu a mozkové kůře každého člověka. „Přijímače“ informací na povrchu neuronů – takzvané dendritické trny – rostou, aby absorbovaly více informací. Navíc, pokud proces růstu začne v jedné páteři, sousední okamžitě ochotně následují její příklad. Postsynaptická kondenzace, hustá zóna nalezená na některých synapsích, produkuje více než 1000 proteinů, které pomáhají regulovat výměnu informací na chemické úrovni. Přes synapse cirkuluje mnoho různých molekul, jejichž působení jim umožňuje nerozpadnout se. Všechny tyto procesy probíhají neustále, takže z chemického hlediska vypadá naše hlava jako metropole prostoupená dopravními sítěmi, která je neustále v pohybu.

Neuroplasticita učení: záblesky v mozečku

Neuroplasticita učení se na rozdíl od strukturálního učení vyskytuje nárazově. Je spojena s procedurální pamětí, která je zodpovědná za rovnováhu a motoriku. Když po dlouhé přestávce nasedneme na kolo nebo se naučíme plavat kraul, obnoví se nebo se poprvé objeví v našem mozečku takzvaná šplhavá a mechová vlákna: první - mezi velkými Purkyňovými buňkami v jedné vrstvě tkáně, tzv. druhý - mezi granulárními buňkami v jiném. Mnoho buněk se ve stejnou chvíli „v unisonu“ mění dohromady, takže my, aniž bychom si něco konkrétně pamatovali, jsme schopni rozpohybovat koloběžku nebo zůstat na hladině.

Motorická neuroplasticita úzce souvisí s fenoménem dlouhodobé potenciace – zvýšení synaptického přenosu mezi neurony, což umožňuje zachování dráhy po dlouhou dobu. Vědci nyní věří, že dlouhodobá potenciace je základem buněčných mechanismů učení a paměti. Toto je ona během celého procesu evoluce různé typy zajistili jejich schopnost přizpůsobit se změnám v prostředí: nespadnout z větve ve snu, kopat zmrzlou půdu, všímat si stínů dravců za slunečného dne.

Je však zřejmé, že tyto dva typy neuroplasticity nepopisují všechny změny, ke kterým dochází v nervových buňkách a mezi nimi v průběhu života. Obraz mozku se zdá být stejně složitý jako obraz genetického kódu: čím více se o něm dozvídáme, tím více si uvědomujeme, jak málo toho ve skutečnosti víme. Plasticita umožňuje mozku adaptovat se a rozvíjet se, měnit jeho strukturu, zlepšovat jeho funkce v jakémkoli věku a vyrovnávat se s následky nemocí a úrazů. Je to výsledek současné společné práce různých mechanismů, jejichž zákonitosti musíme ještě prostudovat.

"Plasticita mozku označuje schopnost nervového systému měnit svou strukturu a funkci v průběhu života v reakci na rozmanitost prostředí. Tento termín není snadné definovat, i když je nyní široce používán v psychologii a neurovědách. Používá se k označení ke změnám probíhajícím na různých úrovních nervového systému: v molekulárních strukturách, změnám v genové expresi a chování."

Neuroplasticita umožňuje neuronům zotavit se jak anatomicky, tak funkčně, stejně jako vytvářet nová synaptická spojení. Nervová plasticita je schopnost mozku opravovat a restrukturalizovat. Tento adaptivní potenciál nervového systému umožňuje mozku zotavit se ze zranění a poruch, a může také snížit účinky strukturálních změn způsobených patologiemi, jako je např roztroušená skleróza, Parkinsonova nemoc, kognitivní porucha, nespavost u dětí atd.

Různé skupiny neurologů a kognitivních psychologů studujících procesy synaptické plasticity a neurogeneze dospěly k závěru, že baterie CogniFit kognitivních klinických cvičení pro stimulaci a trénink mozku ("CogniFit") podporuje vytváření nových synapsí a nervových okruhů, které pomáhají reorganizovat a obnovovat funkce poškozené oblasti a přenos kompenzačních schopností. Výzkum naznačuje, že plasticita mozku je aktivována a posílena při použití tohoto klinického cvičebního programu. Na obrázku níže můžete vidět, jak se neuronová síť vyvíjí v důsledku neustálé a přiměřené kognitivní stimulace.

Neuronové sítě před výcvikNeuronové sítě po 2 týdnech kognitivní stimulaceNeuronové sítě po 2 měsících kognitivní stimulace

Synaptická plasticita

Když se učíme nebo máme nové zkušenosti, mozek vytváří řadu nervových spojení. Tyto neuronové sítě jsou cesty, kterými si neurony vyměňují informace mezi sebou. Tyto cesty se v mozku utvářejí učením a cvičením, stejně jako se například v horách tvoří stezka, pokud po ní každý den chodí pastýř se svým stádem. Neurony spolu komunikují prostřednictvím spojení nazývaných synapse a tyto komunikační cesty se mohou během života obnovovat. Pokaždé, když získáme nové znalosti (neustálým cvičením), komunikace nebo synaptický přenos mezi neurony zapojenými do procesu se zvyšuje. Zlepšená komunikace mezi neurony znamená, že elektrické signály jsou přenášeny efektivněji po celé nové dráze. Když se například snažíte rozpoznat, jaký druh ptáka zpívá, vytvoří se mezi některými neurony nová spojení. Neurony ve zrakové kůře tedy určují barvu ptáka, sluchová kůra určuje jeho zpěv a další neurony určují jméno ptáka. Chcete-li tedy ptáka identifikovat, musíte opakovaně porovnávat jeho barvu, hlas a jméno. S každým novým pokusem, při návratu do neurálního okruhu a obnovení neurálního přenosu mezi neurony zapojenými do procesu, se účinnost synaptického přenosu zvyšuje. Komunikace mezi odpovídajícími neurony se tak zlepšuje a proces poznání probíhá pokaždé rychleji. Synaptická plasticita je základem plasticity lidského mozku.

Neurogeneze

Vzhledem k tomu, že synaptické plasticity je dosaženo zlepšením komunikace na synapsi mezi existujícími neurony, neurogeneze se týká zrození a reprodukce nových neuronů v mozku. Po dlouhou dobu byla myšlenka regenerace neuronů v dospělém mozku považována za téměř kacířskou. Vědci věřili, že nervové buňky umírají a nejsou obnoveny. Od roku 1944 a zejména v posledních letech je vědecky prokázána existence neurogeneze a dnes víme, co se stane, když se kmenové buňky (zvláštní typ buněk nacházející se v gyrus dentatus, hippocampu a případně prefrontálním kortexu) rozdělí na dvě buňky : kmenová buňka a buňka, která se promění v plnohodnotný neuron s axony a dendrity. Poté nové neurony migrují do různých oblastí (včetně vzdálených od sebe) mozku, kde jsou potřeba, čímž se udržuje neurální kapacita mozku. Je známo, že jak u zvířat, tak u lidí je náhlá smrt neuronů (například po krvácení) silným stimulem pro spuštění procesu neurogeneze.

Funkční kompenzační plasticita

Neurovědní literatura obsáhle pokrývá téma kognitivního poklesu se stárnutím a vysvětluje, proč starší dospělí vykazují nižší kognitivní výkon než mladší dospělí. Překvapivě ne všichni starší lidé mají špatný výkon: někteří podávají stejně dobré výkony jako mladší lidé. Tyto neočekávaně odlišné výsledky u podskupiny lidí stejného věku byly vědecky prozkoumány a zjistili, že při léčbě nová informace Starší lidé s vyšší kognitivní výkonností používají stejné oblasti mozku jako mladší lidé a také další oblasti mozku, které nepoužívají ani mladší, ani jiní starší účastníci. Tento fenomén nadměrného používání mozku u starších dospělých zkoumali vědci, kteří došli k závěru, že k využívání nových kognitivních zdrojů dochází jako součást kompenzační strategie. V důsledku stárnutí a snížení synaptické plasticity začíná mozek prokazovat svou plasticitu restrukturalizací svých neurokognitivních sítí. Výzkumy ukázaly, že mozek k tomuto funkčnímu rozhodnutí dospívá aktivací jiných nervových drah, častěji zahrnujících oblasti v obou hemisférách (což je obvykle pravda pouze u mladších lidí).

Fungování a chování: učení, zkušenosti a prostředí

Viděli jsme, že plasticita je schopnost mozku měnit své biologické, chemické a fyzikální vlastnosti. Mění se však nejen mozek, ale mění se i chování a fungování celého těla. V posledních letech jsme se dozvěděli, že genetické nebo synaptické změny v mozku se vyskytují jak v důsledku stárnutí, tak v důsledku vystavení mnoha faktorům životního prostředí. Zvláště důležité jsou objevy o plasticitě mozku a také o jeho zranitelnosti v důsledku různých poruch. Mozek se učí po celý náš život – v každém okamžiku a kdykoli. různé důvody získáváme nové poznatky. Děti například získávají nové znalosti v obrovském množství, což vyvolává výrazné změny v mozkových strukturách ve chvílích intenzivního učení. Nové poznatky lze získat i v důsledku prožitého neurologického traumatu, například v důsledku poškození nebo krvácení, kdy jsou funkce poškozené části mozku narušeny a je třeba se znovu učit. Existují také lidé s touhou po vědění, které vyžaduje neustálé učení. Kvůli obrovské množství Za okolností, kdy může být zapotřebí nové učení, se ptáme, zda se mozek mění pokaždé, když k tomu dojde? Vědci se domnívají, že tomu tak není. Zdá se, že mozek získává nové znalosti a prokazuje svůj potenciál pro plasticitu, pokud nové znalosti pomáhají zlepšit chování. Čili pro fyziologické změny v mozku je nutné, aby důsledkem učení byly změny chování. Jinými slovy, nové znalosti musí být nezbytné. Například poznatky o jiném způsobu přežití. Zde zřejmě hraje roli míra užitkovosti. Zejména pomáhají rozvíjet plasticitu mozku interaktivní hry. Ukázalo se, že tato forma učení zvyšuje aktivitu v prefrontálním kortexu (PFC). Kromě toho je užitečné hrát si s pozitivním posilováním a odměnou, která se tradičně používá při výuce dětí.

Podmínky realizace plasticity mozku

Kdy a v jaké fázi života je mozek nejvíce náchylný ke změnám pod vlivem faktorů prostředí? Zdá se, že plasticita mozku je závislá na věku a zbývá zjistit mnohem více o tom, jak je ovlivněna prostředím v závislosti na věku subjektu. Víme však, že duševní výkonnost jak u zdravých starších dospělých, tak u starších dospělých s neurodegenerativním onemocněním má pozitivní vliv na neuroplasticitu. Důležité je, že mozek podléhá pozitivním i negativním změnám ještě dříve, než se člověk narodí. Studie na zvířatech prokázaly, že když jsou nastávající maminky obklopeny pozitivními podněty, děti tvoří více synapsí v určitých oblastech mozku. Naopak, když byly těhotné ženy vystaveny jasnému světlu, které je uvádělo do stavu stresu, počet neuronů v prefrontální kůře plodu (PFC) se snížil. Kromě toho se zdá, že PFC je citlivější na vlivy prostředí než jiné oblasti mozku. Výsledky těchto experimentů mají Důležité v debatě příroda versus životní prostředí tím, že prokáže, že prostředí může změnit expresi nervových genů. Jak se plasticita mozku vyvíjí v čase a jaký je na ni vliv vlivů prostředí? Tato otázka je pro terapii nejdůležitější. Provedeno genetický výzkum zvířata prokázala, že některé geny se mění i v důsledku krátkodobé expozice, jiné - v důsledku delší expozice, přičemž existují i ​​geny, které nebylo možné nijak ovlivnit, a i kdyby uspěly, v důsledku ještě vráceno do původního stavu.původní stav. Přestože termín „plasticita“ mozku nese pozitivní konotaci, plasticitou ve skutečnosti rozumíme i negativní změny v mozku spojené s dysfunkcemi a poruchami. Kognitivní trénink je velmi užitečný pro podporu pozitivní plasticity mozku. Pomocí systematických cvičení můžete vytvářet nové neuronové sítě a zlepšovat synaptická spojení mezi neurony. Jak jsme však poznamenali dříve, mozek se neučí efektivně, pokud učení není odměňující. Proto je při studiu důležité stanovit si a dosáhnout svých osobních cílů.

1] Definice převzata z: Kolb, B., Mohamed, A., & Gibb, R., Hledání faktorů ovlivňujících plasticitu mozku v normálních a poškozených stavech, Revista de Trastornos de la Comunicación (2010), doi: 10.1016/j. jcomdis.2011.04 0.007 Tato sekce je odvozena z Kolb, B., Mohamed, A., & Gibb, R., Hledání faktorů ovlivňujících plasticitu mozku ve zdraví a poškození, Revista de Trastornos de la Comunicación (2010), doi:10.1016/ j. jcomdis.2011.04.007