Bez tytułu slajdu

NEUROPLASTYCZNOŚĆ Z

PERSPEKTYWY PSYCHOLOGA:

„używaj albo trać”

Anna Grabowska

Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN

Szkoła Wyższa Psychologii Społecznej

Nabywanie nowych umiejętności i zdolności we wczesnym

okresie rozwoju odbywa się dzięki procesom formowania

się odpowiednich połączeń w mózgu. Proces ten w

znacznym stopniu jest zależny od indywidualnych

doświadczeń. Ważny mechanizm: eliminacja znacznego

nadmiaru włókien i neuronów zgodnie z zasadą „use it or
lose it”

(używaj lub trać)

Klasyczny pogląd



Jedynie mózg rozwijających się osobników ma

zdolność do plastycznych zmian a mózg dorosłych

już tej zdolności nie posiada.



U dorosłych osobników proces uczenia się polega

jedynie na zmianie wag synaptycznych pomiędzy

neuronami tworzącymi sieci. Raz wytworzone
korowe mapy mózgu tj. obszary wyspecjalizowane

w przetwarzaniu określonych informacji oraz

połączenia pomiędzy nimi już się nie zmieniają.

Współczesne poglądy

Nowe neurony powstałe w zakręcie zębatym

hipokampa u dorosłego szczura



Nawet u dorosłych mózg może podlegać znacznej
reorganizacji



W dorosłym mózgu, zwłaszcza w pewnych jego strukturach

takich, jak hipokamp (zakręt zębaty) i opuszka węchowa

może zachodzić neurogeneza



neurony te tworzą połączenia z innymi neuronami



wykazują normalną aktywność synaptyczną



ich liczba dodatnio koreluje z uczeniem

i bogactwem środowiska a negatywnie ze stresem

Czy mapy korowe mogą się zmieniać pod

wpływem zmienionego dopływu informacji?:

badania Merzenicha



Doświadczenia na małpach



chirurgiczne usuniecie jednego palca

→

reprezentacja tego palca zostaje

zastąpiona przez sąsiednie palce



przecięcie (lub anestezja) nerwu

przekazującego informacje z jednego
palca

→

(j.w.)



zszycie dwóch palców ze sobą

→

połączenie reprezentacji zszytych

palców

Badania Merzenicha - wnioski



Kora dorosłych osobników zachowuje zdolność do

plastycznych zmian polegających na reorganizacji

reprezentacji czuciowych powierzchni ciała



Zmiany mogą dotyczyć nie tylko kory

somatosensorycznej, ale również kory wzrokowej i

słuchowej

Badania nad plastyczno

ścią mózgu

u człowieka



metody obrazowania mózgu (fMRI, PET)

identyfikacja aktywowanych miejsc w mózgu

podczas wykonywania określonych

czynności



Metoda przezczaszkowej stymulacji
magnetycznej (TMS)

: zakłócanie słabym

polem elekromagnetycznym aktywności

ściśle określonych regionów mózgu i

obserwowaniu jakie zakłócenia w
zachowaniu taka stymulacja powoduje



możliwość uzyskania

relacji o

subiektywnych odczuciach

jakie

towarzyszą zmianom plastycznym

Skutki amputacji kończyn

Co dzieje się w mózgu wskutek amputacji kończyny?



Pozostałe po amputacji mięśnie poszerzają swoją reprezentację,
zajmując obszar reprezentujący przedtem amputowaną rękę.

Skutki zajęcia przez reprezentację twarzy

miejsca reprezentacji amputowanej ręki:

dotykanie policzka po stronie amputowanej ręki

wywołuje wrażenia dotykowe na nieistniejącej

ręce. Natężenie tych doznań koreluje ze
stopniem reorganizacji.



Reprezentacja twarzy może ulegać poszerzeniu na
„uwolnione”

przez amputowaną rękę obszary.

Wnioski: mózg dzia

ła wg zasady

„use it or lose it” (u

żywaj lub trać)



W mózgu nie może być nieczynnych miejsc



Jeśli z jakichś powodów dane miejsce nie otrzymuje

stymulacji, natychmiast zaczyna się proces inwazji miejsc

sąsiednich na to, które nie jest wykorzystywane



Po operacji, możliwość oddzielnego poruszania

palcami (powodująca nie zsynchronizowane w

czasie pobudzenie każdego z palców) sprawia, że

palce uzyskują w mózgu oddzielną reprezentację

Skutki operacyjnego rozdzielenia

zrośniętych palców

Bóle fantomowe: nie farmakologiczne

sposoby terapii



Założenie: bóle są związane z reorganizacją kory

po amputacji. Im większa reorganizacja, tym
silniejsze bóle



Zadanie: przywrócić reprezentację w mózgu

nieistniejącej ręki



Sposób: wytworzenie wyobrażenia, że dłoń

pacjenta się porusza lub doznaje wrażeń
dotykowych

Iluzja normalnej ręki:

eksperyment z lustrzaną skrzynką

Widzenie odbicia sprawnej ręki w lustrze powoduje, że pacjent ma poczucie, że w

skrzynce znajduje się ręka nieuszkodzona (fantom), a nie kikut. Poruszanie

sprawną ręką sprawia, że widzi ruchy ręki fantomowej.

Aktywacja mózgu jest obustronna a nie tylko kontralateralna do rzeczywiście

poruszającej się ręki, co wskazuje, że wywołuje ją nie ruch ręki (kikuta) lecz
percepcja tego ruchu obserwowanego w lustrze.

Wniosek: aktywacja w korze ruchowej i somatosensorycznej jest związana z

percepcją ruchu, a nie tylko z wykonywaniem rzeczywistego ruchu. Podobne

aktywacje obserwowano u osób zdrowych, które miały obie ręce sprawne (choć

jedną ukrytą za lustrem)

Jednoczesne dotykanie ukrytego kikuta i sztucznej gumowej ręki widzianej przez

pacjenta (identyczna stymulacja obu na raz) powoduje, że pacjenci „odczuwają”

rękę sztuczną jako własną oraz mają wrażenia dotykowe płynące ze sztucznej ręki

a nie kikuta. Wskazywanie kierunku, z którego płyną bodźce dotykowe jest

adekwatnie zmienione. Przewodnictwo skórne się zmienia gdy pacjent widzi

zagrożenie dla sztucznej ręki (strzykawkę z igłą).

Oszukiwanie mózgu: Jak sprawić by sztuczna ręka

była traktowana przez mózg jako własna?

Wpływ uczenia się i treningu na

organizację mózgu



Intensywny trening danej części ciała (np. palca) prowadzi

do zwiększenia jej reprezentacji

ćwiczenie złożonych

„palcówek” na gitarze

ćwiczenie czytania

pisma Braille’a

Ćwiczenie sekwencyjnego składania palców przez kilka tygodni

prowadzi do powiększenia reprezentacji palców w korze
ruchowej

A –

reprezentacja czynności trenowanej

B -

reprezentacja czynności nie trenowanej

Zmianom na poziomie funkcjonalnym

towarzysz

ą zmiany strukturalne

Badania londyńskich taksówkarzy wykazały, że tylna część

hipokampa (struktury związanej z pamięcią przestrzenną)

jest u nich większa, niż u osób kontrolnych



trzymiesięczna intensywna nauka żonglowania prowadzi do

powiększania się objętości substancji szarej w obszarach

związanych z percepcją poruszających się obiektów

Plastyczność u osób pozbawionych

któregoś ze zmysłów

Osoby pozbawione jednego ze zmysłów wykazują

zwiększoną wrażliwość na bodźce pochodzące z innych

zmysłów.

Czy ich reprezentacja ulega powiększeniu?



badania osób niewidomych



reprezentacja palców (ale tylko tych,

które są używane do czytania) ulega

zwiększeniu



badania osób głuchych



wzrokowe potencjały wywołane u osób nie słyszących

są znacząco większe, niż u słyszących

Zwiększona wrażliwość nieuszkodzonych zmysłów wiąże się

ze zwiększoną reprezentacją w mózgu tych zmysłów



Współzawodnictwo o przestrzeń korową: funkcje rozwijane

i ćwiczone stopniowo poszerzają swoje terytorium, zaś te

które nie są ćwiczone - zmniejszają



Wielkość reprezentacji w mózgu danej funkcji czy

obszarów ciała odzwierciedla ich funkcjonalne znaczenie

Co dzieje się z obszarami, które w mózgu

reprezentują nieczynny zmysł?



W badaniach neuroobrazowania wykazano aktywację kory
wzrokowej u niewidomych podczas:



wykonywania przez nich zadań dotykowych i słuchowych



czytania Braille’a



wykonywania zadań językowych

A -

aktywność mózgu u osób niewidomych czytających pismo Braille’a:

aktywne są obszary kory wzrokowej i somatosensorycznej

B -

aktywność mózgu u osób widzących czytających pismo Braille’a:

aktywne są obszary somatosensoryczne, brak aktywności w korze
wzrokowej

Czy kora wzrokowa u niewidomych jest

bezpośrednio zaangażowana w analizę

bodźców innej modalności?



W czasie czytania pisma Braille’

a drażniono korę

wzrokową za pomocą TMS, zakłócając w ten sposób

normalną aktywność tego obszaru



Wskutek drażnienia osoby popełniały błędy typu pomijania

liter lub ich błędnego odczytywania. Drażnienie innych

miejsc takich błędów nie powodowało



Niewidoma od urodzenia pacjentka wskutek zawału w

korze potylicznej utraciła zdolność do czytania Braille’a

Plastyczność a praktyka kliniczna

Wiedza na temat plastyczności układu nerwowego

jest wykorzystywana do opracowania:



nowych technik terapeutycznych w klinikach
neurologicznych



strategii minimalizujących skutki starzenia się

Terapia wymuszona koniecznością (constraint induced therapy)

ograniczenie ruchów lepszej ręki (której reprezentacja

uległa zwiększeniu) poprzez jej unieruchomienie w

przypadkach niedowładów



zmuszenie ręki mniej sprawnej do ćwiczenia



zminimalizowanie współzawodnictwa ręki lepszej o miejsce w mózgu



zwiększenie szansy na zajęcie większego obszaru przez rękę mniej sprawną



w 1900 r długość życia człowieka wynosiła średnio 47 lat



obecnie - 75 lat

Światowy rekord długości życia człowieka

wynosi 122 lata i pięć miesięcy. Rekordzistki

długości życia to kobiety.

Starzenie się mózgu



Zmniejszanie się masy i objętości mózgu o ok. 10% pod

wpływem ubytku wody w mózgu (kurczenie się neuronów -

zwłaszcza dużych). Wzrost zawartości białka w komórkach
- zaburzenia funkcji komórek



demielinizacja włókien



zmniejszenie liczby połączeń nerwowych (synaps i kolców
dendrytycznych)



obniżenie poziomu neurotransmiterów

kolce dendrytyczne – miejsca

połączeń synaptycznych

pomiędzy neuronami

liczba kolców
dendrytycznych w

starzejącym się mózgu
ulega redukcji

Starzejący się mózg gorzej przetwarza

informacje



słaba jakość sygnałów docierających do mózgu:



obniżenie jakości odbioru dźwięków (zwłaszcza w wysokich

pasmach), sygnałów wzrokowych, węchowych i smakowych



obniżenie prędkości i jakości przetwarzania sygnałów w
mózgu (szum informacyjny)

Obniżenie poziomu funkcji psychicznych



osłabienie zdolności intelektualnych (początki tego

procesu są już widoczne po 30-tce a jego

przyspieszenie następuje po 50-tce)



luki pamięciowe



spowolnienie myślenia



trudności ze słowną komunikacją (trudności w

przypominaniu sobie właściwych słów, problemy z
rozumieniem wypowiedzi innych)

Wiedza o plastyczności a sposoby

przeciwdziałania skutkom starości



kora może ulegać pogrubieniu



połączenia mogą się tworzyć



włókna mogą podlegać remielinizacji



może zachodzić neurogeneza

Jak to osiągnąć?

Nawet w zaawansowanym wieku:

Niektórzy badacze (Merzenich) sądzą, że obniżenie

sprawności w starszym wieku jest raczej skutkiem własnych

zaniedbań, niż nieuchronnych biologicznych procesów

obniżenia poziomu funkcjonowania „maszynerii mózgowej”

1. Wycofanie się z aktywności w sytuacjach trudnych

Przyczyny obniżenia sprawności funkcji

psychicznych odwołujące się

do plastyczności mózgu

Czynności dobrze wyuczone (z prawej) pobudzają mózg w

mniejszym stopniu, niż czynności nowe (z lewej)

2. Nie używanie mózgu w odpowiedni sposób

Wiele osób intensywnie „używa” swojego mózgu, jednak ogranicza się do

bezpiecznych czynności (zautomatyzowanych, rutynowych), które nie
stanowią dostatecznego wyzwania, by odpowiednio pobudzić ich mózg



różnorodne: poznawcze i ruchowe



nowe



wymagające aktywności twórczej



wymagające wysiłku



wymagające pracy zmysłów i uwagi

↓

nauka gry na instrumencie, nauka obcych języków, żonglowanie, taniec,

ping-

pong, skomplikowane puzzle, szachy, aktywność artystyczna

Zalecane czynności

W oparciu o wiedzę na temat plastyczności opracowano
strategie, których celem jest zapobieganie negatywnym

skutkom starzenia się mózgu



Czy stosowanie zaleceń płynących z wiedzy o

plastyczności mózgu może nas uchronić od

degradacji umysłowej?

Nie ma gwarancji, ale można osiągnąć

pozytywne skutki

Document Outline