Нейропластичность: Мозг меняется со временем!
Возможно, вы этого не ожидаете, но мозг постоянно меняется - он адаптируется к хорошему и плохому жизненному опыту. Мы называем это нейропластичностью. Хотя нейропластичность обычно помогает нам справляться с проблемами, иногда все идет не так, и изменения, вызванные нейропластичностью, наносят вред человеку. В этой статье мы рассмотрим два случая нейропластичности - позитивный и вредный. Положительный случай связан с изменениями, которые происходят, когда мы молоды и имеем хороший социальный опыт. Вредный - о синдроме фантомных конечностей, странном явлении, которое ощущают ампутанты в своих конечностях и органах... которых больше не существует!
Что такое нейропластичность?
Все мы слышали фразы типа "Мозг - сложная структура!" или "Мозг управляет всеми функциями организма!", но меньше всего мы знаем, что мозг не сидит без изменений внутри нашего черепа. Он постоянно адаптируется к самым разным вещам и ситуациям. Мы гарантируем, что после прочтения этой статьи ваш мозг станет другим!
Мозг изменяет себя благодаря процессу, который называется нейропластичностью. Давайте расшифруем это слово. Нейропластичность - это сочетание двух терминов: нейро и пластичность. Когда мы говорим о чем-то, связанном с мозгом, мы используем приставку нейро. Второй термин, пластичность, относится к тому факту, что мозг постоянно трансформируется. Когда вы встречаете кого-то или узнаете новый факт, ваш мозг меняет свою структуру и функции. Окружающая среда может изменять наш мозг, даже если мы этого не осознаем. Некоторые события меняют способ связи клеток мозга друг с другом, усиливая или ослабляя эту связь. Другие события влияют на то, как мозг интерпретирует происходящее. Все эти изменения в конечном итоге изменяют наше поведение!
Прежде чем перейти к примерам, необходимо рассмотреть два вопроса. Во-первых, нейропластичность меняется с возрастом. По мере взросления мозг продолжает находить различные способы реагирования на новые вещи и ситуации [ 1 , 2 ]. Способность к этому связана со здоровьем мозга. Почему пожилые люди, которые всегда занимались спортом и читали много увлекательных книг, меньше забывают? Потому что активный, здоровый мозг способен накапливать психические ресурсы, которые можно использовать, когда он постареет, чтобы изменить себя. Второй вопрос, который мы должны рассмотреть, заключается в том, что некоторые нейропластические события могут быть не только не полезны для нас, но и крайне вредны! Это то, что мы называем дезадаптивной пластичностью [ 3 ].
Социальный опыт и нейропластичность
Итак, мы знаем, что нужно всегда стараться заниматься активными видами деятельности, чтобы расширить возможности мозга, и что это очень важно, если мы хотим сохранить здоровый мозг с возрастом. Но есть ли польза от нейропластичности для молодого мозга? Ответ - однозначно ДА! Ученые обнаружили, что в нашей жизни есть определенные временные рамки, в течение которых обучение и развитие мозга усиливаются. Это касается как различных систем, например зрительной, так и более сложных, таких как система социального познания - группа областей мозга, которая помогает нам понимать социальную информацию. Мы называем эти моменты повышенной пластичности критическими периодами.
Критические периоды существуют и для нейропластичности. В качестве первого примера мы рассмотрим, как окружающая среда влияет на социальное обучение в критический период в подростковом возрасте. Для начала давайте на мгновение окунемся в микроскопическое строение мозга.
Мозг состоит из множества нервных клеток, называемых нейронами. Почти в каждой области мозга нейроны подвергаются миелинизации, которая заключается в покрытии нейронов жировой (богатой липидами) мембраной, называемой миелином. Миелинизация значительно повышает эффективность работы мозга. Однако критический период для миелинизации нейронов различается в разных областях мозга. Часть мозга, которая помогает нам разобраться в эмоциях, памяти и социальной информации, называемая медиальной префронтальной корой (МПФК), миелинизируется одной из последних. Миелинизация mPFC происходит в подростковом возрасте.
Подростковый возраст - сложный период в развитии наших социальных способностей, поскольку именно в это время мы начинаем более тесно взаимодействовать с друзьями и взрослыми. В этот период нашему мозгу приходится иметь дело с огромным количеством социальной информации, поскольку мы задаемся вопросами вроде "Кто мне нравится?" или "Как мне с ним/ней поговорить и пригласить на свидание?". Чтобы ориентироваться в этих ситуациях, нейроны мозга должны взаимодействовать между собой в сложных нейронных цепях, помогая человеку ориентироваться в социальном мире. Все должно работать, чтобы мы могли правильно управлять этими ситуациями.
Проблема в том, что мы с рождения не готовы к такому взаимодействию. Хотя клетки мозга и схемы уже есть, сначала нам нужно усовершенствовать эти схемы и оптимизировать их работу.
Не так давно ученые обнаружили, что в подростковом возрасте что-то запускает процесс миелинизации нейронов в МПФК, и это помогает нам лучше справляться с социальными ситуациями. Интересный факт: событием, запускающим этот процесс миелинизации, является социальное взаимодействие! Поясним: если вы хотите быть хорошим специалистом по социальному взаимодействию, вы должны сначала взаимодействовать! Это один из тех случаев, когда "практика доводит до совершенства". Последние данные свидетельствуют о том, что в возрасте 15-20 лет мозг находится на пике своей способности к самоизменению [ 4 ]. Помните этот критический период? Мы знаем, что если в подростковом возрасте мы не получаем социального опыта, то цепи в МПФК не миелинизируются, и это скажется на всей нашей жизни после окончания подросткового возраста.
Исследователи показали, что если ювенильную мышь лишить социальных контактов, она будет избегать общения с другими мышами [ 5 ]. Социальный опыт в этот критический период настолько важен, что, даже если изолированное животное впоследствии поселить с другими мышами, оно не вернется к нормальному поведению. Таким образом, как только окно закрывается, если не было соответствующего социального опыта, социальное поведение навсегда меняется.
Сказка о фантомах и дезадаптивной пластичности
Войны и болезни могут привести ко многим ужасным последствиям, в том числе и к ампутации конечности. Ампутация - печальное состояние, но оно может быть и жутким. У некоторых людей, которым ампутировали конечности, возникает физическое ощущение, что ампутированная часть все еще существует. Этот призрачный опыт является частью состояния, называемого синдромом фантомных конечностей, который заключается в ощущении боли, движения и других ощущений, исходящих от ампутированной конечности [ 6 ]. Представьте себе, как это ужасно!
Хотя синдром фантомных конечностей известен с XVI века, только в 1990-х годах его симптомы были отнесены к нейропластичности - дезадаптивной (вредной) форме.
В головном мозге есть участок, называемый соматосенсорной корой (ССК), который отвечает за интерпретацию мира через чувство осязания. Вопросы "Гладкая ли поверхность?" и "Холодный ли пол?" - это вопросы, на которые отвечает ССК. SSC также отвечает за то, что называется проприоцепцией. Прежде чем мы объясним, что означает это слово, проведите следующий эксперимент: закройте глаза и попробуйте коснуться кончика носа кончиком указательного пальца. Получилось ли у вас? Если да, то вы должны быть поражены своей суперспособностью: вы смогли сделать это, не видя движения! Это и есть проприоцепция - мы знаем положение своего тела и его частей даже с закрытыми глазами.
Что же происходит, когда человек теряет конечность в результате ампутации? Перестает ли работать область в ССС, отвечающая за эту конечность? Обычно эта область мозга только замедляет свою работу, но иногда все идет не так, и область мозга, отвечающая за отсутствующую конечность, становится гиперактивной. Как она может быть гиперактивной, если конечность отсутствует?
В случае ампутации ноги нейропластичность позволяет соседним областям SSC, таким как область, отвечающая за бедро, взять на себя контроль над отсутствующей областью ноги. Одно из возможных объяснений заключается в том, что активные нейроны в области бедра "обнаруживают", что соседняя область ноги неактивна, и протягивают часть своих волокон, чтобы соединиться с неактивными нейронами. Рисунок 1 - пример исследования, проведенного в нашей лаборатории с ампутированными людьми. Мы обнаружили, что изменились не только области представления интактных и отсутствующих конечностей, но и снизился уровень миелинизации некоторых участков мозга.
Итак, нейроны из бедра движутся к нейронам в области отсутствующей ноги и соединяются с ними - как эта нейропластичность может привести к фантомным ощущениям? Представьте, что вы чувствуете каждую складку одежды, которая касается ваших конечностей, но даже когда вы надеваете купальный костюм, вы все равно чувствуете, что ваши конечности там, просто двигая ими. Это означает, что область конечностей в вашем мозге постоянно активируется. Но в случае ампутации, когда нейроны бедра и голени связаны между собой, они оба активируются, когда что-то стимулирует кожу бедра. Таким образом, прикосновение к бедру вызывает ощущение прикосновения в отсутствующей ноге. Проприоцептивные ощущения в бедре, вызванные движением, могут также вызывать проприоцептивные ощущения в отсутствующей ноге.
Другими словами, мозг (или, по крайней мере, ССК) неправильно воспринимает сенсорный опыт, считая, что отсутствующая конечность все еще на месте.
Заключение
Мы рассмотрели два случая нейропластичности: один хороший, а другой вредный. Мы узнали, что в начале жизни существуют временные окна, в течение которых нейропластичность и развитие некоторых областей мозга очень важны. Так, например, происходит миелинизация мПФК, которая в значительной степени зависит от нашего социального опыта. В качестве примера вредной нейропластичности мы узнали, что в случае ампутации конечности мозг может не осознавать, что ее нет. Это означает, что участки мозга, которые отвечали за интерпретацию сигналов, поступающих от этой конечности (например, ощущение прикосновения), останутся активными, что приведет к синдрому фантомных конечностей. В целом, из этих двух примеров видно, что мозг не стоит на месте, он постоянно реагирует на вызовы. Каждая информация, которую мы узнаем, или каждый человек, которого мы встречаем, может привести к долгосрочным последствиям в нашем мозге и в нашей жизни.
