Kas ir smadzeņu plastiskums?

The smadzeņu plastiskums, neiroplastiskums vai neironu plastiskums ir nervu sistēmas potenciāls pielāgot un pārstrukturēt nervu savienojumus, reaģējot uz sensoro pieredzi, jaunas informācijas ievadīšanu, attīstības procesu un pat bojājumiem vai disfunkciju.

Apraksta ilgstošās izmaiņas smadzenēs indivīda dzīves laikā. Termins ieguva popularitāti 20. gadsimta otrajā pusē, kad pētījumi parādīja, ka daudzus smadzeņu aspektus var mainīt (tie ir „plastiski”) pat pieaugušo vecumā.

Šis jēdziens ir pretrunā ar iepriekšējo zinātnisko vienprātību, ka smadzenes attīstās kritiskā periodā bērnībā un pēc tam paliek relatīvi nemainīgas.

Neiroplastiskumu var definēt kā nervu sistēmas (SN) raksturīgo īpašību. Mēs to saglabājam kā bērnu visā mūsu dzīvē, un tā piedāvā mums spēju modificēt un pielāgot gan nervu sistēmas funkcijas, gan struktūru (Pascual-Leone et al., 2011).

Zinātniskie pierādījumi ir pārliecinoši pierādījuši, ka mūsu smadzenes nemainās, pieredze un mācīšanās ļauj ātri un efektīvi pielāgoties mainīgajām vides prasībām.

Katras sensorās pieredzes, motoriskās aktivitātes, asociācijas, atlīdzības, rīcības plāna rezultātā mūsu smadzenes nepārtraukti mainās (Pascual-Leone et al., 2011).

Smadzeņu plastiskuma raksturojums un definīcija

Parasti smadzeņu plastiskums parasti ir saistīts ar mācībām, kas notiek zīdaiņu stadijā (Garcés-Vieira un Suárez-Escudero, 2014). Tradicionāli tika uzskatīts, ka vienreiz sasniedzot pieaugušo vecumu, nebija iespējas pielāgot un modificēt mūsu neironu struktūru.

Pašreizējie pierādījumi liecina, ka mūsu smadzeņu struktūra spēj pielāgoties dažādiem apstākļiem gan bērnībā, pusaudžā un pieaugušo vecumā, gan pat smagu smadzeņu traumu gadījumos (Garcés-Vieira un Suárez-Escudero, 2014).

Ramón y Cajalviņš bija pirmais, kurš ierosināja plastiskuma jēdzienu kā mācīšanās un atmiņas fizisko pamatu (Morgado, 2005). Pamatojoties uz histoloģisko preparātu novērojumu, viņš ierosināja, ka mācīšanās radīja strukturālas izmaiņas, kas ir obligāti nepieciešamas jaunu atmiņu veidošanai (Mayford et al., 2012)..

No otras puses, Donalds Hebbs parādīja asociācijas plastiskuma jēdzienu kā mehānismu, kas ļauj mainīt mūsu smadzeņu strukturālos savienojumus (Morgado, 2005). Kandel, Pētot ar Aplysiju, viņš panāca līdzīgus secinājumus, jo viņš konstatēja, ka, veicot jaunas mācības šajā bezmugurkaulniekā, notika arī strukturālas izmaiņas, piemēram, ērkšķu veidošanās, stabilizācija un likvidēšana..

Turklāt Džeimss Džeimss piedāvāja šādu plastiskuma jēdziena definīciju: "pietiekami strukturāla struktūra, lai dotu ceļu ietekmei, bet pietiekami spēcīga, lai nesniegtu visu uzreiz".

Plastiskums ir būtisks, lai izveidotu un uzturētu smadzeņu shēmas. Tas var būt indivīda labvēlīgs mehānisms, jo tas ļauj mums apgūt jaunas prasmes vai pielāgoties pēc traumas, bet tas var kļūt arī par patoloģisku mehānismu, kas izraisa plašu simptomu klāstu..

Tādējādi plastmasas mehānismu normāla darbība var pasliktināt ģenētiskās mutācijas izpausmes vai kaitīgu vides notikumu, un nepietiekama plastmasas mehānismu attīstība var izraisīt arī patoloģiskas izpausmes (Pascual-Leone et al., 2011) .

Plastiskuma deficīts nozīmēs, ka smadzenes nespēj pielāgoties vides prasībām. No otras puses, ja smadzenes ir pārāk plastiskas, strukturālie savienojumi var būt nestabili, un funkcionālās sistēmas, kas nepieciešamas izziņas un uzvedības nodrošināšanai, var tikt apdraudētas (Pascual-Leone et al., 2011).

Neskatoties uz patoloģisku procesu rašanos plastmasas mehānismos, smadzenes ir ļoti savstarpēji saistītas struktūras. Tādēļ plastiskums mediē mūsu nervu sistēmas vairākos līmeņos, sākot no mikroshēmām līdz lieliem tīkliem. Mērķtiecīgākās un vietējās izmaiņas var kompensēt ķēdes līmenī, novēršot būtisku uzvedības pasliktināšanos (Pascual-Leone et al., 2011).

Nesenie pētījumi ir parādījuši, ka mācīšanās un atmiņas procesi izraisa sinaptiskā savienojuma izmaiņas, izmantojot guvumu, stabilizācijas vai zaudējumu procesus, kas liek domāt par šo plastmasas procesu nozīmīgumu (Caroni et al., 2012).

Pirmie ar mikroskopu veiktie pētījumi atklāja, ka sinaptiskā plastiskums var izraisīt dendrīta lieluma un formas izmaiņas (Mayford et al., 2012). Motoru prasmju apguves gadījumā var novērot noteiktu neironu populāciju dendritisko muguriņu augšanu (Caroni et al., 2012), noteiktu šūnu un molekulāro mehānismu sekas. (Mayford et al., 2012).

Lai gan ir taisnība, ka pārmaiņas notiek vietējā līmenī, jo tās var palielināt vai samazināt dendritisko muguriņu skaitu atsevišķās jomās, šīs izmaiņas ietekmē globālo līmeni, jo smadzenes ir sistēma, kas darbojas globālā veidā, palielinot un samazinot vietējās daļās.

Plastmasas izmaiņas visā dzīves laikā (izstrāde)

Kā jau iepriekš minēts, smadzeņu plastiskuma procesam ir svarīga nozīme visā dzīves laikā, tomēr ir laika posmi, kad tas ir svarīgāks.

Bērnības gadījumā smadzenes ir ļoti modificējamas, pateicoties masveida pieredzes un jaunu zināšanu pieplūdumam. Bērnu smadzeņu plastiskums ir maksimāls, kas ļauj iekļaut jaunās mācības un atmiņas par viņu kognitīvās uzvedības repertuāru.

Šie plastmasas mehānismi, kā indivīds aug, liecina par lejupejošu tendenci, proti, pastāv saistība starp vecumu un šī procesa apjoma samazināšanu (Pascual-Leone et al., 2011)..

Neskatoties uz šo vispārīgo tendenci, katram cilvēkam ir atšķirīga trajektorija. Atkarībā no būtiskajiem ģenētiskajiem faktoriem un specifiskajām vides ietekmēm, kuras mēs esam pakļautas, katrs cilvēks parādīs unikālu smadzeņu plastiskuma darbības slīpumu (Pascual-Leone et al., 2011).

Starp svarīgākajiem faktoriem, kas jāapsver, ka, iespējams, veicinās atšķirības, ir ģenētiskie un epigenetiskie mehānismi (piemēram, polimorfismi, gēnu ekspresija), hormonālie faktori (piemēram, dzimums, menstruālais cikls), saslimstība (piemēram, diabēts). , vēzis vai infekcijas) un dzīves pieredze (piemēram, traumatiska smadzeņu trauma, toksīnu iedarbība, stress, miega trūkums, narkotiku lietošana, kognitīvā rezerve, slikts uzturs, mazkustīgs dzīvesveids uc) (Pascual-Leone et al., 2011).

Dažādi pētījumi, kuros izmanto funkcionālu un strukturālu magnētiskās rezonanses attēlveidošanu, pozitronu emisijas tomogrāfiju un citas neirotogrāfijas metodes, ir pierādījuši apgalvojumu, ka plastiskums tiek mainīts visā dzīves laikā..

Piemēram, šķērsgriezuma pētījumi ir konsekventi identificējuši saistību starp vecumu un smadzeņu morfometriskajām izmaiņām, kas ietver reģionālo kortikālo retināšanu, subortikālo tilpuma samazinājumu un kambara dilatāciju (Pascual-Leone et al., 2011)..

No otras puses, kognitīvo uzdevumu izpildē, izmaiņās nervu aktivācijā, kas rodas no šiem kognitīvajiem uzdevumiem, ir saistītas ar novecošanu saistītas izmaiņas..

Ir plaši pierādīts, ka normāla novecošana cilvēkiem ir saistīta ar kognitīvās veiktspējas samazināšanos, tostarp apstrādes ātruma, darba atmiņas, epizodiskās atmiņas, uzmanības kontroles, inhibējošas kontroles un izpildfunkcijas jomās (Pascual-Leone et al., 2011).

Tomēr, neskatoties uz to, plastmasas mehānismi turpina darboties jebkurā evolūcijas posmā. Kognitīvās rezerves izveide ļauj kognitīvajai funkcijai saglabāt vai minimāli mainīt vecumdienās, un var ļaut atbalstīt lielāku neiropātisko bojājumu apjomu, pirms izpaužas kognitīvās pasliktināšanās pazīmes un simptomi (Pascual-Leone et al., 2011).

Plastiskums un smadzeņu bojājumi

Iegūtie smadzeņu bojājumi, piemēram, traumatisks smadzeņu bojājums vai noteiktas sistēmiskas slimības, piemēram, diabēts, depresija vai vēzis, var ietekmēt plastiskuma spēju (Pascual-Leone et al., 2011).

Ja mēs ciešam no savainojumiem vai smadzeņu bojājumiem, mūsu smadzenes cenšas kompensēt no tā izrietošos trūkumus, īstenojot dažādus kompensācijas mehānismus, kas ir šo smadzeņu plastiskuma pamatā..

Mūsu nervu sistēmas savstarpējā savienojamība, organizācija un struktūra ļauj pēc ievainojuma būtiski atveseļoties. Dažādi autori ir ierosinājuši, ka nervu sistēmai tiek veikta virkne procesu, kas ļauj bojātajai vietai homologu apgabalu spēt uzņemties savu funkciju. Tas ir iespējams, pateicoties lielajam sadalītajam tīklam, kas veido smadzeņu savienojumus (Dancause & Nudo, 2011).

Pētījumi, kuros izmantoti dziļi smadzeņu stimulācija dzīvniekiem, liecina, ka neironu reorganizācija, kas notiek gan ievainotās puslodes, gan neskartā puslodes apgabalos, ir būtiska atveseļošanai, jo īpaši, ja bojājums attiecas uz motora zonām ( Dancause & Nudo, 2011).

Tomēr jaunākie pierādījumi liecina par funkcionālā savienojuma reorganizāciju pēc iegūta bojājuma, kas sākotnēji ir adaptīvs vai labvēlīgs, var ierobežot kompensācijas pielāgojumus attiecībā uz vecuma izmaiņām smadzeņu plastiskuma mehānismos. (Pascual-Leone et al., 2011).

Patiesībā, plastmasas izmaiņas varētu vājināt spēju reorganizēt garozu, lai veiktu tās galveno funkciju, jo īpaši saistībā ar rehabilitācijas apmācību..

Piemēram, attiecībā uz neredzīgiem personām, garozas reorganizāciju, kas notiek pakauša zonā, kā rezultātā nav maņu izejvielas vizuālo, var dot taustes izjūtām spoku rokai kompetento indivīdu lasīšana Braila (Merabet & Pascual-Leone, 2010).

Modifikācijas mehānismi

Lai gan smadzeņu plastiskums ir mehānisms, ko spēcīgi nosaka ģenētika, vides faktori būtiski veicinās individuālās atšķirības šīs sistēmas efektivitātē un funkcionalitātē..

Formālās un neformālās izglītības pieredzi, sociālo un ģimenes mijiedarbība, kultūras fonu, diēta, hormonālie faktori, dažādas slimības, pakļaušana kaitīgu vielu, piemēram, vielu lietošanu, stresa vai regulāra fiziskā slodze ir daži faktori vadošās zinātniski pierādījumi par modulatoru šī pielāgošanās mehānisma (Pascual-Leone et al., 2011).

Faktiski katras indivīda sociālās vides kvalitāte var būtiski ietekmēt neironu sistēmu attīstību un darbību, ietekmējot dažādas fizioloģiskās un uzvedības reakcijas..

Ja tā, izmaiņas smadzeņu plastitātē cilvēkiem, kas dzīvo disfunkcionālā vidē, var atšķirties no izmaiņām tiem, kuriem ir aizsardzība un atbalsts (Pascual-Leone et al., 2011).

Faktori, dzīvesveids, tostarp izglītības, darba sarežģītību, sociālo tīklu, un darbībām, kas palīdzēs radīt lielāku jaudu par izziņas rezerves, kas palīdzēs mums izveidot "veikalu rezervju", lai aizsargātu mūs efektīvi nosacījumam trauma.

Kā piemēru var minēt faktu, ka cilvēki, kuri ir saņēmuši plašu izglītību, pat tiem, kuri cieš no Alcheimera slimības, var radīt zemāku ārprātīga procesa klīniskās izpausmes risku.

Šie pierādījumi liecina, ka simptomu izpausme aizkavējas, pateicoties efektīvai kompensācijai, pateicoties lielākas kognitīvās rezerves kapacitātei (Pascual-Leone et al., 2011)..

No otras puses, papildus šiem ikdienas dzīves faktoriem ir veikti arī dažādi mēģinājumi modificēt kognitīvo plastiskumu eksperimentālā līmenī..

Pēdējos gados, pieejas ir izstrādātas, lai palielinātu plastika ar subakūtu posmā no personām, kuras ir cietušas no smadzeņu bojājumiem atveseļošanos. Piemēram, narkotisko vielu lietošana, lai palielinātu līmeni aurosal un mācīšanās, dendritic arborization, anatomisku plastiskums vai atjaunošanas funkciju peri-infarkta zonā (Dancause & Knot, 2011).

Turklāt vēl viena nesen pētīta metode ir kortikālā stimulācija, lai palielinātu vai samazinātu specifisku smadzeņu apgabalu aktivitāti. Stimulācijas izmantošanai ir potenciālās priekšrocības, kuru mērķis ir veicināt atveseļošanos ar nelielām blakusparādībām.

Secinājumi

Efektīva darbība neiropsiholoģisko mehānismu smadzeņu plastiskumu, ir būtiska loma visā dzīvē, kā arī attīstība no zīdaiņa līdz pat pilngadībai un novecošanās gan veseliem cilvēkiem, gan ar kādu patoloģiju veida (Pascual-Leone et al ., 2011). 

Jūsu rīcība ļaus mums iegūt jaunas mācības un zināšanas visā mūsu dzīvē.

Atsauces

1. Cáceres-Vieira, M., & Suárez-Escudero, J. (2014). Neiroplastiskums: bioķīmiskie un neirofizioloģiskie aspekti. Rev. CES Med, 28(1), 119-132.
2. Caroni, P., Donato, F., un Mullers, D. (2012). Strukturālā plastiskums pēc mācīšanās: regulēšana un izsoļu. Daba, 13, 478-490.
3. Dancause, N., un Nudo, R. (2011). Plastiskuma veidošana, lai uzlabotu atgūšanos pēc traumām. Prog Brain Res., 292, 279-295.
4. Mayford, M., Siegelbaum, S.A., & Kandel, E. R. (s.f.). Sinapses un atmiņas glabāšana.
5. Merabets, L. B., un Pascual-Leone, A. (2010). Neironu reorganizācija pēc jutekļu zudumiem: iespēja mainīt pārmaiņas. Daba, 11, 44.52.
6. Morgado, L. (2005). Mācīšanās un atmiņas psihobioloģija: pamati un jaunākie sasniegumi. Rev Neurol, 40(5), 258-297.
7. Pascual-Leone, A., Freitas, C., Oberman, L., Horvath, J., Halko, M., Eldaief, M., ... Rotenberg, A. (2011). Smadzeņu garozas plastiskuma un tīkla dinamikas raksturojums veselības un slimību vecuma diapazonā ar TMS-EEG un TMS-fMRI. Smadzenes Topogr.(24), 302-315.