CogniFit - Neuroplastičnost

"Plastičnost mozga se odnosi na sposobnost nervnog sisitema da promeni svoju strukturu i, svoju funkciju tokom života, kao reakcija na promene u okruženju. Iako se ovaj termin obično koristi u psihologiji i neuronauci, nije ga lako definisati i odnosi se na promene na različitim nivoima u nervnom sistemu, od promena na molekularnom nivou, kao što su promene u ekspresiji gena, do ponašanja."

Neuroplastičnost omogućava neuronima da se obnove kako anatomski, tako i funkcionalno i da stvore nove sinaptičke veze. Plastičnost mozga, odnosno neuroplastičnost, je sposobnost mozga da se oporavi i da se ponovo izgradi. Ova sposobnost prilagođavanja nervnog sistema omogućava mozgu da se oporavi nakon poremećaja ili povreda i da smanji efekte promena do kojih je došlo usled različitih bolesti kao što je Multipla Skleroza, Parkinsonova bolest, kognitivno oštećenje, Alchajmerova bolest, disleksija, ADHD, nesanica, itd.

Neuronske mreže pre treningaNeuronske mreže 2 nedelje nakon stimulacijeNeuronske mreže 2 meseca nakon stimulacije

Sinaptička plastičnost

Kada se uključi u učenje ili novo iskustvo, mozak uspostavlja neuronske puteve. Neuronski putevi ili kola su veze uspostavljene za komunikaciju između neurona. Ovi putevi se formiraju u mozgu kroz učenje i vežbu; kao što se i planinska staza formira kada pastir i njegovo stado svakodnevno prolaze i koriste istu maršrutu. Neuroni komuniciraju međusobno u mestu susretanja na neuronskoj putanji, sinapsi. Svaki put kada se stekne novo znanje (kroz obnavljanje i vežbanje), sinaptička veza ili transmisija između povezanih neurona je ojačana. Bolja komunikacija između neurona podrazumeva da kroz novouspostavljenu stazu električni signali putuju efikasnije. Na primer, kada pokušavamo da prepoznamo novu vrstu pticu, nove veze se kreiraju između određenih neurona. Neuroni u vizuelnom korteksu zabeležiće boju njenog vrata, dok će ostali u auditivnom korteksu zabeležiti njenu pesmu i zvuk i ostali, naziv ptice. Da bismo poznavali pticu, potrebno je prisećati se nanovo njenog naziva i atributa, boje i pesme. Povratkom na neuronsku vezu i ponovnim utvrđivanjem neuronske transmisije između povezanih neurona povećavaće se, uz svaki novi pokušaj, efikasnost sinaptičke transmisije. Kognicija je omogućila da komunikacija između pomenutih neurona bude olakšana i sve brža i brža. Sinaptička plastičnost može biti stub na kom počiva neverovatna prilagodljivost mozga.

Neurogeneza

Dok se sinaptička plastičnost ostvaruje kroz jačanje veza i sinapsi između postojećih neurona, neurogeneza se odnosi na rađanje i širenje novih neurona u mozgu. Na ideju o kontinuiranom rađanju neurona u mozgu odrasle osobe, se dugo gledalo sa nevericom. Naučnici su verovali da neuroni umiru i nisu nikada više zamenjeni novim neuronima. Od 1944, naročito poslednjih godina neurogeneza je postala naučno priznata i znamo da matične ćelije, posebne vrste ćelija locirane u gyrus dentatus-u, hipokampusu i eventualno u prefrontalnom korteksu, se dele na dve ćelije: matičnu ćeliju i ćeliju koja će postati neuron potpuno opremljen svojim neuritima i dendritima. Ovi novi neuroni se zatim sele čak i u udaljena područja mozga, tamo gde su potrebni, i na taj način omogućavaju mozgu da obnovi svoju zalihu neurona. Iz istraživanja sprovedenim na životinjama i ljudima poznato je da je iznenadna smrt neurona (na primer nakon moždanog udara) snažan okidač neurogeneze.

Funkcionalna Kompenzatorna Plastičnost

Neurobiološko propadanje koje prati proces starenja je zabeležen u istraživanjima i objašnjava zašto starije odrasle osobe imaju lošije rezultate na testovima neurokognitivnih sposobnosti u odnosu na mlađe odrasle osobe. Iznenađujuće, lošije rezultate ne pokazuju sve starije odrasle osobe. Neki ostvaruju dobre rezultate kao i njihove mlađe kolege. Ovakva neočekivana prednost kod ove podgrupe starijih pojedinaca je bila naučno istražena i potvrđeno je da, kada obrađuju novu informaciju, starije odrasle osobe koje su pokazale bolje rezultate aktiviraju ista područja mozga kao i mlađe odrasle osobe, ali takođe se aktiviraju i dodatna područja mozga koje mlađe odrasle osobe i starije odrasle osobe sa lošijim rezultatima ne aktiviraju. Istraživači su proučavali ovo dodatno angažovanje delova mozga kod starijih odraslih osoba sa boljim rezultatima i došli do opšteg zaključka da dopunsko angažovanje kognitivnih resursa je odraz kompenzatorne strategije. Uz kognitivno opadanje koje prati proces starenja i smanjenu sinaptičku plastičnost, mozak, još jednom, manifestuje svoju višestruku plastičnost tako što premešta i ponovo organizuje svoje neurokognitivne mreže. Studije pokazuju da mozak dolazi do ovakvog rešenja aktiviranjem alternativnih neuronskih mreža, koje najčešće aktiviraju područja u obe hemisfere (dok je samo jedna aktivirana kod mlađih odraslih osoba).

Funkcionisanje i ponašanje:Učenje, iskustvo i okruženje

Videli smo da je plastičnost pod kontrolom mozga koji dalje dopušta promene bioloških, hemijskih i fizičkih svojstava. Međutim, kako se mozak menja, paralelno se takođe menjaju i funkcionisanje i ponašanje. Poslednjih godina saznajemo da do moždanih promena na genetskom ili sinaptičkom nivou dolazi zbog velikog broja faktora iz okruženja i ličnih iskustava. Novo učenje je u srcu plastičnosti i mozak koji je doživeo promene je najopipljiviji dokaz da je novo učenje nastupilo. Novo učenje se javlja u mnogo oblika, do njega dolazi iz mnogo razloga i u bilo koje vreme tokom našeg života. Na primer, deca stiču nova znanja u velikim količinama i njihov mozak se značajno menja u vreme intenzivnog novog učenja. Novo učenje takođe može biti zahtevano nakon neurološkog oštećenja prouzrokovanog, na primer povredom ili moždanim udarom, kada su oslabljene funkcije kojima upravlja oštećeno područje mozga, i moraju biti ponovo naučene. Novo učenje može biti od suštinskog značaja za pojedinca i vođeno potrebom za znanjem. Mnoštvo okolnosti koje stvaraju priliku za novo učenje dovode do pitanja da li se mozak uvek menja kad god uči. Istraživanje sugeriše da ova tvrdnja nije tačna. Primetno je da mozak stiče novo znanje, i na taj način koristi svoju potencijalnu plastičnost, ako je novo znanje važno za ponašanje i vladanje. Da bi novo učenje ostavilo fiziološki trag u mozgu, to učenje mora da vodi promenama u ponašanju i vladanju. Drugim rečima novo učenje mora biti značajno i neophodno sa stanovišta ponašanja. Na primer novo znanje koje nas uči preživljavanju će postati deo organizma i usvojeno kao ponašanje i, za rezultat, mozak će se promeniti. Možda je važnije do kojeg stepena će učenje biti nagrađeno. Na primer, novo učenje kroz interaktivnu igru je naročito pogodno za plastičnost mozga i dokazano je da povećava aktivnost prefrontalnog korteksa. Takođe, u kontekstu pružanja motivacije, okrećemo se staroj tradiciji pružanja podrške i davanja nagrada deci kada se ona zalažu i uče.

Razumevanje uslova za potpomaganje plastičnosti

Kada je najverovatnije da će doći do promene na mozgu tokom života, kada je izložen određenim stimulansima iz okruženja? Izgleda da su obrasci plastičnosti različiti u različitim životnim dobima i još uvek je mnogo toga nepoznato kada govorimo o interakciji između tipa plastičnosti i prouzrokovane aktivnosti i starosti subjekta. Ipak, znamo da intelektualna i mentalna aktivnost aktiviraju plastičnost mozga kod zdravih starijih odraslih osoba ili kod starijih odraslih sa neurodegenerativnim poremećajima. Još važnije, izgleda da je mozak podložan kako pozitivnim tako i negativnim promenama čak i pre rođenja organizma. Istraživanja na životinjama pokazuju da kada su trudne majke nalaze u bogatom i stimulativnom okruženju, broj sinapsi potomaka se povećava u određenim područjima mozga. Suprotno ovome, kada su trudne majke izložene stresnoj situaciji, njihovi potomci kasnije pokazuju umanjeni broj neurona prefrontalnog korteksa. Izgleda da je PFK više izložen uticajima iz okruženja nego što je ostatak mozga. Ovi nalazi su od velikog značaja za debatu "priroda" protiv "negovanja", gde se navodi da "negovanje" može dovesti do promena kod neuronskih ekspresija gena. Kako se razvija plastičnost mozga i kakvi su efekti u odnosu na dužinu trajanja primenjenih stimulansa iz okruženja? Ovo je vrlo bitno pitanje sa stanovišta terapije i genetska istraživanja na životinjama nude značajne odgovore koji pokazuju da su neki geni bili pod uticajem čak iako su bili izloženi stimulansima na kratak vremenski period, na neke su stimulansi nastavili da utiču na duži vremenski period, dok ostali nisu prolazili kroz bilo kakvu promenu ili je tok promena bio obrnut. Iako uobičajena upotreba reči plastičnost ima pozitivnu konotaciju, plastičnost se odnosi na sve načine na koje se mozak menja, i neke od tih promena mogu pratiti i javiti se zajedno sa oštećenim funkcijama i vladanjem. Kognitivni trening je idealan način za podsticanje i aktiviranje plastičnosti mozga. Trening pruža sistematsko vežbanje neophodno za uspostavljanje novih neuronskih veza i za jačanje sinaptičkih veza između neurona u mreži. Međutim, kao što smo videli, kada odsustvuju opipljive koristi u ponašanju i vladanju, mozak nije u stanju da uči efikasno. Dakle, nikada nećemo preterati sa isticanjem značaja primene visoko personalizovanih i relevantnih ciljeva tokom treninga.

[1]Definition adopted from: Kolb, B., Muhammad, A., & Gibb, R., Searching for factors underlying cerebral plasticity in the normal and injured brain, Journal of Communication Disorders (2010), doi:10.1016/j.jcomdis.2011.04.007