Нейропластичность - или пластичность мозга - это способность мозга изменять свои связи или повторно подключаться. Без этой способности любой мозг, не только человеческий, не смог бы развиваться от младенчества до взрослой жизни или восстанавливаться после травмы мозга.
Особенностью мозга является то, что, в отличие от компьютера, он параллельно обрабатывает сенсорные и моторные сигналы. Он имеет множество нейронных путей, которые могут копировать функцию другого, так что небольшие ошибки в развитии или временная потеря функции из-за повреждения могут быть легко исправлены путем перенаправления сигналов по другому пути.
Проблема становится серьезной, когда ошибки в развитии значительны, например, при воздействии вирус Зика на развитие мозга в утробе матери или в результате повреждения в результате удара по голове или после инсульта. Тем не менее, даже в этих примерах при правильных условиях мозг может преодолеть невзгоды и восстановить некоторые функции.
Анатомия мозга гарантирует, что определенные области мозга выполняют определенные функции. Это то, что предопределено вашими генами. Например, есть область мозга, которая предназначена для движения правой руки. Повреждение этой части мозга нарушит движение правой руки. Но поскольку ощущения от руки обрабатываются другой частью мозга, вы можете чувствовать руку, но не можете ее двигать. Такое «модульное» устройство означает, что область мозга, не связанная с ощущениями или двигательной функцией, не может брать на себя новую роль. Другими словами, нейропластичность - это не синоним того, что мозг бесконечно податлив.
Частично способность организма восстанавливаться после повреждения мозга можно объяснить улучшением состояния поврежденной области мозга, но в большинстве случаев это результат нейропластичности - образования новых нейронных связей. В исследовании Caenorhabditis elegans , типа нематод, было обнаружено, что потеря осязания усиливает обоняние . Это говорит о том, что потеря одного чувства перекладывает другие. Хорошо известно, что у людей потеря зрения в раннем возрасте может усилить другие чувства, особенно слух .
Как и в случае с развивающимся младенцем, ключом к развитию новых связей является обогащение окружающей среды, основанное на сенсорных (зрительных, слуховых, тактильных, обонятельных) и двигательных стимулах. Чем больше сенсорной и моторной стимуляции получает человек, тем больше у него шансов выздороветь после травмы мозга. Например, некоторые из типов сенсорной
стимуляции,используемые для лечения пациентов с инсультом, включают обучение в виртуальной среде, музыкальную терапию и мысленную отработку физических движений.
Основная структура мозга определяется вашими генами еще до рождения. Но его дальнейшее развитие в значительной степени зависит от процесса, называемого пластичностью развития, когда процессы развития изменяют нейроны и синаптические связи. В незрелом мозге это включает создание или потерю синапсов, миграцию нейронов через развивающийся мозг или изменение маршрута и рост нейронов.
В зрелом мозге очень мало мест, где формируются новые нейроны. Исключениями являются зубчатая извилина гиппокампа (область, связанная с памятью и эмоциями), где генерируются новые нейроны, которые затем мигрируют в обонятельную луковицу (область, участвующая в обработке чувств. запаха). Хотя образование новых нейронов таким образом не считается примером нейропластичности, оно может способствовать восстановлению мозга после повреждений.
Выращивание, затем обрезка
По мере роста мозга отдельные нейроны созревают, сначала отправляя несколько ветвей (аксоны, которые передают информацию от нейрона, и дендриты, которые получают информацию), а затем увеличивая количество синаптических контактов с определенными связями.
При рождении каждый младенец нейрон в коре головного мозга имеет около 2500 синапсов. К двум-трем годам количество синапсов на нейрон увеличивается примерно до 15000, поскольку младенец исследует свой мир и осваивает новые навыки - процесс, называемый синаптогенезом. Но к зрелому возрасту количество синапсов уменьшается вдвое , так называемое синаптическое отсечение.
Спорный вопрос, сохраняет ли мозг способность увеличивать синаптогенез, но это может объяснить, почему агрессивное лечение после инсульта может обратить вспять повреждение, вызванное недостатком кровоснабжения определенной области мозга, путем усиления функции неповрежденных связей.
Прокладывая новые пути
Мы продолжаем иметь возможность изучать новые занятия, навыки или языки даже в пожилом возрасте. Эта сохраненная способность требует, чтобы в мозгу был доступен механизм запоминания, чтобы знания сохранялись с течением времени для последующего использования. Это еще один пример нейропластичности, который, скорее всего, включает структурные и биохимические изменения на уровне синапса.
Подкрепление или повторяющиеся действия в конечном итоге заставят мозг взрослого запомнить новую активность. По тому же механизму обогащенная и стимулирующая среда, предлагаемая поврежденному мозгу, в конечном итоге приведет к выздоровлению. Итак, если мозг настолько пластичен, почему не все, перенесшие инсульт, полностью восстанавливают свои функции? Ответ заключается в том, что это зависит от вашего возраста (у более молодого мозга больше шансов на выздоровление), размера поврежденной области и, что более важно, лечения, предлагаемого во время реабилитации.