Co to jest neuroplastyczność?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Dr Lara Boyd zapewnia nas, że po jej wykładzie nasze mózgi już nigdy nie będą takie same. Podczas naukowego wykładu TEDx opowiada o tym, jak zmieniamy nasz mózg za pomocą każdej umiejętności, wyjaśnia, w jaki sposób i kiedy mózg danej osoby jest wyjątkowy, dlaczego niektórym jest to łatwiejsze niż innym i jak sprawić, by nasze mózgi były takie, jak chcesz.

Wiedza o mózgu rozwija się dzisiaj w ekscytującym tempie, a fizjoterapeutka i neurobiolog Lara Boyd stoi na czele tego odkrycia. Od 2006 roku związana z University of British Columbia, gdzie zajmuje się badaniami z zakresu neuronauki i motoryki. Od tego czasu założyła Brain Behavior Lab, zrekrutowała i przeszkoliła ponad 40 doktorantów, opublikowała ponad 80 artykułów i otrzymała ponad 5 milionów dolarów dofinansowania.

Pisma Lary Boyd prowadzą do opracowania nowych, bardziej skutecznych metod leczenia osób z uszkodzeniem mózgu, a także znajdują szersze zastosowanie. Wyjaśniają na przykład, dlaczego niektóre dzieci rozwijają się w tradycyjnej edukacji, a inne nie, dlaczego zachowanie jest głównym motorem zmian w mózgu i dlaczego nie ma pigułek neuroplastycznych.

Lara Boyd: Ten film zmieni twój mózg (transkrypcja poniżej):

Więc jak się uczymy? I dlaczego niektórym łatwiej jest studiować niż innym? Jak powiedziałem, jestem dr Lara Boyd, która prowadzi badania mózgu na Uniwersytecie Kolumbii Brytyjskiej i te pytania mnie prześladują.

Badanie aktywności mózgu otwiera perspektywy zarówno na zrozumienie fizjologii człowieka, jak i na pytanie: co czyni nas tym, kim jesteśmy?

To niesamowity czas dla naukowców zajmujących się mózgiem i założę się, że mam najciekawszą pracę w historii. Sposób, w jaki myślimy o mózgu, zmienia się w zawrotnym tempie. Wiele z nich okazało się niepoprawnych lub niekompletnych. Niektóre nieporozumienia są bardziej oczywiste, na przykład uważaliśmy, że mózg może się zmienić tylko w dzieciństwie, a teraz okazało się, że to czysty nonsens.

Błędne jest również przekonanie, że człowiek zwykle używa tylko niektórych części mózgu, a gdy nie jest niczym zajęty, jego mózg również jest nieaktywny. To też wcale nie jest prawdą. Okazuje się, że nawet gdy odpoczywamy i o niczym nie myślimy, mózg jest bardzo aktywny. Technologie takie jak MRI umożliwiły nam dokonanie tych i wielu innych ważnych odkryć. Być może najbardziej ekscytującym, interesującym i rewolucyjnym odkryciem było to, że za każdym razem, gdy zdobywasz nową wiedzę lub umiejętności, zmieniasz swój mózg. Nazywa się to neuroplastycznością.

Kilka lat temu uważano, że po okresie dojrzewania mózg może zmienić się tylko na gorsze, komórki umierają z wiekiem lub z powodu uszkodzeń, na przykład udaru. Jednak badania ujawniły zaskakującą liczbę przykładów transformacji mózgu u dorosłych. Potem okazało się, że nasze zachowanie wpływa na zmiany w mózgu. A te zmiany nie zależą od wieku. Dobre wieści. W rzeczywistości zachodzą one przez całe życie i, co bardzo ważne, procesy reorganizacyjne przyczyniają się do regeneracji mózgu po uszkodzeniu.

Neuroplastyczność jest kluczem do wszelkich zmian. Co to jest? Aby skonsolidować otrzymane informacje, mózg zmienia się w trzech kierunkach:

1. Chemiczny. W rzeczywistości praca mózgu polega na przekazywaniu sygnałów chemicznych między komórkami, zwanymi neuronami, co wyzwala szereg reakcji. Aby zdobyta wiedza została zachowana, mózg zwiększa liczbę lub koncentrację sygnałów chemicznych, które wymieniają neurony. Ponieważ zmiany te zachodzą szybko, przyczyniają się do pamięci krótkotrwałej lub krótkotrwałej poprawy funkcji motorycznych.

2. Drugi sposób zmiany mózgu w celu wzmocnienia uczenia się ma charakter strukturalny. Oznacza to, że podczas uczenia się mózg zmienia połączenie między neuronami, zmienia się fizyczna struktura mózgu, co oczywiście zajmuje więcej czasu. Zmiany te są związane z pamięcią długotrwałą i długotrwałą poprawą zdolności motorycznych.

Te procesy są ze sobą powiązane. Dam ci przykład. Wszyscy nauczyliśmy się w pewnym momencie nowych umiejętności motorycznych, takich jak gra na pianinie lub żonglowanie. I podczas jednej próby dano ci to coraz lepiej i pomyślałeś: zrobiłem to. A następnym razem, może następnego dnia, wszystkie osiągnięcia zostały stracone. Dlaczego? Mózg przez krótki czas zwiększył intensywność wymiany sygnałów chemicznych, ale z jakiegoś powodu zmiany te nie spowodowały zmian strukturalnych niezbędnych dla pamięci długotrwałej. Pamiętaj, zapisywanie wspomnień w pamięci długotrwałej nie jest procesem chwilowym. Wynik krótkoterminowy jeszcze się nie uczy. Zmiany fizyczne wzmacniają wspomnienia długoterminowe. A zmiany chemiczne są krótkotrwałe.

Zmiany strukturalne mogą również prowadzić do tworzenia sieci łączących różne obszary mózgu w celu wzmocnienia uczenia się. Niektóre obszary mózgu, które są odpowiedzialne za określone zachowanie, mogą rosnąć lub zmieniać strukturę. Kilka przykładów. Osoby czytające Braille'a mają powiększony obszar czuciowy mózgu, który odpowiada za wrażliwość palców. Jeśli jesteś praworęczny, masz większy obszar mózgu odpowiedzialny za twoją dominującą rękę niż ten po prawej stronie. Badania wykazały, że taksówkarze, którzy wypełniają mapę Londynu w celu uzyskania prawa jazdy, mają powiększone obszary mózgu związane ze wspomnieniami przestrzennymi lub kartograficznymi.

3. A ostatni sposób na zmianę mózgu w celu naprawy informacji jest funkcjonalny.

Wykorzystany obszar mózgu staje się wrażliwy i łatwiejszy do ponownego użycia. A wraz z pojawieniem się obszarów o zwiększonej pobudliwości w mózgu, już reguluje, jak i kiedy je aktywować.

Podczas procesu uczenia się widzimy, jak całe bloki mózgu są aktywowane i zmieniane. W ten sposób zmiany chemiczne, strukturalne i funkcjonalne wspierają neuroplastyczność. I zdarzają się w całym mózgu. Mogą występować osobno, ale najczęściej są ze sobą powiązane. Razem wzmacniają efekt uczenia się i dzieje się tak cały czas.

Więc powiedziałem ci, jak niesamowicie neuroplastyczne są nasze mózgi. Dlaczego uczenie się czegoś jest takie trudne? Dlaczego dzieci nie zawsze dobrze sobie radzą w szkole? Dlaczego z wiekiem stajemy się coraz bardziej zapominalscy? I dlaczego nie możemy w pełni wyzdrowieć po uszkodzeniu mózgu? Jakie procesy pomagają lub utrudniają neuroplastyczność? To właśnie studiuję. W szczególności badam, w jaki sposób odnosi się to do powrotu do zdrowia po udarze.

Ostatnio udar przesunął się z trzeciego na czwarte miejsce na liście głównych przyczyn zgonów w Stanach Zjednoczonych. Świetna wiadomość, co? Tylko w rzeczywistości liczba ofiar udaru nie zmniejszyła się. Tyle, że po ciężkim udarze staliśmy się lepiej zdolni do utrzymania życia. Pomoc mózgowi w powrocie do zdrowia po udarze okazała się trudna, a mówiąc szczerze, nie udało nam się wypracować skutecznego sposobu rehabilitacji. Jedno jest pewne: udar jest główną przyczyną niepełnosprawności dorosłych na całym świecie.

Coraz więcej młodych ludzi cierpi na udary, co oznacza, że żyją dłużej z niepełnosprawnością. A nasze badania pokazują, że jakość życia Kanadyjczyków z udarem pogorszyła się. Dlatego jasne jest, że musisz zrobić więcej, aby pomóc ludziom wyzdrowieć po udarze. To poważny problem społeczny i nie możemy go rozwiązać.

Co można zrobić? Jedno jest jasne: głównym motorem zmian neuroplastycznych jest twoje zachowanie. Problem w tym, że potrzeba dużo praktyki, swojej aktywności, aby nabyć nowych umiejętności motorycznych lub odbudować stare. A uzyskanie wystarczającej ilości aktywnych praktyk jest trudne i kosztowne. Dlatego moje podejście badawcze polega na opracowywaniu terapii, które przygotowują mózg do uczenia się. Należą do nich stymulacja mózgu, ćwiczenia i robotyka.

Badania wyjaśniły mi, że główną przeszkodą w opracowywaniu terapii przyspieszających powrót do zdrowia po udarze jest różnorodność modeli neuroplastyczności u ludzi. Ta różnorodność doprowadza mnie do szału jako badacza, przez co niezwykle trudno jest wykorzystać statystyki do testowania danych i pomysłów. Dlatego badania medyczne mają na celu zminimalizowanie różnicy. Moje badania ujawniły jednak tę różnorodność w najważniejszych, najbardziej pouczających danych, jakie zebraliśmy.

Wiele nauczyliśmy się badając mózg po udarze i myślę, że te lekcje są przydatne w innych dziedzinach. Pierwsza lekcja jest taka, że głównym motorem zmian w mózgu jest zachowanie. I dlatego nie ma pigułek neuroplastycznych. Nic tak nie pomoże w nauce jak praktyka. Więc nadal musisz pracować. Co więcej, moje badania dowiodły, że większa trudność, większy stres podczas ćwiczeń prowadzi do lepszej nauki i większych zmian strukturalnych w mózgu.

Problem w tym, że neuroplastyczność to miecz obosieczny. Ma pozytywny wpływ, gdy uczysz się czegoś nowego lub doskonalisz umiejętności motoryczne, a negatywny, gdy zapominasz o tym, co wiesz, uzależniony od narkotyków, prawdopodobnie z powodu przewlekłego bólu. Mózg jest więc niezwykle plastyczny i wszystko, co robisz, a także wszystko, czego nie robisz, kształtuje go zarówno strukturalnie, jak i funkcjonalnie.

Drugą lekcją, jakiej się nauczyliśmy, jest to, że nie ma jednego uniwersalnego podejścia do uczenia się, więc nie ma przepisu na to, jak się uczyć. Na przykład wielu uważa, że nauka nowej umiejętności motorycznej wymaga godzin treningu. Zapewniam, że to nie takie proste. Niektórzy będą potrzebować więcej praktyki, podczas gdy inni będą potrzebować znacznie mniej.

Praca nad naszymi plastikowymi mózgami to zbyt wyjątkowa praca, aby istniało jedno podejście, które działa dla wszystkich. Zdając sobie z tego sprawę, wpadliśmy na pomysł leczenia zindywidualizowanego. Oznacza to, że w celu uzyskania optymalnych wyników każda osoba wymaga własnych środków. Ta myśl pochodziła z doświadczenia leczenia raka. Wtedy okazało się, że genetyka jest bardzo ważna przy wyborze rodzaju chemioterapii w leczeniu określonej postaci raka. Moje badania wykazały, że to podejście ma zastosowanie również do powrotu do zdrowia po udarze.

Istnieją pewne cechy struktury i funkcji mózgu, biomarkery. Są bardzo pomocne w dostosowaniu terapii do indywidualnych potrzeb. Wyniki z mojego laboratorium pokazują, że pewne kombinacje biomarkerów mogą przewidywać zmiany neuroplastyczne i wzorce powrotu do zdrowia po udarze, co nie jest zaskakujące, biorąc pod uwagę złożoność ludzkiego mózgu.

Myślę jednak również, że tę koncepcję można rozpatrywać znacznie szerzej. Biorąc pod uwagę wyjątkowość budowy i funkcji mózgu, to, czego nauczyliśmy się o neuroplastyczności po udarze, dotyczy każdego. Zachowanie w życiu codziennym jest bardzo ważne. Wpływa na mózg.

Uważam, że należy brać pod uwagę nie tylko indywidualne traktowanie, ale także indywidualny trening. Wyjątkowość mózgu przejawia się w człowieku, kiedy uczy i kiedy się uczy. Ten pomysł pomógł nam zrozumieć, dlaczego niektóre dzieci dobrze prosperują w tradycyjnej edukacji, a inne nie. Dlaczego dla niektórych języki są łatwe, podczas gdy inni wybierają dowolny rodzaj sportu i robią to, co najlepsze. Więc kiedy dzisiaj opuścisz ten pokój, twój mózg nie będzie już taki sam, jak tego ranka, kiedy wszedłeś. I myślę, że to po prostu niesamowite. Ale mózg każdego z was zmieni się na swój własny sposób.

Zrozumienie tych różnic, tych osobistych wzorców, tej różnorodności zmian pozwoli na znaczny postęp w dziedzinie neuronauki. Pozwoli to na opracowanie nowych, bardziej skutecznych środków, które pomogą znaleźć odpowiednich uczniów i nauczycieli, pacjentów i metody leczenia.

Dotyczy to nie tylko powrotu do zdrowia po udarze, ale każdego z nas jako rodzica, nauczyciela, lidera, a także, ponieważ jesteś tu dzisiaj na TEDx, jako wieczny uczeń.

Dowiedz się, jak i czego najefektywniej się uczysz. Powtarzaj to, co jest dobre dla mózgu i odrzuć złe nawyki i nieefektywne zachowania. Ćwiczyć. Uczenie się to praca, której potrzebuje Twój mózg. Więc najlepsza strategia jest inna dla każdego. Wiesz, nawet dla jednej osoby te strategie mogą być różne w odniesieniu do różnych umiejętności. Nauka muzyki może być łatwa, ale jazda na snowboardzie może być znacznie trudniejsza.

Mam nadzieję, że wyjedziesz dzisiaj z nowym zrozumieniem tego, jak wspaniały jest twój mózg. Świat wokół Ciebie nieustannie kształtuje Ciebie i Twój plastikowy mózg. Zrozum, że twój mózg zmienia się z powodu tego, co robisz, z czym się zmagasz i wszystkiego, czego doświadczasz. To może być najlepsze, ale może być najgorsze. Więc śmiało stwórz swój mózg tak, jak chcesz. Wielkie dzięki.