.jpg)
Протягом десятків років в галузі нейронаук існувала наукова догма про статичність функціональної організації нервової системи, що було пов’язано з її анатомо-морфологічною організацією. Цьому сприяло багато наукових відкриттів, які, з одного боку, все більше давали можливість зрозуміти будову мозку, а з іншого — закривали двері до розуміння того, як насправді працює наш мозок і які реальні можливості цього органу. Теорія чіткого локалізаціонізму набула найбільшого розвитку, коли канадський нейрохірург Уайлдер Пенфілд у 1930 році зіставив карти мозку та виявив проекційні зони, на яких представив різноманітні частини тіла та їх функції. Протягом наступних років відбувалося лише підтвердження положень теорії локалізаціонізму на основі нових даних досліджень. Цьому також сприяли відомі відкриття Поля Брока, Карла Верніке та інших вчених, які все більше прив’язували конкретні функції мозку до певної ділянки. Таким чином, з часом мозок почали сприймати як складний механізм з чіткою організацією. Проте, впродовж поступового розвитку нейронаук, деякі вчені приходили до висновку, що наш мозок представляє собою відкриту і більш пластичну систему, ніж ми можемо собі уявити. На сьогодні нервову систему уявляють як структуру, що складається з динамічних нейронних мереж, здатних до морфологічних та функціональних змін під впливом зовнішніх стимулів. Є багато прикладів перебудови нейронних структур під впливом різних факторів: травми, інсульти, зміни синаптичних мереж у відповідь на навчання, відпрацювання моторних навичок чи зміну свого оточення. Вважалось, що нейрогенез (формування нових нервових клітин в мозку) можливий тільки в дітей, проте вчені вже знаходять певні ділянки мозку (гіпокамп, зубчаста звивина, мозочок), де нейрогенез активно проходить і в дорослому мозку.
Прицільно про нейропластичність
Під нейропластичністю розуміють здатність клітин нервової системи змінюватись функціонально і анатомічно під впливом різних факторів, при цьому мають значення також кількісні і якісні зміни нейронних зв’язків, гліальних елементів, розвиток нових сенсорно-моторних шляхів і процесів інтеграції в ЦНС. Нейропластичність включає в себе сукупність різноманітних процесів ремоделювання нейронно-гліального комплексу, таких як синаптогенез, нейрогенез, спраутинг. В основі швидкої нейропластичності лежить активація в корі головного мозку раніше не задіяних горизонтальних зв’язків, а також посилення синаптичної передачі. На сьогоднішній день вивченні багато видів пластичності, які класифікували залежно від механізму їх здійснення і певних стимулів що їх активують. До них відносять Activity-dependent plasticity, Spike-timing-dependent plasticitу, Synaptic plasticity, Nonsynaptic plasticity, Dendritic structural plasticity.
Інсульт - чи завжди це вирок?
Неврологи час від часу стикаються з випадками, коли в пацієнта з часом неврологічна симптоматика не проявляється навіть за наявності серйозних пошкоджень мозку. Це також пов’язують з нейропластичністю, яку назвали «посттравматична нейропластичність». Michael Merzenich був один з перших хто підтвердив існування цього процесу при травмах. Він продемонстрував ремоделювання топографічних карт у відповідь на травми і вказав, що зрілий мозок також високопластичний. Це також підтвердили дослідження, проведені на мавпах. У мавп після інсульту із захопленням кіркові зони 3b, що відповідає за рух пальців, відновлення проекції цих пальців відбулося в новому місці. Більш того, у мавп, які отримали в процесі тренувань сенсомоторні навички, було виявлено розширення кіркової зони пальців рук за рахунок інших зон. Експерименти на людях в процесі реабілітації показали, що навчання руховим навичкам здатне розширити зони кіркового представництва задіяних м’язів. Примусове ж фізичне навантаження здатне реорганізувати нейрональну структуру, що відіграє найважливішу роль в процесі відновлення рухових функцій.
Як постійне навчання змінює наш мозок?
Під час навчання також відбуваються певні пластичні процеси і найбільшу роль в цьому відіграє синаптична пластичність. Синаптична пластичність це здатність синапсу змінювати свою чутливість до нейротрансміттерів, і забезпечується це балансом двох нейрофізіологічних механізмів - Long-Term Depression та Long-term potentiation. Коли ми дізнаємось щось нове або здобуваємо нові навички, певні групи нейронів активуються одночасно і зв’язуються одне з одним. Під час цього на нейронному рівні відбувається процес, що називається “довготривала потенціація” - Long-term potentiation, LTP. LTP бере участь у механізмах синаптичної пластичності, що дозволяє нервовій системі адаптуватися до зміни умов навколишнього середовища. Коли мозок забуває певні асоціації, нейрони поступово втрачають зв’язок між собою і відбувається протилежний процес — довготривале пригнічення (Long-Term Depression, LTD). Довготривале пригнічення проявляється зниженням кількості рецепторів на постсинаптичній мембрані і зменшенням вивільнення самого нейромедіатора. Ці процеси найактивніше відбуваються в гіпокампі, бо він відіграє значну роль в механізмах пам’яті і навчання. Dendritic structural plasticity, або дендритна пластичність також має значну роль в розвитку когнітивних можливостей. Вона здійснюється завдяки постійній перебудові дендритів, зміні їх кількості, форми, довжини їх іонних каналів та дендритних шипиків. Вважають, що саме дендритні шипики забезпечують формування синаптичної пластичності. Під час LTP їх кількість збільшується, а під час LTD — зменшується. Яскравим підтвердженням того, що ці зміни пов’язанні з навчанням, було дослідження, проведене Perlik Andrew та Tobin Willie. Вони показали ріст дендритних шипиків в нейронах рухової кори під час систематичного повторення певних рухових навичок. Аристотель казав: “ Ми — це те, що ми робимо постійно”. Ми можемо змінюватись, формувати себе, свої звички, поведінку. Питання лише в часі та прикладених зусиллях. Будь-який процес навчання залежить від мотивації та чітко поставленої мети. Якщо людина буде чітко усвідомлювати ці речі — можливості її розвитку безмежні.
