Smadzeņu mūzika. Harmoniskas attīstības noteikumi Pren Anet

Smadzeņu plastiskums

Smadzeņu plastiskums

Tātad, kāpēc mēs varam spēlēt savas smadzenes kā mūzikas instrumentu? Galvenais ir plastmasas smadzenes, to spēja mainīties.

Līdz 90. gadu sākumam lielākā daļa pētnieku uzskatīja, ka viss nervu šūnas cilvēks saņem piedzimstot un ka pēc divdesmit pieciem gadiem sāk izmirt, pakāpeniski vājinot nervu savienojumu stiprumu un sarežģītību.

Bet šodien, pateicoties progresīvām tehnoloģijām, zinātnieku viedoklis par šo jautājumu ir radikāli mainījies. Tagad ir zināms, ka cilvēka smadzenes satur apmēram simts miljardu neironu, kas savienoti viens ar otru caur tā sauktajām sinapsēm, un ka mūsu dzīves laikā atmiņas zonā vien katru dienu tiek radīti vismaz divi simti jaunu nervu šūnu. Citiem vārdiem sakot, mūsu smadzenes atrodas pastāvīgu pārmaiņu stāvoklī.

Mūsu smadzenes atrodas pastāvīgu pārmaiņu stāvoklī.

Turklāt pirms dažiem gadiem pētnieki uzskatīja, ka konkrēti centri ir atbildīgi par runu, jūtām, redzi, līdzsvaru utt. Šodien zinātnieki ir nonākuši pie secinājuma, ka tā nav gluži taisnība. Pamatfunkcijas, kas kontrolē mūsu motorisko aktivitāti un sensoro atgriezenisko saiti, patiešām ir lokalizētas noteiktos smadzeņu apgabalos, bet sarežģītas kognitīvās funkcijas ir sadalītas dažādās smadzeņu daļās. Visi astoņi šajā grāmatā sniegtie taustiņi atbilst dažādām smadzeņu daļām, taču neviena atslēga neaprobežojas tikai ar kādu smadzeņu daļu.

Piemēram, runas funkcija ir vairāku smadzeņu zonu komandas darbības rezultāts, kas var savstarpēji sadarboties. Dažādi ceļi. Tas izskaidro, kāpēc katrs cilvēks izmanto savas unikālās runas struktūras un kāpēc mūsu runas struktūra mainās atkarībā no vides.

Turklāt smadzenes nemitīgi pārkārtojas. Pētnieki ir atklājuši, ka novājinātas smadzeņu funkcijas var atjaunot ar citi smadzeņu zonas. Psihiatrs Normans Doidžs uzskata par vienu no lielākie atklājumi gadsimtā, fakts, ka praktiska un teorētiska mācīšanās un darbība var "ieslēgt un izslēgt mūsu gēnus, veidojot mūsu smadzeņu anatomiju un uzvedību". Un neirologs Vilajanurs Subramanians Ramačandrans izsauc tos, kas dzimuši pēdējie gadi atklājumi smadzeņu darbības jomā līdz piektajai revolūcijai.

Praktiskā un teorētiskā mācīšanās un darbība var ieslēgt un izslēgt mūsu gēnus.

Tomēr jāatzīst: šodien zinātnieki ir tikai uz sliekšņa, lai izprastu neskaitāmos cilvēka smadzeņu brīnumus. Un pēc šīs grāmatas izlasīšanas jūs sapratīsit tikai nelielu, kaut arī ārkārtīgi svarīgu daļu no šiem brīnumiem.

Šajā grāmatā ir runāts gan par smadzeņu bioloģiskajām, gan garīgajām sastāvdaļām, bet galvenokārt par pēdējiem. Bioloģijas daļa attiecas uz smadzeņu ķīmiju un fiziku, neirotransmiteriem, piemēram, serotonīnu un dopamīnu, un neironu plastiskumu. Garīgā sastāvdaļa attiecas uz mūsu spēju domāt un rīkoties, kā arī uz izziņu šī vārda plašā nozīmē.

Šajā brīdī lasītājs var brīnīties: "Bet es jau daudz zinu par smadzenēm — kas vēl man ir jāzina?" Ticiet man, jūs gaida daudz pārsteigumu, jo šodien daudzas iesakņojušās idejas par smadzenēm ir bezcerīgi novecojušas. Piemēram, zinātnieki iepriekš uzskatīja, ka, jo dziļāk viņi iekļūst smadzenēs, jo tālāk viņi var virzīties uz priekšu cilvēka evolūcijas izpratnē un ka "civilizētā" smadzeņu garoza ir atbildīga par pamata un primitīvām funkcijām. Tātad: jums būs jāpārskata šī populārā teorija. Mūsu smadzenes nesastāv no evolūcijas slāņiem: tās vispār nevar uzskatīt par modulāru struktūru. Tas darbojas vairāk kā tīkls un ir daudz sarežģītāks un interesantāks, nekā mēs varētu iedomāties.

Un citi mūsu lasītāji var teikt: "Mēs esam tādi, kādi esam, un visas šīs runas par pozitīvām izmaiņām ir nekas vairāk kā tikai kārtējais tukšais solījums." Bet jūs aizmirstat par plastiskumu - vissvarīgāko smadzeņu kvalitāti: tas ir kaļams un pastāvīgi mainās, pielāgojoties videi. Šodien jūs, veicot šo vai citu darbību, izmantojat dažas nervu šūnas, un pēc pāris nedēļām, darot vienu un to pašu, jūs izmantojat citas. Piemēram, pēc šīs grāmatas izlasīšanas jūsu smadzenes nekad vairs nebūs tādas kā.

Cilvēks pastāvīgi attīsta savas smadzenes, kad viņš izdara citu izvēli vai apgūst kaut ko jaunu Ikdiena. Slavenie Londonas taksisti var kalpot kā spilgts piemērs smadzeņu plastiskumam. No diviem līdz četriem gadiem viņi gatavojas un trenējas: iegaumē ielu nosaukumus, maršrutus un apskates objektus desmit kilometru rādiusā no pilsētas centra. Pētījumi liecina, ka rezultātā viņu labais hipokamps ir lielāks – salīdzinājumā ar citu profesiju cilvēkiem – un ievērojami uzlabojas viņu telpiskā atmiņa. Un jo vairāk taksometra vadītājs, braucot pa pilsētu, uzzina jaunu informāciju, jo lielāka kļūst šī smadzeņu daļa. Padomājiet: kādas smadzeņu daļas Tu trenēties un attīstīties ikdienā? Kuri no viņiem ir labāk apmācīti nekā citi?

Daži cilvēki domā, ka pārmaiņas nemaz nav priekš viņiem. Viņi spriež šādi: "Es esmu pārāk vecs, un jūs nevarat iemācīt vecam sunim jaunus trikus." Taču šodien jau ir pierādīts, ka uzbudinātie neironi rada par 25% vairāk nervu savienojumu, palielina izmēru un uzlabo asins piegādi smadzenēm, un tas notiek jebkurā vecumā. Cilvēks var mainīties neatkarīgi no tā, cik vecs viņš ir. Tas ne vienmēr notiks vienas nakts laikā, lai gan tas ir iespējams. Viena jauna zināšanu daļa, nedaudz pielāgošanās un pilnveidošanās – un tas, kas nesen šķita nepārvarams, pēkšņi parādās pavisam savādāk, un tu atklāj, ka rīkojies pavisam citādi.

Uzbudinātie neironi rada par 25% vairāk neironu savienojumu.

Katra cilvēka dzīvē ir abu veidu pārmaiņu piemēri – gan mērķtiecīgas, praktiskas mācīšanās rezultātā, gan asu izpratnes lēcienu rezultātā, kas burtiski vienas nakts laikā maina mūsu pasauli. Un izprotot sevi, apkārtējo pasauli un mums pieejamās iespējas.

"Doidža grāmata ir ievērojams un cerīgs apraksts par cilvēka smadzeņu neierobežotajām spējām pielāgoties... Vēl pirms dažām desmitgadēm zinātnieki uzskatīja, ka smadzenes ir nemainīgas un "savienotas" un ka lielākā daļa smadzeņu bojājumu veidu ir neārstējami. Dr Doidžs, izcils psihiatrs un pētnieks, bija pārsteigts par to, kā viņa pacientu pārvērtības ir pretrunā šīm idejām, tāpēc viņš sāka pētīt jauno neiroplastiskuma zinātni. Viņam palīdzēja saziņa ar zinātniekiem, kuri bija neiroloģijas pirmsākumi, un pacientiem, kuriem palīdzēja neirorehabilitācija. Savā aizraujošajā grāmatā, kas rakstīta pirmajā personā, viņš stāsta par to, kā mūsu smadzenēm ir pārsteidzošas spējas mainīt savu struktūru un kompensēt pat vissmagākās neiroloģiskās slimības.

Olivers Zakss

“Grāmatnīcās zinātnes grāmatu plaukti mēdz atrasties diezgan tālu no sadaļām, kurās tiek glabātas pašpalīdzības grāmatas, kā rezultātā rodas apraksts skarbā realitāte dažos plauktos nonāk, bet citos – spekulatīvi secinājumi. Taču Normana Doidža aizraujošais pārskats par revolūciju, kas mūsdienās notiek neirozinātnēs, samazina plaisu: kā iespējas pozitīva domāšana zinātnieki iegūst arvien lielāku uzticību, gadsimtiem senā atšķirība starp smadzenēm un apziņu sāk izplūst. Grāmata piedāvā satriecošu, realitāti eksplodējošu materiālu, kas ir lieliska vērtība… ne tikai pacientiem, kas cieš neiroloģiskas slimības, bet visiem cilvēkiem, nemaz nerunājot par cilvēku kultūru, zināšanām un vēsturi."

The New York Times

“Spilgta un ārkārtīgi aizraujoša... izglītojoša un aizraujoša grāmata. Tas sniedz gandarījumu gan prātam, gan sirdij. Doidžam izdodas skaidri un saprotami izskaidrot jaunākos pētījumus neirozinātnēs. Viņš stāsta par pārbaudījumiem, kas piemeklēja pacientus, par kuriem viņš raksta – cilvēkiem, kuriem kopš dzimšanas tika atņemta daļa smadzeņu; cilvēki ar mācīšanās traucējumiem; cilvēki, kas pārcietuši insultu – ar apbrīnojamu taktiku un spilgtumu. Galvenais, kas vieno labākās grāmatas, ko rakstījuši speciālisti medicīnas jomā – un Doidža darbs... – ir drosmīga šaurā tilta starp ķermeni un dvēseli pārvarēšana.

Čikāgas Tribune

“Lasītāji noteikti vēlēsies skaļi izlasīt veselas grāmatas sadaļas un nodot to tālāk personai, kas no tā varētu gūt labumu. Apvienojot stāstus par zinātniskiem eksperimentiem ar personīga triumfa piemēriem, Doidžs lasītājā izraisa bijību pret smadzenēm un zinātnieku ticību to spējām.

The Washington Post

"Didžs mums pa vienam stāsta aizraujošos stāstus, ko viņš uzzināja, ceļojot pa pasauli un sazinoties ar izciliem zinātniekiem un viņu pacientiem. Katrs no šiem stāstiem ir iekļauts jaunāko smadzeņu zinātnes sasniegumu analīzē, kas aprakstīts vienkāršā un saistošā veidā. Var būt grūti iedomāties, ka darbs, kurā ir daudz zinātnisku datu, varētu būt aizraujošs, taču šo grāmatu nav iespējams nolikt.

Jeff Zimman, Posit Science, e-pasta biļetens

“Lai par zinātni runātu skaidri un pieejamā veidā, ir jābūt neparastam talantam. Olivers Sakss to dara ļoti labi. To pašu var teikt par Stīvena Džeja Gūlda jaunāko darbu. Un tagad mums ir Normans Doidžs. Apbrīnojama grāmata. Tā lasīšanai nav nepieciešamas īpašas zināšanas neiroķirurģijā – pietiek ar zinātkāru prātu. Doidžs - labākais ceļvedisšajā zinātnes jomā. Viņa stils ir viegls un nepretenciozs, un viņš spēj izskaidrot sarežģītus jēdzienus, komunicējot ar lasītājiem kā līdzvērtīgiem. Gadījumu izpēte ir tipisks psihiatriskās literatūras žanrs, un Doidžs to dara labi.

Neiroplastiskuma teorija izraisa lielāku interesi, jo tā maina mūsu izpratni par smadzenēm. Tas mums stāsta, ka smadzenes nepavisam nav specializētu daļu kolekcija, no kurām katrai ir noteikta vieta un funkcija, bet gan dinamisks orgāns, kas vajadzības gadījumā spēj pārprogrammēt un atjaunot sevi. Šis ieskats var dot labumu mums visiem. Tas ir īpaši svarīgi cilvēkiem, kuri cieš no nopietnām slimībām – insulta, cerebrālās triekas, šizofrēnijas, mācīšanās traucējumiem, obsesīvi-kompulsīviem traucējumiem un citām –, bet kurš gan no mums nevēlētos iegūt dažus papildu punktus intelekta testā vai uzlabot atmiņu? Pērciet šo grāmatu. Jūsu smadzenes jums pateiksies."

The Globe & Mail (Toronto)

"Šodien šī ir vispieejamākā un universālākā grāmata par šo tēmu."

Michael M. Merzenich, Ph.D., Integratīvās neirozinātnes centra profesors. Kalifornijas Kekas universitāte Sanfrancisko

"Meistarīgi vadīts ceļojums cauri arvien pieaugošajam pētījumu laukam, kas saistīts ar neiroplastiskumu."

"Normens Doidžs ir uzrakstījis izcilu grāmatu, kas izceļ un izgaismo daudzas neiropsihiatriskās problēmas, ar kurām saskaras bērni un pieaugušie. Grāmatā katrs sindroms ir ilustrēts ar konkrētiem stāstiem no prakses, kas lasāmi kā lieliski stāsti... tāpēc tas šķiet gandrīz kā zinātnisks detektīvstāsts un neļauj garlaikoties... tas arī spēj padarīt jūs salīdzināmāku un saprotams parastie cilvēki tik noslēpumaina joma kā zinātne. Grāmata ir paredzēta izglītotam lasītājam, taču jums nav nepieciešams doktora grāds, lai gūtu labumu no tajā piedāvātajām zināšanām."

Barbara Milrod, MD, psihiatre, Weill Medicīnas koledža Kornvolas universitāte

“Aizraujoša un ļoti svarīga grāmata. Doidžs sniedz lasītājam iespaidīgu informācijas apjomu par viņa izvēlēto tēmu un dara to prasmīgi. Tajā pašā laikā viņa spēja izskaidrot jautājuma būtību, kas ar mazāk prasmīgu aptvērumu varētu šķist biedējoši sarežģīts un saprašanai pat nepieejams, vienmēr pavada brīnuma sajūtu. Stāsti, ko viņš stāsta, sniedz maksimālu emocionālu gandarījumu... Doidžs apspriež, kā kultūras ietekme burtiski “veido” mūsu smadzenes... Kļūst skaidrs, ka mūsu reakcija uz pasaule ir ne tikai sociāla vai psiholoģiska parādība, bet arī ilgtermiņa neiroloģisks process.

Vēstnesis (Monreāla)

"Didžs piedāvā pētījumu vēsturi šajā jaunajā zinātnes jomā, iepazīstinot mūs ar zinātniekiem, kas veic revolucionārus atklājumus, un pastāstot aizraujošus stāstus par cilvēkiem, kuriem viņi palīdzēja."

Psiholoģija šodien

"Daudzus gadus pastāvēja vispārpieņemts uzskats, ka smadzeņu darbība pieaugušajiem var mainīties tikai pasliktināšanās virzienā. Tika uzskatīts, ka bērniem ar intelektuālās attīstības traucējumiem un pieaugušajiem, kas guvuši smadzeņu traumu, nav cerību sasniegt normālu smadzeņu darbību. Doidžs apgalvo, ka tas tā nav. Tas raksturo smadzeņu spēju pārkārtoties, veidojot jaunus neironu savienojumus cilvēka dzīves laikā. Viņš sniedz daudzus gadījumu izpēti, stāstot par pacientiem, kuri pēc insulta ir iemācījušies atkal kustēties un runāt; gados vecāki cilvēki, kuriem izdevās uzlabot atmiņu; un bērni, kuri ir palielinājuši savu intelekta līmeni un pārvarējuši mācīšanās grūtības. Viņš norāda, ka atklājumi, kas veikti neiroplastiskuma jomā, var izrādīties noderīgi profesionāļiem dažādās jomās aktivitātes, bet galvenokārt visu veidu skolotājiem.

Izglītības nedēļa

“Brīnišķīga grāmata. To, bez šaubām, ir vērts salīdzināt ar Olivera Saksa darbu. Doidžam ir pārsteidzoša dāvana pārvērst sarežģītu specializētu materiālu aizraujošā lasījumā. Ir grūti iedomāties aizraujošāku tēmu vai labāku ievadu tajā."

Kičenera Vaterlo rekords

"Mēs jau sen zinām, ka izmaiņas smadzenēs var ietekmēt mūsu psiholoģiju un domāšanas veidu. Normans Doidžs parāda, ka domāšanas process un mūsu domas spēj pārveidot mūsu smadzenes. Tas atklāj psiholoģiskās dziedināšanas pamatus."

Bioloģijas zinātņu doktors E. P. Harčenko, M. N. Kļimenko

Plastiskuma līmeņi

Šī gadsimta sākumā smadzeņu pētnieki atteicās no tradicionālajiem priekšstatiem par pieaugušo smadzeņu strukturālo stabilitāti un jaunu neironu veidošanās neiespējamību tajās. Ir kļuvis skaidrs, ka pieaugušo smadzeņu plastiskums ierobežotā mērā izmanto arī neironoģenēzes procesus.

Runājot par smadzeņu plastiskumu, mēs visbiežāk domājam to spēju mainīties mācīšanās vai bojājumu ietekmē. Par plastiskumu atbildīgie mehānismi ir dažādi, un tā vispilnīgākā izpausme smadzeņu bojājumos ir reģenerācija. Smadzenes ir ārkārtīgi sarežģīts neironu tīkls, kas sazinās savā starpā Speciālā izglītība- sinapses. Tāpēc mēs varam atšķirt divus plastiskuma līmeņus: makro un mikro līmeni. Makrolīmenis ietver izmaiņas smadzeņu tīkla struktūrā, kas ļauj sazināties starp puslodēm un starp dažādiem reģioniem katrā puslodē. Mikrolīmenī molekulārās izmaiņas notiek pašos neironos un sinapsēs. Jebkurā līmenī smadzeņu plastiskums var izpausties ātri vai lēni. Šajā rakstā galvenā uzmanība tiks pievērsta plastiskumam makro līmenī un smadzeņu reģenerācijas pētījumu perspektīvām.

Ir trīs vienkārši smadzeņu plastiskuma scenāriji. Pirmajā gadījumā rodas pašu smadzeņu bojājumi: piemēram, motorās garozas insults, kā rezultātā stumbra un ekstremitāšu muskuļi zaudē kontroli no garozas un kļūst paralizēti. Otrais scenārijs ir pretējs pirmajam: smadzenes ir neskartas, bet orgāns vai daļa ir bojāta nervu sistēma perifērijā: maņu orgāns - auss vai acs, muguras smadzenes, ekstremitāte amputēta. Un, tā kā informācija pārstāj ieplūst attiecīgajās smadzeņu daļās, šīs daļas kļūst par “bezdarbniekiem”, tās nav funkcionāli iesaistītas. Abos scenārijos smadzenes pārkārtojas, cenšoties ar nebojāto vietu palīdzību aizpildīt bojāto vietu funkciju vai iesaistīt “dīkstāves” zonas citu funkciju apkalpošanā. Kas attiecas uz trešo scenāriju, tas atšķiras no pirmajiem diviem un ir saistīts ar garīgi traucējumi ko izraisa dažādi faktori.

Nedaudz anatomijas

Attēlā 1. attēlā parādīta vienkāršota diagramma par lauku atrašanās vietu kreisās puslodes ārējā garozā, ko aprakstījis un numurējis vācu anatoms Korbinian Brodmann pētījuma secībā.

Katrs Brodmaņa lauks ir raksturots īpašs sastāvs neironi, to atrašanās vieta (kortikālie neironi veido slāņus) un savienojumi starp tiem. Piemēram, maņu garozas lauki, kuros notiek primārā informācijas apstrāde no maņu orgāniem, pēc savas arhitektūras krasi atšķiras no primārās motorās garozas, kas ir atbildīga par komandu ģenerēšanu brīvprātīgām muskuļu kustībām. Primārajā motoriskajā garozā dominē piramīdas formas neironi, un sensoro garozā galvenokārt ir neironi, kuru ķermeņa forma atgādina graudus vai granulas, tāpēc tos sauc par granulētiem.

Smadzenes parasti iedala priekšējās un aizmugurējās smadzenēs (1. att.). Garozas zonas, kas atrodas blakus primārajiem maņu laukiem aizmugurējās smadzenēs, sauc par asociācijas zonām. Viņi apstrādā informāciju, kas nāk no primārajiem sensorajiem laukiem. Jo tālāk no tiem atrodas asociatīvā zona, jo vairāk tā spēj integrēt informāciju no dažādām smadzeņu zonām. Augstākās integrācijas spējas aizmugurējās smadzenēs ir raksturīgas asociatīvajai zonai in parietālā daiva(1. att. nav iekrāsots).

IN priekšsmadzenes blakus motoriskajai garozai atrodas premotorā garoza, kurā atrodas papildu centri kustību regulēšanai. Pie frontālā pola ir vēl viena liela asociācijas zona - prefrontālā garoza. Primātiem šī ir visattīstītākā smadzeņu daļa, kas ir atbildīga par sarežģītāko garīgie procesi. Pieaugušu pērtiķu frontālās, parietālās un temporālās daivas asociatīvajās zonās tika atklāta jaunu granulētu neironu iekļaušana ar īsu dzīves ilgumu līdz divām nedēļām. Šī parādība ir izskaidrojama ar šo zonu līdzdalību mācīšanās un atmiņas procesos.

Katrā puslodē tuvumā esošie un attālie apgabali mijiedarbojas viens ar otru, bet maņu zonas puslodē nesazinās savā starpā tieši. Homotopiski, tas ir, simetriski, dažādu pusložu reģioni ir saistīti viens ar otru. Puslodes ir saistītas arī ar pamatā esošajiem, evolucionāri senākiem smadzeņu subkortikālajiem reģioniem.

Smadzeņu rezerves

Iespaidīgus pierādījumus par smadzeņu plastiskumu mums sniedz neiroloģija, īpaši pēdējos gados, parādoties vizuālām metodēm smadzeņu pētīšanai: dators, magnētiskās rezonanses un pozitronu emisijas tomogrāfija, magnetoencefalogrāfija. Ar viņu palīdzību iegūtie smadzeņu attēli ļāva pārliecināties, ka atsevišķos gadījumos cilvēks ir spējīgs strādāt un mācīties, būt sociāli un bioloģiski pilnvērtīgs arī pēc ļoti ievērojamas smadzeņu daļas zaudēšanas.

Iespējams, ka paradoksālākais smadzeņu plastiskuma piemērs ir matemātiķa hidrocefālijas gadījums, kas noveda pie gandrīz 95% garozas zuduma un neietekmēja viņa augstās intelektuālās spējas. Žurnāls Science publicēja rakstu par šo tēmu ar ironisku nosaukumu “Vai mums tiešām ir vajadzīgas smadzenes?”

Taču biežāk ievērojams smadzeņu bojājums noved pie dziļas invaliditātes visa mūža garumā – to spēja atjaunot zaudētās funkcijas nav neierobežota. Biežākie smadzeņu bojājumu cēloņi pieaugušajiem ir cerebrovaskulāri traucējumi (smagākajā formā – insults), retāk – smadzeņu traumas un audzēji, infekcijas un intoksikācijas. Bērniem bieži ir smadzeņu attīstības traucējumu gadījumi, kas saistīti gan ar ģenētiskiem faktoriem, gan ar patoloģiju intrauterīnā attīstība.

Starp faktoriem, kas nosaka smadzeņu atveseļošanās spējas, vispirms jāizceļ pacienta vecums. Atšķirībā no pieaugušajiem bērniem pēc vienas puslodes noņemšanas otra puslode kompensē attālās puslodes funkcijas, tajā skaitā valodu. (Ir zināms, ka pieaugušajiem vienas puslodes funkciju zudumu pavada runas traucējumi.) Ne visi bērni kompensē vienlīdz ātri un pilnībā, bet trešdaļa bērnu 1 gada vecumā ar roku un kāju parēzi. atbrīvoties no traucējumiem līdz 7 gadu vecumam motora aktivitāte. Līdz 90% bērnu ar neiroloģiski traucējumi jaundzimušā periodā tie pēc tam attīstās normāli. Tāpēc nenobriedušas smadzenes labāk tiek galā ar bojājumiem.

Otrais faktors ir kaitīgās vielas iedarbības ilgums. Lēnām augošs audzējs deformē sev tuvākās smadzeņu daļas, bet var sasniegt iespaidīgus izmērus, netraucējot smadzeņu funkcijas: kompensācijas mehānismiem ir laiks ieslēgties. Tomēr tāda paša mēroga akūti traucējumi visbiežāk nav savienojami ar dzīvību.

Trešais faktors ir smadzeņu bojājuma vieta. Maza izmēra bojājumi var ietekmēt nervu šķiedru blīvas uzkrāšanās zonu, kas noved pie dažādas nodaļasķermeni un izraisīt nopietnas slimības. Piemēram, caur maziem smadzeņu apgabaliem, ko sauc par iekšējām kapsulām (tās ir divas, katrā puslodē pa vienai), tā sauktā piramīda trakta šķiedras iziet no smadzeņu garozas motorajiem neironiem (2. att.), dodoties uz muguras smadzenes un pārraida komandas visiem ķermeņa un ekstremitāšu muskuļiem. Tātad asiņošana iekšējās kapsulas zonā var izraisīt visas ķermeņa puses muskuļu paralīzi.

Ceturtais faktors ir bojājuma apjoms. Kopumā, jo lielāks ir bojājums, jo lielāks ir smadzeņu darbības zudums. Un tā kā smadzeņu strukturālās organizācijas pamatā ir neironu tīkls, vienas tīkla sadaļas zudums var ietekmēt citu, attālu sekciju darbu. Tāpēc runas traucējumi bieži tiek novēroti smadzeņu zonās, kas atrodas tālu no specializētām runas zonām, piemēram, Brokas apgabala (44.–45. apgabali 1. attēlā).

Visbeidzot, papildus šiem četriem faktoriem svarīgas ir arī individuālas smadzeņu anatomisko un funkcionālo savienojumu variācijas.

Kā garoza reorganizējas

Mēs jau teicām, ka dažādu smadzeņu garozas zonu funkcionālo specializāciju nosaka to arhitektūra. Šī specializācija, kas attīstījusies evolūcijā, kalpo kā viens no šķēršļiem smadzeņu plastiskuma izpausmei. Piemēram, ja pieaugušam cilvēkam ir bojāta primārā motoriskā garoza, tās funkcijas nevar pārņemt tai blakus esošās sensorās zonas, bet tās pašas puslodes blakus esošā premotorā zona var.

Labročiem, kad ar runu saistītais Brokas centrs tiek traucēts kreisajā puslodē, tiek aktivizētas ne tikai tam blakus esošās zonas, bet arī Brokas centram homotopiskais apgabals labajā puslodē. Tomēr šāda funkciju maiņa no vienas puslodes uz otru neiziet, neatstājot pēdas: garozas apgabala pārslodze, kas palīdz bojātajai zonai, pasliktina savu uzdevumu izpildi. Aprakstītajā gadījumā runas funkciju pārnešana uz labo puslodi ir saistīta ar pacienta telpiski vizuālās uzmanības pavājināšanos - piemēram, šāda persona var daļēji ignorēt (neuztvert) kreiso telpas daļu.

Tikai pirms 30 gadiem cilvēka smadzenes tika uzskatītas par orgānu, kas beidza savu attīstību pieaugušā vecumā. Tomēr mūsu nervu audi attīstās dzīves laikā, reaģējot uz intelekta kustībām un izmaiņām ārējā vide. Smadzeņu plastiskums ļauj cilvēkam mācīties, izpētīt vai pat dzīvot ar vienu puslodi, ja otra ir bojāta. T&P paskaidro, kas ir neiroplastiskums un kā tā darbojas fizioloģiskā un molekulārā līmenī.

Smadzeņu attīstība neapstājas, kad to veidošanās ir pabeigta. Šodien mēs zinām, ka neironu savienojumi rodas, izzūd un tiek pastāvīgi atjaunoti, tāpēc evolūcijas un optimizācijas process mūsu galvā nekad neapstājas. Šo parādību sauc par "neironu plastiskumu" vai "neiroplastiskumu". Tas ļauj mūsu prātam, apziņai un izziņas prasmēm pielāgoties pārmaiņām. vidi, un tieši tas ir sugas intelektuālās evolūcijas atslēga. Starp mūsu smadzeņu šūnām pastāvīgi tiek izveidoti un uzturēti triljoni savienojumu, kas ir caurstrāvoti ar elektriskiem impulsiem un mirgo kā mazi zibens spērieni. Katra šūna ir savā vietā. Katrs starpšūnu tilts tiek rūpīgi pārbaudīts no tā pastāvēšanas nepieciešamības viedokļa. Nekas nejaušs. Un nekas nav paredzams: galu galā smadzeņu plastiskums ir to spēja pielāgoties, pilnveidoties un attīstīties atbilstoši apstākļiem.

Plastiskums ļauj smadzenēm piedzīvot pārsteidzošas izmaiņas. Piemēram, viena puslode var papildus pārņemt otras funkcijas, ja tā nedarbojas. Tas notika Džodijas Milleres gadījumā, meitenei, kurai trīs gadu vecumā neārstējamas epilepsijas dēļ tika izņemta gandrīz visa labās puslodes garoza, aizpildot atbrīvoto vietu. cerebrospinālais šķidrums. Kreisā puslode Gandrīz acumirklī tas sāka pielāgoties radītajiem apstākļiem un pārņēma kontroli pār Džodijas ķermeņa kreiso pusi. Tikai desmit dienas pēc operācijas meitene pameta slimnīcu: viņa jau varēja staigāt un izmantot kreiso roku. Lai gan Džodijai ir palikusi tikai puse garozas, viņas intelektuālā, emocionālā un fiziskā attīstība iet bez novirzēm. Vienīgais atgādinājums par operāciju ir neliela ķermeņa kreisās puses paralīze, kas gan netraucēja Milleram apmeklēt horeogrāfijas nodarbības. 19 gadu vecumā viņa absolvēja vidusskolu ar teicamām atzīmēm.

Tas viss kļuva iespējams, pateicoties neironu spējai izveidot jaunus savienojumus savā starpā un izdzēst vecos, ja tie nav vajadzīgi. Šīs smadzeņu īpašības pamatā ir sarežģīti un slikti saprotami molekulāri notikumi, kas balstās uz gēnu ekspresiju. Negaidīta doma noved pie jaunas sinapses parādīšanās - kontakta zonas starp nervu šūnu procesiem. Jauna fakta apgūšana noved pie jaunas smadzeņu šūnas dzimšanas hipotalāmā. Miega režīms ļauj izaudzēt nepieciešamos un noņemt nevajadzīgos aksonus - garus neironu procesus, pa kuriem nervu impulsi no šūnas ķermeņa virzās uz kaimiņiem.

Ja audi ir bojāti, smadzenes par to zina. Dažas šūnas, kas iepriekš analizēja gaismu, var sākt, piemēram, apstrādāt skaņu. Saskaņā ar pētījumiem, kad runa ir par informāciju, mūsu neironiem ir rijīga apetīte, tāpēc viņi ir gatavi analizēt visu, kas viņiem tiek piedāvāts. Jebkura šūna spēj strādāt ar jebkura veida informāciju. Garīgi notikumi provocē molekulāro notikumu lavīnu, kas notiek šūnu ķermeņos. Tūkstošiem impulsu regulē neirona tūlītējai reakcijai nepieciešamo molekulu veidošanos. Ģenētiskā ainava, pret kuru notiek šī darbība – nervu šūnas fiziskās izmaiņas – izskatās neticami daudzšķautņaina un sarežģīta.

"Smadzeņu attīstības process ļauj izveidot miljoniem neironu pareizajās vietās, un pēc tam “instruē” katru šūnu, palīdzot tai veidot unikālus savienojumus ar citām šūnām,” saka Sjūzena Makkonela, Stenfordas universitātes neirobioloģe. “To var salīdzināt ar teātra iestudējumu: tas izvēršas pēc ģenētiskā koda rakstīta scenārija, bet tam nav ne režisora, ne producenta, un aktieri savā dzīvē pirms izkāpšanas uz skatuves nav runājuši savā starpā. Un, neskatoties uz to visu, uzstāšanās turpinās. Tas man ir īsts brīnums."

Smadzeņu plastika parādās ne tikai ekstremālos gadījumos – pēc traumas vai slimības. Kognitīvo spēju un pašas atmiņas attīstība arī ir tās sekas. Pētījumi ir pierādījuši, ka jebkuras jaunas prasmes apgūšana, neatkarīgi no tā, vai tā ir mācīšanās svešvaloda vai pierod pie jaunas diētas, stiprina sinapses. Turklāt deklaratīvā atmiņa (piemēram, faktu atcerēšanās) un procesuālā atmiņa (piemēram, velosipēda braukšanas motorisko prasmju uzturēšana) ir saistītas ar diviem mums zināmiem neiroplastiskuma veidiem.

Strukturālā neiroplastiskums: attīstības konstante

Strukturālā neiroplastiskums ir saistīts ar deklaratīvo atmiņu. Katru reizi, kad piekļūstam pazīstamai informācijai, sinapses starp mūsu nervu šūnām mainās: tās tiek stabilizētas, nostiprinātas vai izdzēstas. Tas notiek katra cilvēka smadzenītēs, amigdalā, hipokampā un smadzeņu garozā katru sekundi. Informācijas “uztvērēji” uz neironu virsmas – tā sauktie dendrītiskie muguriņas – aug, lai absorbētu vairāk informācijas. Turklāt, ja augšanas process sākas vienā mugurkaulā, kaimiņi uzreiz labprāt seko tā piemēram. Postsinaptiskā kondensācija, blīva zona, kas atrodas dažās sinapsēs, rada vairāk nekā 1000 proteīnu, kas palīdz regulēt informācijas apmaiņu ķīmiskajā līmenī. Daudzas dažādas molekulas cirkulē pa sinapsēm, kuru darbība ļauj tām nesadalīties. Visi šie procesi notiek nepārtraukti, tāpēc no ķīmiskā viedokļa mūsu galva izskatās pēc transporta tīklu caurstrāvotas metropoles, kas vienmēr ir kustībā.

Mācīšanās neiroplastiskums: uzplaiksnījumi smadzenītēs

Mācīšanās neiroplastiskums, atšķirībā no strukturālās mācīšanās, notiek sērijveidā. Tas ir saistīts ar procesuālo atmiņu, kas ir atbildīga par līdzsvaru un motoriskajām prasmēm. Kad pēc ilgāka pārtraukuma uzkāpjam uz velosipēda vai mācāmies peldēt rāpuļošanu, mūsu smadzenītēs atjaunojas jeb pirmo reizi parādās tā sauktās kāpšanas un sūnu šķiedras: pirmās – starp lielām Purkinje šūnām vienā audu slānī, otrais - starp granulētām šūnām citā. Daudzas šūnas mainās kopā, “unisonā” vienā un tajā pašā brīdī, lai mēs, īpaši neko neatceroties, varētu pārvietot skrejriteni vai noturēties virs ūdens.

Motora neiroplastiskums ir cieši saistīts ar ilgstošas ​​potenciācijas fenomenu - sinaptiskās transmisijas palielināšanos starp neironiem, kas ļauj saglabāt ceļu ilgu laiku. Zinātnieki tagad uzskata, ka ilgstoša potencēšana ir šūnu mācīšanās un atmiņas mehānismu pamatā. Tā ir viņa visā evolūcijas procesā dažādi veidi nodrošināja viņu spēju pielāgoties vides izmaiņām: sapnī nenokrist no zara, rakt sasalušu augsni, saulainā dienā pamanīt plēsīgo putnu ēnas.

Tomēr ir acīmredzams, ka divi neiroplastiskuma veidi neapraksta visas izmaiņas, kas notiek nervu šūnās un starp tām dzīves laikā. Smadzeņu attēls šķiet tikpat sarežģīts kā ģenētiskā koda attēls: jo vairāk mēs par to uzzinām, jo ​​vairāk saprotam, cik maz mēs patiesībā zinām. Plastiskums ļauj smadzenēm pielāgoties un attīstīties, mainīt tās struktūru, uzlabot tās funkcijas jebkurā vecumā un tikt galā ar slimību un traumu sekām. Tas ir dažādu mehānismu vienlaicīga kopīga darba rezultāts, kuru likumi mums vēl ir jāizpēta.

"Smadzeņu plastiskums attiecas uz nervu sistēmas spēju mainīt savu struktūru un darbību dzīves laikā, reaģējot uz vides daudzveidību. Šo terminu nav viegli definēt, lai gan tagad to plaši izmanto psiholoģijā un neirozinātnēs. To lieto, lai apzīmētu izmaiņām, kas notiek dažādos nervu sistēmas līmeņos: molekulārajās struktūrās, gēnu ekspresijas un uzvedības izmaiņām."

Neiroplastiskums ļauj neironiem atjaunoties gan anatomiski, gan funkcionāli, kā arī radīt jaunus sinaptiskus savienojumus. Neironu plastiskums ir smadzeņu spēja laboties un pārstrukturēties. Šis nervu sistēmas adaptīvais potenciāls ļauj smadzenēm atgūties no traumām un traucējumiem, kā arī var samazināt strukturālo izmaiņu ietekmi, ko izraisa tādas patoloģijas kā multiplā skleroze, Parkinsona slimība, kognitīvie traucējumi, bezmiegs bērniem u.c.

Dažādas neirologu un kognitīvo psihologu grupas, kas pēta sinaptiskās plastiskuma un neiroģenēzes procesus, ir secinājušas, ka CogniFit kognitīvo klīnisko vingrinājumu baterija smadzeņu stimulācijai un trenēšanai ("CogniFit") veicina jaunu sinapšu un neironu ķēžu veidošanos, kas palīdz reorganizēt un atjaunot smadzeņu darbību. bojātās vietas funkcija un kompensācijas spēju nodošana. Pētījumi liecina, ka smadzeņu plastiskums tiek aktivizēts un nostiprināts, izmantojot šo klīnisko vingrojumu programmu. Zemāk redzamajā attēlā var redzēt, kā neironu tīkls attīstās pastāvīgas un atbilstošas ​​kognitīvās stimulācijas rezultātā.

Neironu tīkli pirms tam apmācībuNeironu tīkli pēc 2 nedēļām kognitīvā stimulācijaNeironu tīkli pēc 2 mēnešiem kognitīvā stimulācija

Sinaptiskā plastiskums

Kad mēs mācāmies vai iegūstam jaunu pieredzi, smadzenes veido virkni neironu savienojumu. Šie neironu tīkli ir ceļi, pa kuriem neironi apmainās ar informāciju savā starpā. Šie ceļi smadzenēs veidojas mācoties un praksē, tāpat kā, piemēram, kalnos veidojas ceļš, ja pa to katru dienu staigā gans ar ganāmpulku. Neironi sazinās viens ar otru, izmantojot savienojumus, ko sauc par sinapsēm, un šie saziņas ceļi var atjaunoties visas dzīves garumā. Katru reizi, kad mēs iegūstam jaunas zināšanas (nepārtraukti praktizējot), komunikācija vai sinaptiskā pārraide starp procesā iesaistītajiem neironiem palielinās. Uzlabota saziņa starp neironiem nozīmē, ka elektriskie signāli tiek pārraidīti efektīvāk visā jaunajā ceļā. Piemēram, mēģinot atpazīt, kāds putns dzied, starp dažiem neironiem veidojas jauni savienojumi. Tādējādi redzes garozas neironi nosaka putna krāsu, dzirdes garoza nosaka tā dziesmu, bet citi neironi nosaka putna vārdu. Tādējādi, lai identificētu putnu, jums atkārtoti jāsalīdzina tā krāsa, balss un nosaukums. Ar katru jaunu mēģinājumu, atgriežoties neironu ķēdē un atjaunojot neironu transmisiju starp procesā iesaistītajiem neironiem, sinaptiskās transmisijas efektivitāte palielinās. Tādējādi uzlabojas saziņa starp atbilstošajiem neironiem, un izziņas process ar katru reizi notiek ātrāk. Sinaptiskā plastiskums ir cilvēka smadzeņu plastiskuma pamats.

Neiroģenēze

Ņemot vērā, ka sinaptiskā plastiskums tiek panākts, uzlabojot saziņu sinapsē starp esošajiem neironiem, neiroģenēze attiecas uz jaunu neironu dzimšanu un vairošanos smadzenēs. Ilgu laiku ideja par neironu atjaunošanos pieaugušo smadzenēs tika uzskatīta par gandrīz ķecerīgu. Zinātnieki uzskatīja, ka nervu šūnas mirst un netiek atjaunotas. Kopš 1944. gada un jo īpaši pēdējos gados neiroģenēzes esamība ir zinātniski pierādīta, un šodien mēs zinām, kas notiek, kad cilmes šūnas (īpašs šūnu veids, kas atrodas dentate gyrus, hipokampā un, iespējams, prefrontālajā garozā) sadalās divās šūnās. : cilmes šūna un šūna, kas pārvērtīsies par pilnvērtīgu neironu, ar aksoniem un dendritiem. Pēc tam jauni neironi migrē uz dažādām smadzeņu zonām (tostarp attālos viens no otra), kur tie ir nepieciešami, tādējādi saglabājot smadzeņu neironu kapacitāti. Ir zināms, ka gan dzīvniekiem, gan cilvēkiem pēkšņa neironu nāve (piemēram, pēc asiņošanas) ir spēcīgs stimuls neiroģenēzes procesa iedarbināšanai.

Funkcionālā kompensējošā plastika

Neirozinātnes literatūrā ir plaši aplūkota tēma par kognitīvo funkciju samazināšanos ar novecošanos un izskaidrots, kāpēc gados vecākiem pieaugušajiem ir zemāka kognitīvā veiktspēja nekā jaunākiem pieaugušajiem. Pārsteidzoši, ka ne visiem vecāka gadagājuma cilvēkiem ir slikti rezultāti: daži darbojas tikpat labi kā jaunāki cilvēki. Šie negaidīti atšķirīgie rezultāti viena vecuma cilvēku apakšgrupā tika zinātniski pētīti, atklājot, ka, ārstējot jaunu informāciju Vecāki cilvēki ar lielāku kognitīvo veiktspēju izmanto tos pašus smadzeņu reģionus kā jaunāki cilvēki, kā arī citus smadzeņu reģionus, kurus neizmanto ne jaunāki, ne citi vecāki dalībnieki. Šo smadzeņu pārmērīgas izmantošanas fenomenu gados vecākiem pieaugušajiem ir pētījuši zinātnieki, kuri ir secinājuši, ka jaunu kognitīvo resursu izmantošana notiek kā daļa no kompensācijas stratēģijas. Novecošanās un sinaptiskās plastiskuma samazināšanās rezultātā smadzenes sāk demonstrēt savu plastiskumu, pārstrukturējot neirokognitīvos tīklus. Pētījumi liecina, ka smadzenes pieņem šo funkcionālo lēmumu, aktivizējot citus nervu ceļus, biežāk iesaistot apgabalus abās puslodēs (kas parasti attiecas tikai uz jaunākiem cilvēkiem).

Darbība un uzvedība: mācīšanās, pieredze un vide

Mēs esam redzējuši, ka plastiskums ir smadzeņu spēja mainīt savas bioloģiskās, ķīmiskās un fizikālās īpašības. Taču mainās ne tikai smadzenes – mainās arī visa organisma uzvedība un darbība. Pēdējos gados mēs esam uzzinājuši, ka ģenētiskas vai sinaptiskas izmaiņas smadzenēs notiek gan novecošanas, gan neskaitāmu vides faktoru iedarbības rezultātā. Īpaši svarīgi ir atklājumi par smadzeņu plastiskumu, kā arī to ievainojamību dažādu traucējumu rezultātā. Smadzenes mācās visas mūsu dzīves garumā – jebkurā brīdī un jebkurā laikā. dažādu iemeslu dēļ iegūstam jaunas zināšanas. Piemēram, bērni apgūst jaunas zināšanas milzīgos daudzumos, kas intensīvas mācīšanās brīžos provocē būtiskas izmaiņas smadzeņu struktūrās. Jaunas zināšanas var iegūt arī pārdzīvojot neiroloģisku traumu, piemēram, bojājuma vai asinsizplūduma rezultātā, kad tiek traucētas bojātās smadzeņu daļas funkcijas un jāmācās no jauna. Ir arī cilvēki ar slāpēm pēc zināšanām, kas prasa nepārtrauktu mācīšanos. Līdz milzīga summa apstākļos, kādos var būt nepieciešama jauna mācīšanās, mēs jautājam, vai smadzenes mainās katru reizi, kad tā notiek? Pētnieki uzskata, ka tas tā nav. Šķiet, ka smadzenes iegūst jaunas zināšanas un demonstrē savu plastiskuma potenciālu, ja jaunās zināšanas palīdz uzlabot uzvedību. Tas ir, fizioloģiskām izmaiņām smadzenēs ir nepieciešams, lai mācīšanās sekas būtu uzvedības izmaiņas. Citiem vārdiem sakot, ir jābūt jaunām zināšanām. Piemēram, zināšanas par citu izdzīvošanas metodi. Iespējams, šeit nozīme ir lietderības pakāpei. Jo īpaši tie palīdz attīstīt smadzeņu plastiskumu interaktīvās spēles. Ir pierādīts, ka šī mācīšanās forma palielina aktivitāti prefrontālajā garozā (PFC). Turklāt ir lietderīgi spēlēt ar pozitīvu pastiprinājumu un atalgojumu, ko tradicionāli izmanto bērnu mācīšanā.

Nosacījumi smadzeņu plastiskuma īstenošanai

Kad un kurā dzīves posmā smadzenes ir visvairāk jutīgas pret izmaiņām vides faktoru ietekmē? Šķiet, ka smadzeņu plastiskums ir atkarīgs no vecuma, un vēl daudz kas ir jāatklāj par to, kā to ietekmē vide atkarībā no subjekta vecuma. Tomēr mēs zinām, ka garīgajai darbībai gan veseliem gados vecākiem pieaugušajiem, gan gados vecākiem pieaugušajiem ar neirodeģeneratīvu slimību ir pozitīva ietekme uz neiroplastiskumu. Svarīgi ir tas, ka smadzenes ir pakļautas gan pozitīvām, gan negatīvām izmaiņām jau pirms cilvēka dzimšanas. Pētījumi ar dzīvniekiem ir parādījuši, ka tad, kad topošās māmiņas ieskauj pozitīvi stimuli, mazuļi veido vairāk sinapses noteiktos smadzeņu apgabalos. Un otrādi, kad grūtnieces tika pakļautas spilgtai gaismai, kas viņām radīja stresu, augļa prefrontālajā garozā (PFC) samazinājās neironu skaits. Turklāt šķiet, ka PFC ir jutīgāks pret vides ietekmi nekā citi smadzeņu reģioni. Šo eksperimentu rezultāti ir svarīgs debatēs par dabu pret vidi, parādot, ka vide var mainīt neironu gēnu ekspresiju. Kā laika gaitā attīstās smadzeņu plastiskums un kāda ir vides ietekmes ietekme uz to? Šis jautājums ir vissvarīgākais terapijai. Diriģēts ģenētiskā izpēte dzīvnieki ir pierādījuši, ka daži gēni mainās pat īslaicīgas iedarbības rezultātā, citi - ilgākas iedarbības rezultātā, savukārt ir arī gēni, kurus nekādi nevarētu ietekmēt, un pat ja tas izdotos, rezultātā tie joprojām atgriezās sākotnējā stāvoklī.sākotnējais stāvoklis. Lai gan terminam "smadzeņu plastiskums" ir pozitīva nozīme, patiesībā ar plastiskumu mēs saprotam arī negatīvas izmaiņas smadzenēs, kas saistītas ar disfunkcijām un traucējumiem. Kognitīvā apmācība ir ļoti noderīga pozitīva smadzeņu plastiskuma veicināšanai. Ar sistemātisku vingrinājumu palīdzību jūs varat izveidot jaunus neironu tīklus un uzlabot sinaptiskos savienojumus starp neironiem. Tomēr, kā jau minēts iepriekš, smadzenes nemācās efektīvi, ja vien mācīšanās nav izdevīga. Tāpēc, studējot, ir svarīgi izvirzīt un sasniegt savus personīgos mērķus.

1] Definīcija ņemta no: Kolb, B., Mohamed, A., & Gibb, R., Searching for factoring beandely faktors smadzeņu plastiskums normālos un bojātos stāvokļos, Revista de Trastornos de la Comunicación (2010), doi: 10.1016/j. jcomdis.2011.04 0.007 Šī sadaļa ir atvasināta no Kolb, B., Mohamed, A., & Gibb, R., Searching for Factors Underlying Brain Plasticity in Health and Damage, Revista de Trastornos de la Comunicación (2010), doi: 10.1016/ j. jcomdis.2011.04.007