Plastist aju. aju neuroplastilisus. Harjutused, mille eesmärk on stimuleerida neuronite plastilisust ja neurogeneesi. Mis on neuroplastilisus

Bioloogiateaduste doktor E. P. Kharchenko, M. N. Klimenko

plastilisuse tasemed

Selle sajandi alguses loobusid aju-uurijad traditsioonilistest ideedest täiskasvanu aju struktuursest stabiilsusest ja selles, et selles pole võimalik uusi neuroneid moodustada. Selgus, et ka täiskasvanu aju plastilisus kasutab piiratud määral neurogeneesi protsesse.

Aju plastilisusest rääkides mõeldakse enamasti selle võimet muutuda õppimise või kahjustuse mõjul. Plastilisuse eest vastutavad mehhanismid on erinevad ja selle kõige täiuslikum ilming ajukahjustuse korral on regeneratsioon. Aju on äärmiselt keeruline neuronite võrgustik, mis suhtlevad üksteisega eriharidus- sünapsid. Seetõttu võime eristada kahte plastilisuse taset: makro- ja mikrotasandit. Makrotaset seostatakse aju võrgustiku struktuuri muutumisega, mis tagab side poolkerade vahel ja iga poolkera erinevate piirkondade vahel. Mikrotasandil toimuvad molekulaarsed muutused neuronites endis ja sünapsides. Mõlemal tasandil võib aju plastilisus avalduda nii kiiresti kui ka aeglaselt. Selles artiklis keskendume peamiselt plastilisusele makrotasandil ja aju regeneratsiooni uurimise väljavaadetele.

Aju plastilisuse jaoks on kolm lihtsat stsenaariumi. Esimesel tekivad kahjustused ajule endale: näiteks insult motoorses ajukoores, mille tagajärjel kaotavad kehatüve ja jäsemete lihased ajukoorest juhitavuse ja halvavad. Teine stsenaarium on vastupidine esimesele: aju on terve, kuid organ või osakond on kahjustatud närvisüsteem perifeeria: sensoorne organ - kõrv või silm, selgroog, amputeeritud jäse. Ja kuna samal ajal lakkab teave aju vastavatesse osadesse voolamast, muutuvad need osad "töötuks", nad ei ole funktsionaalselt kaasatud. Mõlema stsenaariumi korral toimub aju ümberkorraldamine, püüdes täita kahjustatud piirkondade funktsiooni kahjustamata piirkondade abil või kaasata "töötuid" piirkondi muude funktsioonide hooldamisse. Mis puutub kolmandasse stsenaariumi, siis see erineb kahest esimesest ja on sellega seotud vaimsed häired põhjustatud erinevatest teguritest.

Natuke anatoomiat

Joonisel fig. 1 on kujutatud lihtsustatud diagramm nende väljade asukohast vasaku poolkera välimisel ajukoorel, mis on kirjeldatud ja nummerdatud Saksa anatoomi Korbinian Brodmanni uurimise järjekorras.

Iga Brodmanni välja iseloomustab neuronite eriline koostis, nende paiknemine (koore neuronid moodustavad kihte) ja nendevahelised ühendused. Näiteks sensoorse ajukoore väljad, milles toimub sensoorsete organite teabe esmane töötlemine, erinevad oma arhitektuuri poolest järsult primaarsest motoorsest ajukoorest, mis vastutab lihaste vabatahtlike liigutuste käskude moodustamise eest. Primaarses motoorses ajukoores domineerivad püramiide meenutavad neuronid ja sensoorset ajukoort esindavad peamiselt neuronid, mille kehakuju meenutab terakesi ehk graanuleid, mistõttu neid nimetatakse graanuliteks.

Tavaliselt jaguneb aju eesmiseks ja tagumiseks (joon. 1). Tagaaju primaarsete sensoorsete väljadega külgnevaid ajukoore piirkondi nimetatakse assotsiatiivseteks tsoonideks. Nad töötlevad teavet, mis pärineb primaarsetest sensoorsetest väljadest. Mida kaugemal neist assotsiatiivne tsoon on, seda enam suudab see integreerida infot erinevatest ajupiirkondadest. Tagaaju suurim integreerimisvõime on iseloomulik parietaalsagara assotsiatiivsele tsoonile (joonisel 1 pole värvitud).

AT eesaju eelmotoorne ajukoor külgneb motoorse ajukoorega, kus paiknevad täiendavad liikumist reguleerivad keskused. Frontaalpooluse juures on veel üks ulatuslik assotsiatiivne tsoon - prefrontaalne ajukoor. Primaatidel on see aju kõige arenenum osa, mis vastutab kõige keerukama eest vaimsed protsessid. See on assotsiatiivsetes tsoonides eesmise, parietaalse ja oimusagara täiskasvanud ahvidel avastati uued granulaarsed neuronid, mille eluiga on kuni kaks nädalat. Seda nähtust seletatakse nende tsoonide osalemisega õppimis- ja mäluprotsessides.

Igas poolkeras suhtlevad lähedalasuvad ja kaugemad piirkonnad üksteisega, kuid poolkera sensoorsed piirkonnad ei suhtle omavahel otse. Homotoopsed, st sümmeetrilised, erinevate poolkerade piirkonnad on omavahel seotud. Poolkerad on ühendatud ka aju aluseks olevate, evolutsiooniliselt vanemate subkortikaalsete piirkondadega.

Aju reservid

Muljetavaldavad tõendid aju plastilisuse kohta pärinevad neuroteadusest, eriti maailmas viimased aastad, aju uurimise visuaalsete meetodite tulekuga: arvuti, magnetresonants- ja positronemissioontomograafia, magnetoentsefalograafia. Nende abiga saadud ajukujutised võimaldasid veenduda, et mõnel juhul on inimene võimeline töötama ja õppima, olema sotsiaalselt ja bioloogiliselt terviklik, isegi olles kaotanud väga olulise osa ajust.

Võib-olla kõige paradoksaalsem näide aju plastilisusest on matemaatiku vesipea juhtum, mis tõi kaasa peaaegu 95% ajukoore kaotuse ega mõjutanud tema kõrgeid intellektuaalseid võimeid. Ajakiri Science avaldas sel teemal artikli iroonilise pealkirjaga "Kas meil on tõesti aju vaja?".

Kuid sagedamini põhjustab märkimisväärne ajukahjustus sügavat eluaegne puue- selle võime kaotatud funktsioone taastada ei ole piiramatu. Täiskasvanute ajukahjustuste levinumad põhjused aju vereringe(enamikus raske manifestatsioon- insult), harvem - ajuvigastused ja kasvajad, infektsioonid ja mürgistused. Lastel esineb sageli mõlemaga seotud aju arenguhäireid geneetilised tegurid ja emakasisese arengu patoloogiaga.

Aju taastumisvõimet määravate tegurite hulgas tuleks kõigepealt välja tuua patsiendi vanus. Erinevalt täiskasvanutest kompenseerib lastel pärast ühe poolkera eemaldamist teine poolkera kõrval asuva poolkera funktsioone, sealhulgas keelt. (On hästi teada, et täiskasvanutel kaasneb ühe poolkera funktsioonide kadumisega kõnehäired.) Mitte kõik lapsed ei kompenseeri seda võrdselt kiiresti ja täielikult, kuid kolmandikul 1-aastastest lastest esineb parees käed ja jalad vabanevad rikkumistest 7-aastaselt. motoorne aktiivsus. Kuni 90% lastest, kellel on neuroloogilised häired vastsündinu perioodil arenevad seejärel normaalselt. Seetõttu tuleb ebaküps aju kahjustustega paremini toime.

Teine tegur on kahjustava ainega kokkupuute kestus. Aeglaselt kasvav kasvaja deformeerib talle lähimaid ajuosi, kuid võib jõuda muljetavaldava suuruse ilma aju funktsioone häirimata: sellel on aega sisse lülituda kompenseerivad mehhanismid. Kuid äge häire sama skaala on enamasti eluga kokkusobimatu.

Kolmas tegur on ajukahjustuse asukoht. Väikese suurusega kahjustus võib mõjutada tiheda kogunemise piirkonda närvikiud läheb erinevad osakonnad keha ja põhjustada tõsiseid haigusi. Näiteks läbi väikeste ajupiirkondade, mida nimetatakse sisemisteks kapsliteks (neid on kaks, kummaski poolkeras üks), lähevad ajukoore motoorsetest neuronitest läbi nn püramiidtrakti kiud (joon. 2), mis läheb seljaajule ja edastab käsklusi kõigile keha ja jäsemete lihastele. Seega võib sisemise kapsli piirkonna hemorraagia põhjustada kogu kehapoole lihaste halvatust.

Neljas tegur on kahjustuse ulatus. Üldiselt, mida suurem on kahjustus, seda suurem on ajufunktsiooni kaotus. Ja kuna aju struktuurse korralduse aluseks on neuronite võrgustik, võib võrgu ühe osa kadumine mõjutada teiste, kaugemate osade tööd. Seetõttu täheldatakse kõnehäireid sageli siis, kui kahjustatud ajupiirkonnad asuvad kaugel kõne eripiirkondadest, näiteks Broca keskusest (väljad 44-45 joonisel 1).

Lõpuks, lisaks nendele neljale tegurile on olulised individuaalsed variatsioonid aju anatoomilistes ja funktsionaalsetes ühendustes.

Kuidas toimub ajukoore ümberkorraldamine

Oleme juba öelnud, et ajukoore erinevate piirkondade funktsionaalse spetsialiseerumise määrab nende arhitektuur. See evolutsiooniline spetsialiseerumine on üks takistusi aju plastilisuse avaldumisel. Näiteks kui täiskasvanul on kahjustatud primaarne motoorne ajukoor, ei saa selle funktsioone üle võtta selle kõrval asuvad sensoorsed alad, küll aga saab sellega külgnev sama poolkera premotoorset tsooni.

Paremakäelistel, kui kõnega seotud Broca keskpunkt on häiritud vasakus poolkeras, ei aktiveeru mitte ainult sellega külgnevad alad, vaid ka Broca keskmega homotoopne ala paremas poolkeras. Selline funktsioonide nihkumine ühelt poolkeralt teisele ei jää aga märkamata: kahjustatud piirkonda abistava ajukoore piirkonna ülekoormamine viib tema enda ülesannete täitmise halvenemiseni. Kirjeldatud juhul kaasneb kõnefunktsioonide ülekandmisega paremale poolkerale patsiendi ruumilis-visuaalse tähelepanu nõrgenemine - näiteks võib selline inimene osaliselt ignoreerida (mitte tajuda) vasak pool ruumi.

Ajumuusika. Pren Aneti harmoonilise arengu reeglid

Aju plastilisus

Miks me siis saame mängida oma ajuga muusikainstrument? Peaasi on plastist aju, selle võime muutuda.

Kuni 1990. aastate alguseni uskus enamik teadlasi, et kõik närvirakud inimene saab sündides ja et kahekümne viie aasta pärast hakkab ta välja surema, nõrgestades järk-järgult jõudu ja keerukust närviühendused.

Kuid täna on tänu arenenud tehnoloogiatele teadlaste arvamus selles küsimuses radikaalselt muutunud. Nüüdseks on teada, et inimese ajus on umbes sada miljardit neuronit, mis on omavahel nn sünapside kaudu ühendatud ja et meie elu jooksul tekib iga päev ainuüksi mälutsoonis vähemalt kakssada uut närvirakku. Teisisõnu, meie aju on püsivate muutuste seisundis.

Meie aju on pidevas muutumises.

Lisaks uskusid teadlased mõne aasta eest, et konkreetsed keskused vastutavad kõne, tunnete, nägemise, tasakaalu jne eest. Tänaseks on teadlased jõudnud järeldusele, et see pole päris tõsi. Põhifunktsioonid, mis kontrollivad meie motoorset aktiivsust ja sensoorset tagasisidet, paiknevad tõepoolest teatud ajupiirkondades, kuid keerulised kognitiivsed funktsioonid on jaotatud aju erinevate osade vahel. Kõik selles raamatus esitatud kaheksa klahvi vastavad erinevatele ajupiirkondadele, kuid ükski võti ei piirdu selle ühegi osaga.

Näiteks kõne funktsioon on mitmete ajupiirkondade käsutegevuse tulemus, mis suudavad omavahel koostööd teha. erinevatel viisidel. See selgitab, miks iga inimene kasutab oma unikaalseid kõnekonstruktsioone ja miks meie kõne struktuur muutub olenevalt keskkonnast.

Lisaks korraldatakse aju pidevalt ümber. Teadlased leidsid, et see nõrgenes aju funktsioonid abil saab taastada teised ajupiirkonnad. Psühhiaater Norman Doidge peab 20. sajandi üheks suurimaks avastuseks tõsiasja, et praktiline ja teoreetiline õppimine ja tegutsemine võivad "meie geene sisse ja välja lülitada, kujundades meie aju anatoomiat ja käitumist". Ja neuroloog Vilayanur Subramanian Ramachandran nimetab viimastel aastatel selles valdkonnas tehtud avastusi ajutegevus viies revolutsioon.

Praktiline ja teoreetiline õppimine ja tegutsemine võivad meie geenid sisse ja välja lülitada.

Siiski tuleb tunnistada, et tänapäeval on teadlased alles lugematute imede tundmise lävel. inimese aju. Ja pärast selle raamatu lugemist mõistate ainult väikest, kuigi äärmiselt olulist osa nendest imedest.

See raamat räägib nii aju bioloogilistest kui ka vaimsetest komponentidest, kuid enamasti just viimasest. Bioloogiline osa puudutab aju keemiat ja füüsikat, neurotransmittereid nagu serotoniin ja dopamiin ning neuronite plastilisust. Vaimne komponent puudutab meie mõtlemis- ja tegutsemisvõimet, aga ka tunnetust selle sõna kõige laiemas tähenduses.

Siinkohal võib lugeja küsida: "Aga ma tean ajust juba palju – mida ma veel pean teadma?" Uskuge mind, teile on varuks palju üllatusi, kuna paljud juurdunud ideed aju kohta on tänapäeval aegunud. Näiteks arvasid teadlased varem, et mida sügavamale nad ajju tungivad, seda kaugemale võivad nad inimese evolutsiooni teadmistes edeneda ning et "tsiviliseeritud" ajukoor vastutab põhiliste ja primitiivsete funktsioonide eest. Niisiis: peate selle populaarse teooria uuesti läbi vaatama. Meie aju ei koosne evolutsioonilistest kihtidest: seda ei saa üldse pidada modulaarseks konstruktsiooniks. See toimib rohkem nagu võrk, see on palju keerulisem ja huvitavam, kui me arvata oskame.

Ja meie teised lugejad võivad öelda: "Me oleme need, kes me oleme, ja kogu see jutt positiivsetest muutustest pole midagi muud kui järjekordne tühi lubadus." Kuid te unustate plastilisuse - oluline kvaliteet aju: see on tempermalmist ja pidevalt muutuv, kohandub keskkonnaga. Täna kasutad seda või teist toimingut tehes mingeid närvirakke ja paari nädala pärast sama tehes juba teistmoodi. Näiteks pärast selle raamatu lugemist ei ole teie aju enam kunagi endine.

Inimene arendab oma aju pidevalt, kui ta teeb järgmise valiku või õpib sisse midagi uut Igapäevane elu. Hea näide aju plastilisusest võivad olla kuulsad Londoni taksojuhid. Kaks kuni neli aastat valmistuvad ja treenivad: õpivad pähe tänavanimesid, marsruute ja vaatamisväärsusi kümne kilomeetri raadiuses kesklinnast. Uuringud on näidanud, et selle tulemusena suureneb nende parem hipokampus – võrreldes teiste elukutsete esindajatega – ja ruumimälu märgatavalt paraneb. Ja mida rohkem linnas ringi sõitev taksojuht uut infot pähe jätab, seda suuremaks see ajuosa muutub. Mõelge: millised ajuosad sina treenida ja igapäevaelus areneda? Kes neist on teistest paremini koolitatud?

Mõned tunnevad, et muutus pole üldse nende jaoks. Nad arutlevad nii: "Ma olen liiga vana ja te ei saa vanale koerale uusi trikke õpetada." Tänaseks on aga juba tõestatud, et erutatud neuronid toodavad 25% rohkem närviühendusi, suurendavad suurust ja parandavad aju verevarustust ning seda juhtub igas vanuses. Inimene võib muutuda olenemata sellest, kui vana ta on. See ei pea juhtuma üleöö, kuigi see on võimalik. Üks uus teadmine, veidi asjakohast kohendamist ja viimistlemist – ja see, mis hiljuti ületamatuna tundus, näeb ühtäkki hoopis teistsugune välja ja avastad end hoopis teistmoodi tegutsemas.

Ergastatud neuronid toodavad 25% rohkem närviühendusi.

Iga inimese elus on näiteid mõlemat tüüpi muutustest - nii sihipärase praktilise koolituse kui ka järskude mõistmise hüpete tulemusena, mis sõna otseses mõttes üleöö muudavad meie eluviisi. ja arusaamine iseendast, meid ümbritsevast maailmast ja meile pakutavatest võimalustest.

Raamatust Supersensitive Nature. Kuidas hullus maailmas edu saavutada autor Eiron Elaine

Raamatust Intelligence: kasutusjuhised autor Konstantin Šeremetjev

Raamatust Brain. Kasutusjuhend [Kuidas kasutada oma võimalusi maksimaalselt ja ilma ülekoormuseta] autor Rock David

Raamatust Brain 2.0 [Enesearendus XXI sajandil] autor Sherwood Rob

1.1. Aju ehitus Kui vaadata inimese aju kõrvalt, siis väliselt meenutab see tuuma pähkel. Sellel on samad kaks poolkera kaetud suur kogus looklevad sooned, kuid loomulikult on erinevalt pähklist selle struktuur pehmem ja keerulisem.Elamise aju

Raamatust Perfect Negotiations autor Glaser Judith

Raamatust Mõtle [Miks peaksite kõiges kahtlema] autor Garrison Guy

Raamatust ma tahan ... teha läbimurre! Fenomenaalse edu üllatavalt lihtne seadus autor Papazan Jay

Raamatust Creative Problem Solving [Kuidas arendada loovat mõtlemist] autor Lemberg Boris

Raamatust Flipnoz [Kiire veenmise kunst] autor Dutton Kevin

Raamatust Tee oma aju tööle. Kuidas oma efektiivsust maksimeerida autor Brann Amy

Raamatust Super Brain Trainer for the Development of Superpowers [aktiveerige "Geeniuse tsoonid"] autor Mighty Anton

Raamatust Mälu arendamine eriteenistuste meetodite järgi autor Bukin Denis S.

Raamatust Tagurpidi mõtlemine autor Donius William

Toit ajule Teie aju vajab toitu nii piltlikult kui ka otseses mõttes! Jah, keha ei saa üldse ilma toiduta elada, kuid aju nõuab selles mõttes eriti hoolikat hoolt. Lõppude lõpuks on aju jaoks oluline mitte ainult saada teatud arv kaloreid küllastamiseks. Päästma

Raamatust Fookus. Tähelepanu, hajameelsuse ja elus edu kohta autor Daniel Goleman

Toitumine ajule Aju, mis moodustab vaid 2% kehakaalust, tarbib umbes 20% energiast. Närvisüsteemi kõrge toonuse säilitamiseks peaks dieedis olema: valgud (jogurtid, pähklid, munad, kala); komplekssed süsivesikud(jäme leib, töötlemata teravili, pasta

6. september 2016, kell 15:25

Neuroplastilisus: aju ümberkujundamine

populaarteadus,
Aju

Tõlge

Meie aju on märkimisväärselt plastiline. Mitte nagu plastnõud või Barbie-nukk – neuroteaduses viitab plastilisus aju hämmastavale võimele muutuda ja kohaneda peaaegu kõigega, mis meiega juhtub. Vanasti uskusid teadlased, et kui inimene lakkas olemast laps, külmus tema aju nagu savipott ja jäi ühte vormi. Kuid kuhjades uuringuid on nende arvamuse ümber lükanud – aju on pigem plastiliin. Need muutused võivad esineda erineva ulatusega: alates ühest neuronist, mis muudab ühendusi kuni kogu kortikaalse piirkonna kahanemise või paisumiseni. Aju struktuuri võivad muuta paljud tegurid, alates vigastustest ja insultidest kuni meditatsiooni, treeningu või igapäevase klaveriharjutuseni. Ja nagu kõik elus, on plastilisus kahe teraga mõõk. Tagakülg on see, et aju saab insuldi taastusravi ajal end ümber ühendada. Miinus - fantoomvalu pärast jäseme kaotust. Vaatame, kuidas, mis ja miks juhtub.

Alustame väikestest mõõtkavadest ja sünaptilisest plastilisusest (kui te ei tea, mis on sünaps, lugege kõigepealt). Selline plastilisus, mida sageli nimetatakse pikaajaliseks võimendamiseks (LTP) ja pikaajaliseks allasurumiseks (LTD), on meie mälu ja õppimise mõistmiseks kriitilise tähtsusega. Väga lihtsustatult toimib see nii: neuronite vahelised ühendused tugevnevad või nõrgenevad (tekkib potentseerimine või depressioon) sõltuvalt nende tegevusest. Kui neuron A vallandab pidevalt neuronit B, tugevneb nendevaheline ühendus.

Loomulikult juhtub see tavaliselt mitmel sünapsil - nii võivad tekkida terved võrgud, kui need tekivad piisav kunagi näitasid nad just selles koosseisus aktiivsust (ja me usume, et mälu kujuneb enam-vähem samamoodi). Nii et suudle oma hingesugulast piisavalt sageli Lou Begi heliloomingut kuulates ja peagi tekitab laul “Mambo number viis” romantilise tunde. Kanada neuropsühholoog Donald Hebb lõi selle protsessi kirjeldamiseks ütluse "Run Together, Braid Together". Esialgu on need sidemed haprad, kuid kui neid piisavalt palju aktiveerida, muutuvad nad tugevaks (neid ei saa lahutada, nagu Britney ja Justin aastal 99). Pöördprotsessi, DPD, käivitab teine stimulatsioonirutiin ja arvatakse, et see lõdvendab ebavajalikud sidemed – unustades endise nime või õilistades uusi tantsuliigutusi. Sünapsi plastilisus on kontseptsioon, mida kognitiiv- ja käitumisterapeudid oma patsientidele soovitavad: väljakujunenud mõttemustrite muutmiseks tuleb praktika kaudu samm-sammult uusi kujundada. Ja uued teed arenevad pinnasteedest kiirteedele (millel liigub tervislik käitumine) ja katkised kontuurid ujuvad unustuse hõlma.

Plastilisus suurtes mastaapides avaldub teistmoodi. Üha suurem hulk uuringuid näitab, et mida rohkem te konkreetset lihast kasutate, seda rohkem ala teie aju sellele pühendab. Näiteks näitab üks uuring, et kuigi sõrmeliigutuste eest vastutavatel piirkondadel on tavaliselt sama suurus, see ei ole püsiv. Viiepäevase klaveriharjutuse järel kindel ja üsna nähtavad muutused motoorses ajukoores. Sõrmeliigutuste eest vastutavad piirkonnad laienesid ja võtsid üle teised naaberalade osad, näiteks aias kasvavad umbrohud. Teadlased läksid veelgi kaugemale: nad näitasid, et isegi kui katsealused mõtlesid treeningule, oli mõju peaaegu sama! vaimsed harjutused osutusid aju struktuuri ümberkorraldamisel sama tõhusaks kui füüsilised. Teine näide (millest neuroteaduste tudengid on ilmselt kuulnud rohkem kui piiblivöö elanikud – need USA piirkonnad, kus protestantlik fundamentalism on eriti tugev – Jeesusest) on Londoni taksojuhid. Kogenud taksojuhtidel, kes peavad pähe õppima pealinna kaarti, mis sisaldab kümneid tuhandeid tänavaid ja kümneid vaatamisväärsusi, on suur tagumine hipokampus, ruumimälu ja orienteerumise eest vastutav aju struktuur. Kontrollrühmal, tavaliste ja väljakujunenud marsruutidega bussijuhtidel, oli normaalsuuruses hipokampus. Et ennetada tavalisi kommentaare "korrelatsioon ei taga põhjuslikku seost" (võib-olla pani taksojuhid tööle hipokampuse suurenenud suurus?), näitasid teadlased, et hipokampuse mahu suurenemine oli positiivses korrelatsioonis roolis veedetud ajaga. Mida rohkem sõidate, seda rohkem teie aju kohaneb.

Kas olete juba nõus, et aju on uskumatult plastiline? Ärge kiirustage, meil on rohkem näiteid. Kui olete loobunud mediteerimisest kui hipide jamast, võtke teadmiseks: pikaajaline meditatsioonipraktika on seotud väga positiivsete muutustega ajus. Mõelge sellele nagu treeningule – nagu klaveritundidele. Uuringud näitavad, et kui istute paigal ja mediteerite, saate suurendada ajukoore paksust (st rohkem halle rakke, st rohkem neuroneid signaalide töötlemiseks) piirkondades, mis on seotud tähelepanu, mälu ja emotsioonide juhtimisega. Veelgi enam, amygdala, hirmu ja vastikusega seotud reaktsioonide keskus, kahandab ja nõrgendab ühendusi aju prefrontaalse ajukoorega, kohaga, kus asuvad kõrgemad täidesaatvad funktsioonid. Lihtsamalt öeldes võimaldab meditatsioon stressile läbimõeldumalt reageerida ja instinkte alla suruda. Viimaseks, kuid mitte vähemtähtsaks, vähendab aktiivsust ka enesemääramise ja unistamise eest vastutav uinuva režiimi võrk, mis võimaldab vähem hajutada (ning ei lase mõtetel hüpata eilselt peolt surma paratamatusse vms). Ja kui ma siin olen, teen varjatud propagandat tervislik eluviis, mainin ära, et need muudavad ka su aju paremaks füüsilised harjutused. Ainult kolm tundi kerge jalutuskäik nädalas suurendab närvirakkude kasvu ja sündi, mis omakorda takistab vanusega seotud aju kokkutõmbumist. Uuringud näitavad, et sellest said eriti kasu eesmised piirkonnad ja hipokampus – see tähendab, et nende maht suurenes pärast pikemaajalist treeningut. Siin on näide sellest, kuidas tänu tervislikule eluviisile paraneb mälu ja mõtlemisvõime.

Teie aju, nagu ideaalne abikaasa, eksisteerib teiega koos Head ajad ja halvas, haiguses ja tervises. Pärast vigastust või insulti aitab neuroplastilisus teid. Insuldi või vigastuse järgne taastusravi on näidanud, et aju korrastub kahjustatud piirkonna ümber. Oletame, et insult kahjustas vasaku käe liigutuste eest vastutavat ajuosa. Tehnoloogia, mida nimetatakse "liikumise sunniviisilise piiramise teraapiaks" (kus olete sunnitud kasutama "halba" kätt, samal ajal kui teise käe liikumine on piiratud), kasutamine viib halli aine mahu suurenemiseni motoorses piirkonnas, muudab kahjustatud külgnevaid piirkondi nii, et need võtavad üle selle funktsioonid ja isegi sunnivad kontralateraalset poolkera taastumises osalema. Aju juhib end ümber, et kohaneda uute oludega ja see teoks teha parim viis. Alati ei lähe aga nii hästi. Mõnikord võib aju sassi keerata ja hätta jääda – see on minu jaoks fantoomvaludest. Olete ilmselt kuulnud inimestest, kellel on endiselt amputeeritud käe või jala tunne. See on ka meie rahutu plastilise aju teene, kuigi seda protsessi pole 100% uuritud. Üks üldtunnustatud teooriatest ütleb, et somatosensoorse ajukoore piirkond, mis külgneb puuduva jäseme funktsioonide eest vastutava piirkonnaga, haarab kinni uus võimalus ja täidab vaba koha. Näiteks näo piirkond asub käte piirkonna kõrval. Ja kui kaotate oma käe, võtab näopiirkond oma naabri asemele ja tajub kõiki näo aistinguid kahekordselt: nii põselt kui ka olematust pöidlast.

Saab selgeks, et me ei piirdu kaartidega, mille loodus meile andis: mõnda neist on võimalik muuta (ja seda ei peeta isegi petmiseks). Aju peegeldab meie keskkonda, meie otsuseid, emotsioone ja elustiili ning tegelikult pole kunagi liiga hilja seda kõike muuta.

Kui me õpime või saame uus kogemus, aju määrab sarja närviühendused. Need närviahelad on teed, mille kaudu neuronid vahetavad üksteisega teavet.

Struktuur ja korraldus

"Aju plastilisus viitab närvisüsteemi võimele muuta oma struktuuri ja funktsiooni elu jooksul vastusena mitmekesisusele. keskkond. Seda terminit pole nii lihtne defineerida, kuigi praegu kasutatakse seda laialdaselt psühholoogias ja neuroteaduses. Seda kasutatakse muudatustele viitamiseks erinevad tasemed närvisüsteem: molekulaarstruktuurides, muutused geeniekspressioonis ja käitumises".

Neuroplastilisus võimaldab neuronitel taastuda nii anatoomiliselt kui ka funktsionaalselt, samuti luua uusi sünaptilisi ühendusi.

Neuraalne plastilisus on aju võime paraneda ja ümberstruktureerida. See närvisüsteemi adaptiivne potentsiaal võimaldab ajul taastuda vigastustest ja häiretest ning vähendada ka sellistest patoloogiatest põhjustatud struktuurimuutuste mõju nagu hulgiskleroos, Parkinsoni tõbi, kognitiivsed häired, Alzheimeri tõbi, düsleksia, ADHD, unetus täiskasvanutel, unetus lastel jne.

Uuringud on näidanud, et see kliiniline treeningprogramm aktiveerib ja tugevdab aju plastilisust. Alloleval joonisel on näha, kuidas närvivõrk areneb pideva ja sobiva kognitiivse stimulatsiooni tulemusena.

Närvivõrgud enne treeningut, Närvivõrgud pärast 2-nädalast kognitiivset stimulatsiooni, Närvivõrgud pärast 2-kuulist kognitiivset stimulatsiooni

Sünaptiline plastilisus

Kui me õpime või kogeme uusi asju, loob aju rea närviühendusi. Need närviahelad on teed, mille kaudu neuronid vahetavad üksteisega teavet. Need rajad tekivad ajus õppimise ja harjutamise käigus, nagu näiteks mägedes tekib rada, kui karjane seda igapäevaselt oma karjaga mööda kõnnib. Neuronid suhtlevad üksteisega ühenduste kaudu, mida nimetatakse sünapsideks, ja need suhtlusteed võivad elu jooksul taastuda.

Iga kord, kui omandame uusi teadmisi (pideva harjutamise kaudu), paraneb suhtlus või sünaptiline ülekanne protsessis osalevate neuronite vahel.

Parem side neuronite vahel tähendab, et elektrilisi signaale edastatakse tõhusamalt kogu uuel teel. Näiteks kui proovite ära tunda, milline lind laulab, tekivad mõnede neuronite vahel uued ühendused. Niisiis määravad nägemiskoore neuronid linnu värvi, kuulmiskoor - selle laulu ja teised neuronid - linnu nime. Seega tuleb linnu tuvastamiseks korduvalt võrrelda tema värvi, häält, nime. Iga uue katsega närviringi naasmisel ja protsessis osalevate neuronite vahelise närviülekande taastamisel sünaptilise ülekande efektiivsus suureneb. Seega paraneb side vastavate neuronite vahel ning tunnetusprotsess on iga korraga kiirem. Sünaptiline plastilisus on inimese aju plastilisuse alus.

neurogenees

Pärast 1944. aastat ja eriti viimastel aastatel oli neurogeneesi olemasolu teaduslikult tõestatud ja tänapäeval teame, mis juhtub, kui tüvirakud ( eriline liik dentate gyrus, hipokampuses ja võib-olla ka prefrontaalses ajukoores asuvad rakud jagunevad kaheks rakuks: tüvirakuks ja rakuks, mis muutub täisväärtuslikuks neuroniks koos aksonite ja dendriitidega. Pärast seda migreeruvad uued neuronid erinevaid valdkondi(sealhulgas üksteisest kaugel) aju sinna, kus neid vajatakse, säilitades seeläbi aju närvivõime. On teada, et nii loomadel kui ka inimestel on neuronite äkksurm (näiteks pärast hemorraagiat) võimas stiimul neurogeneesi protsessi käivitamiseks.

Funktsionaalne kompenseeriv plastilisus

Neuroteadustealane kirjandus on laialdaselt käsitlenud vananemisega kaasnevat kognitiivse languse teemat ja selgitanud, miks vanematel inimestel on väiksem kognitiivne jõudlus kui noortel. Üllataval kombel ei näita kõik vanemad inimesed kehva sooritusvõimet: mõnel läheb sama hästi kui noorematel.

Neid ootamatult erinevaid tulemusi samaealiste inimeste alarühmas uuriti teaduslikult, mille tulemusena leiti, et töötlemisel uut teavet vanemad inimesed, kellel on suurem kognitiivne jõudlus, kasutavad samu ajupiirkondi kui nooremad, aga ka teisi ajupiirkondi, mida ei kasuta ei noored ega teised vanemad katses osalejad.

Seda eakate aju ülekasutamise nähtust on uurinud teadlased, kes jõudsid järeldusele, et uute kognitiivsete ressursside kasutamine toimub osana kompensatsioonistrateegiast. Vananemise ja sünaptilise plastilisuse vähenemise tulemusena hakkab aju oma plastilisust demonstreerides oma neurokognitiivseid võrgustikke ümber korraldama. Uuringud on näidanud, et aju jõuab selle funktsionaalse otsuseni, aktiveerides teisi närvirajad, hõlmates sagedamini mõlema poolkera piirkondi (mis on tavaliselt iseloomulik ainult noorematele inimestele).

Toimimine ja käitumine: õppimine, kogemused ja keskkond

Oleme arvestanud, et plastilisus on aju võime muuta oma bioloogilisi, keemilisi ja füüsilised omadused.Muutub aga mitte ainult aju – muutub ka kogu organismi käitumine ja talitlus. Viimastel aastatel oleme õppinud, et geneetilised või sünaptilised ajuhäired tekivad nii vananemise kui ka suure hulga keskkonnateguritega kokkupuute tagajärjel. Eriti olulised on avastused aju plastilisusest, samuti selle haavatavusest erinevate häirete tagajärjel.

Aju õpib kogu meie elu – igal hetkel ja vastavalt sellele erinevad põhjused saame uusi teadmisi. Näiteks omandavad lapsed tohutul hulgal uusi teadmisi, mis kutsub esile olulisi muutusi aju struktuurid intensiivse õppimise perioodidel. Uusi teadmisi võib saada ka näiteks kahjustuse või verejooksu tagajärjel kogetud neuroloogilise trauma tagajärjel, kui kahjustatud ajuosa funktsioonid on häiritud ja uuesti on vaja õppida. On ka teadmistejanu inimesi, mille jaoks on vaja pidevalt õppida.

Seoses tohutu hulk asjaoludel, mille korral võib olla vajalik uus koolitus, siis me ei tea, kas kas aju muutub iga kord?

Teadlased usuvad, et see pole nii. Näib, et aju omandab uusi teadmisi ja näitab oma plastilisuse potentsiaali, kui uued teadmised aitavad käitumist parandada. See tähendab, et füsioloogilised muutused aju nõuab, et õppimine tooks kaasa käitumuslikud muutused. Ehk siis uusi teadmisi tuleb vaja minna. Näiteks teadmised teisest ellujäämisviisist. Tõenäoliselt mängib siin rolli kasulikkuse aste. Eelkõige aitavad need arendada aju plastilisust. interaktiivsed mängud. On näidatud, et see õppevorm suurendab prefrontaalse ajukoore (PFC) aktiivsust. Lisaks on kasulik mängida positiivse tugevdamise ja tasuga, mida traditsiooniliselt kasutatakse laste õpetamisel.

Aju plastilisuse rakendamise tingimused

Millal, millisel eluhetkel on aju kõige vastuvõtlikum keskkonnategurite mõjul toimuvatele muutustele? Aju plastilisus näib olevat vanusest sõltuv ja olenevalt katsealuse vanusest on veel palju avastusi keskkonna mõju kohta sellele.

Siiski oleme sellest teadlikud vaimne tegevus nii tervetel eakatel kui ka neurodegeneratiivset haigust põdevatel eakatel inimestel on positiivne mõju neuroplastilisusele. Oluline on see, et aju on juba enne inimese sündi allutatud nii positiivsetele kui negatiivsetele muutustele. Loomkatsed on näidanud, et kui tulevasi emasid ümbritsevad positiivsed stiimulid, moodustavad beebid teatud ajupiirkondades rohkem sünapse. Ja vastupidi, kui raseduse ajal lülitati sisse ere valgus, mis viis nad stressiseisundisse, vähenes loote prefrontaalses ajukoores (PFC) neuronite arv. Lisaks näib PFC olevat keskkonnamõjude suhtes tundlikum kui ülejäänud aju.

Nende katsete tulemused on tähtsust argumendis loodus versus keskkond, kuna need näitavad, et keskkond võib muuta neuronaalse geeni ekspressiooni.

Kuidas aju plastilisus aja jooksul areneb ja mis on selle keskkonnamõjude tagajärg? See küsimus on teraapia jaoks kõige olulisem.

Läbiviidud geneetilised uuringud loomad on näidanud, et mõned geenid muutuvad isegi pärast lühikest kokkupuudet, teised - rohkema mõju tõttu pikaajaline kokkupuude, samas on ka geene, mida ei saanud kuidagi mõjutada ja isegi kui see oli võimalik, naasid nad selle tulemusel siiski oma algsesse olekusse.

Kuigi termin aju plastilisus kannab endas positiivset varjundit, siis tegelikult peame plastilisuse all silmas ka negatiivseid muutusi ajus, mis on seotud talitlushäirete ja häiretega. Kognitiivne treening on väga kasulik aju positiivse plastilisuse stimuleerimisel. Süstemaatiliste harjutuste abil saate luua uusi närviahelaid ja parandada neuronite vahelisi sünaptilisi ühendusi. Kuid nagu me varem märkisime, Aju ei õpi tõhusalt, kui õppimine ei ole rahuldust pakkuv. Seetõttu on õppimisel oluline seada ja saavutada oma isiklikud eesmärgid.. avaldatud

"Aju plastilisus viitab närvisüsteemi võimele muuta oma struktuuri ja funktsiooni elu jooksul, reageerides keskkonna mitmekesisusele. Seda terminit ei ole nii lihtne defineerida, kuigi seda kasutatakse praegu laialdaselt psühholoogias ja neuroteaduses. kasutatakse närvisüsteemi erinevatel tasanditel toimuvate muutuste tähistamiseks: molekulaarstruktuurides, muutustele geeniekspressioonis ja käitumises.

Neuroplastilisus võimaldab neuronitel taastuda nii anatoomiliselt kui ka funktsionaalselt, samuti luua uusi sünaptilisi ühendusi. Neuraalne plastilisus on aju võime paraneda ja ümberstruktureerida. See närvisüsteemi adaptiivne potentsiaal võimaldab ajul vigastustest ja häiretest taastuda ning võib vähendada ka sellistest patoloogiatest põhjustatud struktuurimuutuste mõju nagu hulgiskleroos, Parkinsoni tõbi, kognitiivsed häired, laste unetus jne.

Erinevad neuroteadlaste ja kognitiivpsühholoogide rühmad, kes uurivad sünaptilise plastilisuse ja neurogeneesi protsesse, on jõudnud järeldusele, et aju stimuleerimiseks ja treenimiseks mõeldud kognitiivsete kliiniliste harjutuste CogniFit aku soodustab uute sünapside ja närviahelate loomist, mis aitavad ümber korraldada ja taastada aju funktsiooni. kahjustatud piirkond ja kompenseerivate võimete ülekandmine. Uuringud on näidanud, et see kliiniline treeningprogramm aktiveerib ja tugevdab aju plastilisust. Alloleval joonisel on näha, kuidas närvivõrk areneb pideva ja sobiva kognitiivse stimulatsiooni tulemusena.

Närvivõrgud enne treeningudNärvivõrgud 2 nädala pärast kognitiivne stimulatsioonNärvivõrgud 2 kuu pärast kognitiivne stimulatsioon

Sünaptiline plastilisus

Kui me õpime või kogeme uusi asju, loob aju rea närviühendusi. Need närvivõrgud on teed, mille kaudu neuronid vahetavad üksteisega teavet. Need rajad tekivad ajus õppimise ja harjutamise käigus, nagu näiteks mägedes tekib rada, kui karjane seda igapäevaselt oma karjaga mööda kõnnib. Neuronid suhtlevad üksteisega ühenduste kaudu, mida nimetatakse sünapsideks, ja need suhtlusteed võivad elu jooksul taastuda. Iga kord, kui omandame uusi teadmisi (pideva harjutamise kaudu), paraneb suhtlus või sünaptiline ülekanne protsessis osalevate neuronite vahel. Parem side neuronite vahel tähendab, et elektrilisi signaale edastatakse tõhusamalt kogu uuel teel. Näiteks kui proovite ära tunda, milline lind laulab, tekivad mõnede neuronite vahel uued ühendused. Niisiis määravad nägemiskoore neuronid linnu värvi, kuulmiskoor - selle laulu ja teised neuronid - linnu nime. Seega tuleb linnu tuvastamiseks korduvalt võrrelda tema värvi, häält, nime. Iga uue katsega närviringi naasmisel ja protsessis osalevate neuronite vahelise närviülekande taastamisel sünaptilise ülekande efektiivsus suureneb. Seega paraneb side vastavate neuronite vahel ning tunnetusprotsess on iga korraga kiirem. Sünaptiline plastilisus on inimese aju plastilisuse alus.

neurogenees

Arvestades, et sünaptiline plastilisus saavutatakse olemasolevate neuronite vahelise sünapsi kommunikatsiooni parandamisega, viitab neurogenees uute neuronite sünnile ja paljunemisele ajus. Pikka aega peeti ideed neuronite taastumisest täiskasvanu ajus peaaegu ketserluseks. Teadlased uskusid, et närvirakud surevad ega taastu. Pärast 1944. aastat ja eriti viimastel aastatel on neurogeneesi olemasolu teaduslikult tõestatud ja tänapäeval teame, mis juhtub, kui tüvirakud (spetsiaalne rakud, mis asuvad dentate gyrus, hipokampuses ja võib-olla ka prefrontaalses ajukoores) jagunevad kaheks. rakud: tüvirakk ja rakk, mis muutub täisväärtuslikuks neuroniks koos aksonite ja dendriitidega. Pärast seda rändavad uued neuronid aju erinevatesse piirkondadesse (sh üksteisest kaugele), kuhu neid vajatakse, säilitades seeläbi aju närvivõime. On teada, et nii loomadel kui ka inimestel on neuronite äkksurm (näiteks pärast hemorraagiat) võimas stiimul neurogeneesi protsessi käivitamiseks.

Funktsionaalne kompenseeriv plastilisus

Neuroteadustealane kirjandus on laialdaselt käsitlenud vananemisega kaasneva kognitiivse languse teemat ja selgitanud, miks vanematel inimestel on väiksem kognitiivne jõudlus kui noortel. Üllataval kombel ei näita kõik vanemad inimesed kehva sooritusvõimet: mõnel läheb sama hästi kui noorematel. Neid ootamatult erinevaid tulemusi samaealiste inimeste alarühmas uuriti teaduslikult, mille tulemusena leiti, et uue info töötlemisel kasutavad suurema kognitiivse jõudlusega vanemad inimesed samu ajupiirkondi kui noored. nagu teisedki ajupiirkonnad. , mida ei kasuta ei noored ega teised vanemad katses osalejad. Seda eakate aju ülekasutamise nähtust on uurinud teadlased, kes jõudsid järeldusele, et uute kognitiivsete ressursside kasutamine toimub kompenseeriva strateegia osana. Vananemise ja sünaptilise plastilisuse vähenemise tulemusena hakkab aju oma plastilisust demonstreerides oma neurokognitiivseid võrgustikke ümber korraldama. Uuringud on näidanud, et aju jõuab selle funktsionaalse otsuseni, aktiveerides teisi närviradasid, haarates sagedamini mõlema poolkera piirkondi (mida leidub tavaliselt ainult noorematel inimestel).

Toimimine ja käitumine: õppimine, kogemused ja keskkond

Oleme mõelnud, et plastilisus on aju võime muuta oma bioloogilisi, keemilisi ja füüsikalisi omadusi. Muutub aga mitte ainult aju – muutub ka kogu organismi käitumine ja talitlus. Viimastel aastatel oleme õppinud, et geneetilised või sünaptilised ajuhäired tekivad nii vananemise kui ka suure hulga keskkonnateguritega kokkupuute tagajärjel. Eriti olulised on avastused aju plastilisusest, samuti selle haavatavusest erinevate häirete tagajärjel. Aju õpib kogu meie elu – igal ajal ja erinevatel põhjustel omandame uusi teadmisi. Näiteks omandavad lapsed tohututes kogustes uusi teadmisi, mis kutsub intensiivse õppimise hetkedel esile olulisi muutusi ajustruktuurides. Uusi teadmisi võib saada ka näiteks kahjustuse või verejooksu tagajärjel kogetud neuroloogilise trauma tagajärjel, kui kahjustatud ajuosa funktsioonid on häiritud ja uuesti on vaja õppida. On ka teadmistejanu inimesi, mille jaoks on vaja pidevalt õppida. Arvestades lugematuid asjaolusid, mille korral võib olla vaja uut õppimist, mõtleme, kas aju muutub iga kord? Teadlased usuvad, et see pole nii. Näib, et aju omandab uusi teadmisi ja näitab oma plastilisuse potentsiaali, kui uued teadmised aitavad käitumist parandada. See tähendab, et aju füsioloogiliste muutuste jaoks on vajalik, et õppimise tagajärjed oleksid käitumise muutused. Ehk siis uusi teadmisi tuleb vaja minna. Näiteks teadmised teisest ellujäämisviisist. Tõenäoliselt mängib siin rolli kasulikkuse aste. Eelkõige aitavad interaktiivsed mängud arendada aju plastilisust. On näidatud, et see õppevorm suurendab prefrontaalse ajukoore (PFC) aktiivsust. Lisaks on kasulik mängida positiivse tugevdamise ja tasuga, mida traditsiooniliselt kasutatakse laste õpetamisel.

Aju plastilisuse rakendamise tingimused

Millal, millisel eluhetkel on aju kõige vastuvõtlikum keskkonnategurite mõjul toimuvatele muutustele? Aju plastilisus näib olevat vanusest sõltuv ja olenevalt katsealuse vanusest on veel palju avastusi keskkonna mõju kohta sellele. Küll aga teame, et nii tervete eakate inimeste kui ka neurodegeneratiivset haigust põdevate vanemate inimeste vaimne aktiivsus avaldab positiivset mõju neuroplastilisusele. Oluline on see, et aju on juba enne inimese sündi allutatud nii positiivsetele kui negatiivsetele muutustele. Loomkatsed on näidanud, et kui tulevasi emasid ümbritsevad positiivsed stiimulid, moodustavad beebid teatud ajupiirkondades rohkem sünapse. Ja vastupidi, kui raseduse ajal lülitati sisse ere valgus, mis viis nad stressiseisundisse, vähenes loote prefrontaalses ajukoores (PFC) neuronite arv. Lisaks näib PFC olevat keskkonnamõjude suhtes tundlikum kui ülejäänud aju. Nende katsete tulemused on olulised looduse ja keskkonna arutelus, kuna need näitavad, et keskkond võib muuta neuronaalse geeni ekspressiooni. Kuidas aju plastilisus aja jooksul areneb ja mis on selle keskkonnamõjude tagajärg? See küsimus on teraapia jaoks kõige olulisem. Loomade geneetilised uuringud on näidanud, et mõned geenid muutuvad isegi lühikese kokkupuute tagajärjel, teised - pikema kokkupuute tagajärjel, samas on ka geene, mida ei saa kuidagi mõjutada, ja isegi kui nad muutuksid, nad pöördusid siiski tagasi oma algsesse olekusse. Kuigi termin aju plastilisus kannab endas positiivset varjundit, siis tegelikult peame plastilisuse all silmas ka negatiivseid muutusi ajus, mis on seotud talitlushäirete ja häiretega. Kognitiivne treening on väga kasulik aju positiivse plastilisuse stimuleerimisel. Süstemaatiliste harjutuste abil saate luua uusi närvivõrke ja parandada neuronite vahelisi sünaptilisi ühendusi. Kuid nagu me varem märkisime, ei õpi aju tõhusalt, kui õppimine ei ole rahuldust pakkuv. Seetõttu on õppimisel oluline seada ja saavutada oma isiklikud eesmärgid.

1] Definitsioon on võetud: Kolb, B., Mohamed, A., & Gibb, R., Otsi aju plastilisuse aluseks olevaid tegureid normaalsetes ja kahjustatud olekutes, Revista de Trastornos de la Comunicación (2010), doi: 10.1016/ j. jcomdis.2011.04 0.007 See jaotis on tuletatud teosest Kolb, B., Mohamed, A., & Gibb, R., Finding the Factors Underlying Underlying Brain Plasticity in Normal and Damaged Conditions, Revista de Trastornos de la Comunicación (2010), doi: 10. /j. jcomdis.2011.04.007