Нейропластичность, представляющая собой способность человеческого мозга изменяться и адаптироваться, уже давно находится в центре внимания научного сообщества и завораживает воображение многих людей. Эта концепция вселяет надежду и восхищение, когда мы слышим невероятные истории, например, о том, как у слепых развиваются обострённые чувства, позволяющие им ориентироваться в пространстве или у лиц, перенёсших инсульт, чудесным образом восстанавливаются двигательные способности, считавшиеся безвозвратно утраченными.
В своё время Майкл Мерцених продемонстрировал, что мозг взрослого человека не является неизменной структурой, как это считалось ранее. В экспериментах он наблюдал, как после ампутации пальцев у обезьяны кортикальные сенсорные зоны, первоначально отвечавшие за их контроль, стали реагировать на соседние пальцы. В своём отчёте Мерцених описал процесс расширения областей коры, занятие или «захват» ими коркового пространства, которое ранее отвечало за обработку информации от ампутированных пальцев.
Эти результаты были интерпретированы, как свидетельство того, что мозг взрослого человека действительно может перенастраивать свою структуру в ответ на изменения сенсорной информации. Появившаяся теория была одновременно захватывающей, полной потенциала и оптимизма в плане улучшения процессов восстановления мозга.
В течение многих лет широко признавалось мнение о том, что такие проблемы, как слепота, глухота, ампутация конечностей или инсульт приводят к драматическим изменениям в функциях центральной нервной системы. Существовала и активно транслировалась гипотеза о том, что мозг человека является очень лабильным, способным к радикальной реорганизации с целью компенсации утраченных способностей. В ответ на травму или возникший дефицит функций мозг раскрывает неиспользованные потенциалы, перенастраивается для достижения новых целей и самостоятельно перепрофилирует свои регионы для достижения новых возможностей. Такая идея пересекается с широко распространённым, хотя по своей сути ложным мифом о том, что человек использует только 10% мозга, предполагая, что существуют обширные нервные резервы, которые возможно активировать и использовать в необходимый момент.
Но насколько подобное предположение об адаптивных способностей мозга к реорганизации соответствует реальности? Действительно ли мы способны задействовать резервы неиспользованного потенциала мозга после травмы, или эти увлекательные истории привели к неправильному пониманию истинной пластичной природы мозга?
Джон Кракауэр из Университета Джона Хопкинса и Тамар Макин из Кембриджского университета проанализировали проведённые ранее нейробиологические исследования и подвергли скрупулёзной переоценке сложившиеся убеждения о кортикальной реорганизации и нейропластичности. Они предлагают новый убедительный взгляд на то, как мозг адаптируется к изменениям и бросают вызов некоторым популярным представлениям о гибкой и лёгкой способности мозга к восстановлению.
Изначально, данное, как теперь считают Кракауэр и Макин, заблуждение было основано на исследованиях выдающихся нейробиологов, лауреатов Нобелевской премии Дэвида Хьюбела и Торстена Визеля, которые исследовали «глазное доминирование» у котят. Эксперименты заключались в зашивании века одного глаза и наблюдении за происходящими изменениями в зрительной коре. Учёные обнаружили, что её нейроны, ранее отвечавшие на сигналы, идущие от закрытого глаза, начали больше реагировать на сигналы открытого глаза. Этот сдвиг в доминировании был воспринят, как явный признак способности мозга реорганизовывать свои пути сенсорной обработки информации в ответ на изменённые условия её получения в раннем возрасте. Однако, когда Хьюбел и Визель повторили эксперименты на взрослых кошках, они уже не смогли воспроизвести эти глубокие изменения нейронной сенсорики, а значит мозг взрослых гораздо менее пластичен.
В целом ряде работ, посвящённых сенсорной депривации и травмам головного мозга, выделялся процесс, называемый «переназначением» мозга, при котором он может перераспределять одну свою зону – например, принадлежащую определённому пальцу или глазу – для поддержки другого пальца или глаза. В частности, при возникшей слепоте предполагалось, что зрительная кора перепрофилируется для поддержки и улучшения слуховых, осязательных и обонятельных способностей, которые часто обострены у слепых людей. Эта идея выходит за рамки простой адаптации или пластичности существующей области мозга, отвечающей за конкретную функцию. Она подразумевает полное перепрофилирование областей мозга. Однако исследование Кракауэра и Макина даёт этому несколько иное объяснение.
Руководствуясь смесью любопытства и скептицизма, учёные выбрали 10 наиболее типичных примеров реорганизации в области нейробиологии и пересмотрели опубликованные данные с новой точки зрения. Они утверждают, что в успешных случаях реабилитации часто наблюдается не создание мозгом новых функций в ранее несвязанных между собой областях. Вместо этого речь идёт, скорее, об использовании скрытых способностей, которые присутствовали ещё с рождения. И именно это различие имеет решающее значение, означая, что способность мозга адаптироваться к травмам обычно не предполагает захват новых нейронных территорий для совершенно других целей. Например, в случае исследований Мерцениха на обезьянах и работы Хьюбела и Визеля с котятами более тщательное изучение методов и результатов выявляет более тонкую картину адаптивности мозга. В первом случае области коры не начали обрабатывать совершенно новые виды информации. Скорее, данные способности обработки сигналов от других пальцев имелись в исследуемой области мозга ещё до ампутации. На них просто не обратили особого внимания, потому что эти способности были значительно слабее, чем те, что имелись на пальцах, которые собирались ампутировать.
Точно так же в экспериментах Хьюбела и Визеля изменение зрительного доминирования у котят не означало появления новых зрительных способностей. Вместо этого произошла корректировка способа обработки информации противоположного глаза в существующей зрительной коре. Нейроны, изначально настроенные на закрытый глаз, не приобрели принципиально новых возможностей, а, скорее, усилили свою реакцию на входные сигналы от открытого глаза. Кракауэр и Макин также не обнаружили убедительных доказательств того, что зрительная кора людей, родившихся слепыми, или неповреждённая кора головного мозга людей, перенёсших инсульт, развили новую функциональную способность, которая не существовала бы у них с рождения.
Новый подход к вопросу нейропластичности предполагает, что интерпретация способности мозга к резкой реорганизации посредством перенастройки на самом деле может быть примером его способности совершенствовать уже существующие входные данные. Вместо того чтобы полностью перепрофилировать области для новых задач, мозг с большей вероятностью улучшит или изменит свою ранее существовавшую архитектуру. Это новое определение нейропластичности подразумевает, что адаптивность мозга характеризуется не бесконечным потенциалом изменений, а стратегическим и эффективным использованием уже существующих ресурсов и возможностей. Хотя нейропластичность действительно является реально существующим и мощным атрибутом нашего мозга, её истинная природа и степень выраженности более ограничены и специфичны, чем широкие, радикальные изменения, часто изображающиеся в популярных повествованиях о чудесах восстановления утраченных функций. Их возможность к восстановлению заключается не в способности мозга подвергаться радикальной реорганизации, а в силе тренировки и обучения. Это и есть истинные механизмы нейропластичности. Чтобы слепой смог развить острые навыки эхолокации, а переживший инсульт, заново освоил двигательные функции, необходимы интенсивные, повторяющиеся, длительные тренировки. Именно процесс обучения является свидетельством замечательной, но ограниченной способности мозга к пластичности. Это медленный, постепенный путь, требующий настойчивых усилий и практики.
Исследования Кракауэра и Макина меняет сложившийся годами в нейробиологии взгляд на нейропластичность, однако они ни в коей мере не изменяют объективные результаты, наблюдаемые при этом феномене. Утраченные функции можно вернуть, в том числе, наблюдать успешную реабилитацию неврологических пациентов. Вопрос заключается лишь в механизмах их восстановления и в усилиях, которые для этого необходимо предпринять. И второе особенно важно. Не стоит надеяться на чудесное исцеление, путь к восстановлению лежит через упорные тренировки и веру в излечение, и достичь этого без приложения усилий на протяжении длительного времени невозможно.
Проведённый обширный анализ случаев, ранее трактовавшихся как «реорганизация», показывает, что в процессе адаптации мозга нет коротких или быстрых путей. Идея быстрого раскрытия заложенного потенциала мозга или использования огромных нереализованных резервов нейронных сетей, и соответственно, лечения неврологических расстройств – это скорее принятие желаемого за действительное, чем реальность.
Понимание истинной природы и пределов пластичности мозга имеет решающее значения как для формирования реалистичных ожиданий от пациентов, так и для руководства практикующим врачам в их реабилитационных подходах. Способность мозга адаптироваться хоть и удивительна, но ограничена внутренними ресурсами. Осознание этого даёт возможность оценить тяжёлую работу, стоящую за каждой историей выздоровления и соответствующим образом адаптировать наши стратегии.
Нейропластичность – это не царство волшебных преобразований, а путь самоотверженности, упорного постоянства и постепенного прогресса.
Также материалы по теме «Загадки мозга»:
Платформа Дзен по определённым причинам меняет алгоритмы показов, и теперь статьи канала Intellectus увидят только его подпиcчики. Если вы уверены, что подписаны на канал рекомендуется проверить это в связи с возможной автоматической отпиской.