تعریف انعطاف‌پذیری عصبی (نوروپلاستیسیتی)

انعطاف‌پذیری عصبی توانایی مغز برای سازگاری با تغییرات در محیط پیرامون یک فرد، از طریق ایجاد اتصالات عصبی جدید در طول زمان است. گاهی اوقات به انعطاف‌پذیری عصبی، «انعطاف‌پذیری مغز» نیز گفته می‌شود. ابعادی از مغز ما «پلاستیک» یا انعطاف‌پذیر هستند، به این معنی که سازگار بوده و می‌توانند در پاسخ به تغییرات محیطی و/یا ساختاری تغییر کنند. انعطاف‌پذیری عصبی توضیح می‌دهد که چگونه مغز انسان قادر است خود را سازگار کند، مهارت‌های جدید را فرا بگیرد، خاطرات و اطلاعات را ذخیره کند و حتی پس از یک آسیب مغزی آسیب‌زا بهبود یابد.

سوالات متداول انعطاف‌پذیری عصبی

انعطاف‌پذیری عصبی چیست؟

انعطاف‌پذیری عصبی به تغییرات ساختاری و عملکردی در مغز اشاره دارد که در نتیجه تجربیات جدید رخ می‌دهد. به دلیل انعطاف‌پذیری مغز، که تحت عنوان انعطاف‌پذیری عصبی نیز شناخته می‌شود، مغز می‌تواند پس از آسیب مغزی، با شکل‌گیری اتصالات جدید و قطع مسیرهای عصبی به مناطق آسیب‌دیده مغز، خود را «سیم‌کشی مجدد» و «سازماندهی مجدد» کند. انعطاف‌پذیری عصبی عمدتاً از طریق فرآیندهایی به نام جوانه‌زنی (sprouting) و مسیریابی مجدد (rerouting) رخ می‌دهد. جوانه‌زنی، ایجاد اتصالات جدید بین نورون‌ها یا سلول‌های عصبی است. مسیریابی مجدد شامل ایجاد یک مسیر عصبی جایگزین با حذف نورون‌های آسیب‌دیده و تشکیل یک مسیر جدید بین نورون‌های فعال است.

انعطاف‌پذیری عصبی چگونه کار می‌کند؟

ما می‌دانیم که نورون‌ها با استفاده از سیگنال‌های الکتروشیمیایی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. این سیگنال‌ها از طریق ساختاری در نورون به نام سیناپس منتقل می‌شوند. تحریک مسیرهای عصبی از طریق یک عملکرد شناختی تکراری و خاطره‌ساز (مانند مطالعه یا تمرین مداوم) ارتباط سیناپسی بین نورون‌ها را تقویت می‌کند. علاوه بر این، مغز توانایی ایجاد سیناپس‌های جدید را دارد. در حالی که انعطاف‌پذیری عصبی می‌تواند به طور طبیعی با تجربه کردن موارد مختلف رخ دهد، تغییرات در مغز همچنین می‌تواند از طریق تمرینات انعطاف‌پذیری عصبی و آموزش‌های شناختی فعال شود.

انعطاف‌پذیری عصبی و EEG

الکتروانسفالوگرافی یا EEG، فرآیند الکتروفیزیولوژیکی است که فعالیت الکتریکی مغز را ثبت می‌کند. اسکن‌های EEG با قرار دادن الکترودهای EEG روی پوست سر فرد انجام می‌شوند که فعالیت مغز را دریافت و ثبت می‌کنند. سیگنال‌های EEG جمع‌آوری‌شده تقویت، دیجیتالی و برای ذخیره‌سازی و پردازش داده‌ها به رایانه، فضای ابری یا دستگاه‌های تلفن همراه ارسال می‌شوند.

تد تالک انعطاف‌پذیری عصبی

نمونه‌هایی از انعطاف‌پذیری عصبی

چهار نوع اصلی از سازگاری‌های انعطاف‌پذیری عصبی وجود دارد:

• نورونزایی (Neurogenesis): نورونزایی ایجاد نورون‌های جدید در بخش‌های مرکزی مغز، هیپوکامپ و پیاز بویایی است. بر اساس تحقیقات جدید دکتر ماریا لورنس-مارتین که در جریان مقاله Nature Medicine منتشر شده است، نورونزایی با نرخ بالایی در مغز جوان رخ می‌دهد و می‌تواند در مغز بزرگسالان تا حدود دهه دهم زندگی نیز اتفاق بیفتد.

• سیناپس‌زایی (Synaptogenesis): سیناپس‌زایی ایجاد اتصالات عصبی جدید است. سیناپس‌زایی زمانی رخ می‌دهد که مغز در معرض محیط‌ها و تجربیات جدید در فعالیت‌هایی مانند سفر کردن یا یادگیری یک ساز موسیقی جدید قرار می‌گیرد.

• تقویت بلندمدت (Long-term potentiation): تقویت بلندمدت، تقویت سیناپس‌ها از طریق فعالیت‌های تکراری مانند مطالعه یا تمرین است. تقویت بلندمدت با یادگیری و حافظه مرتبط است.

• تضعیف مستقیم بلندمدت (Long-term depression): تضعیف بلندمدت، تضعیف سیناپس‌هایی است که مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. تضعیف بلندمدت با حافظه و یادگیری حرکتی مرتبط است. تحقیقات انعطاف‌پذیری عصبی نقش تضعیف بلندمدت را در کاهش حافظه ناشی از اختلالات عصبی مانند بیماری آلزایمر و داروهایی که قشر پیش‌پیشانی را مختل می‌کنند، مانند کوکائین، بررسی کرده است.

انعطاف‌پذیری عصبی: «ترمیم» مغز

تحقیقات شواهدی ارائه داده‌اند که انعطاف‌پذیری عصبی به بهبود مغز از آسیب‌های آسیب‌زا کمک می‌کند. بسته به میزان آسیب، انعطاف‌پذیری عصبی و توانبخشی شناختی می‌تواند به بیماران کمک کند تا مغز خود را برای بهبود سلامت شناختی و عاطفی خود «سیم‌کشی مجدد» کنند. انعطاف‌پذیری عصبی در بیماران سکته مغزی به طور گسترده مورد تحقیق قرار گرفته است: پس از سکته مغزی، بخش‌های خاصی از مغز مختل می‌شوند و بر توانایی آنها برای انجام وظایف طبیعی خود تأثیر می‌گذارند. این ویژگی به نواحی سالم مغز اجازه می‌دهد تا چگونگی انجام آن وظایف را بیاموزند و نقص نواحی آسیب‌دیده را جبران کنند.

وقتی کسی دچار آسیب مغزی می‌شود، نورون‌ها در نواحی آسیب‌دیده مغز می‌میرند و مسیرهای عصبی غیرفعال می‌شوند. در روزها و هفته‌های پس از آسیب، مغز به طور طبیعی شروع به تشکیل سیناپس‌های جدید و جایگزینی سلول‌های مرده مغز می‌کند. از آنجایی که این فرآیند بهبود را در مغز پس از سانحه تسهیل می‌کند، توانبخشی می‌تواند به افراد کمک کند تا سریع‌تر بهبود یابند.

انعطاف‌پذیری عصبی و اعتیاد

داروها، الکل و قمار عادت‌ساز هستند. وقتی فردی به رفتارهای اعتیادآور روی می‌آورد، مغز او مسیرهای عصبی مرتبط با آن عادت را تقویت می‌کند. یک راه ساده برای درک انعطاف‌پذیری عصبی و اعتیاد این است که مغز را در حال «آموزش» دادن به خود برای ماهرتر شدن در آن عادت اعتیادآور تصور کنیم. برای از بین بردن یک اعتیاد، فرد باید مغز خود را «دوباره آموزش» دهد. در توانبخشی، پزشکان و درمانگران اغلب فرد در حال بهبودی را تشویق می‌کنند تا رفتارهای اعتیادآور را با رفتارهای سالم جایگزین کند. به دلیل انعطاف‌پذیری عصبی مغز، مسیرهای عصبی مرتبط با رفتار اعتیادآور غیرفعال می‌شوند و مسیرهای عصبی جدیدی در حمایت از عادت‌های سالم‌تر توسعه می‌یابند.

انعطاف‌پذیری عصبی و افسردگی

محققانی که موارد انعطاف‌پذیری عصبی را مطالعه می‌کنند، ارتباط بین انعطاف‌پذیری عصبی و افسردگی را مشابه ارتباط انعطاف‌پذیری عصبی و اعتیاد یافته‌اند. افسردگی می‌تواند با تقویت مسیرهای ناسالم، به مغز آسیب وارد کند. محققان به این گونه تغییرات «انعطاف‌پذیری عصبی منفی» می‌گویننند. «انعطاف‌پذیری عصبی مثبت» رشد و تقویت اتصالات عصبی سالم را توصیف می‌کند (پتانسیل درمانی انعطاف‌پذیری عصبی). محققان در حال مطالعه راه‌هایی برای القای انعطاف‌پذیری عصبی مثبت و متوقف کردن انعطاف‌پذیری عصبی منفی برای درمان اختلالاتی مانند افسردگی، اضطراب، ADHD و اعتیاد هستند.

چگونه انعطاف‌پذیری عصبی را افزایش دهیم

تمرینات بدنی و ذهنی روزانه می‌توانند به افزایش انعطاف‌پذیری عصبی کمک کنند. به طور کلی، فعالیت‌هایی که به مغز شما کمک می‌کنند به دو دسته تقسیم می‌شوند:

• تجربیات جدید: تازگی و نو بودن باعث ایجاد مسیرهای عصبی جدید می‌شود.

• تمرین‌های فشرده و مکرر: تکرار زیاد یک مهارت یا فعالیت خاص، اتصالات عصبی را تقویت می‌کند.

تمرینات انعطاف‌پذیری عصبی

نمونه‌های زیر از آموزش شناختی ممکن است انعطاف‌پذیری عصبی را تحریک کند. در حالی که شواهد حاصل از یک مطالعه در زمینه عملکرد شناختی در سالمندان نشان می‌دهد که برخی از محصولات تجاری آموزش مغز در دسترس می‌توانند به ترویج پیری سالم مغز کمک کنند، محققان هنوز در حال بررسی ادعاهای علمی بسیاری از برنامه‌هایی هستند که ادعا می‌کنند عملکرد شناختی را بهبود می‌بخشند.

• تمرینات دست غیرمسلط: استفاده از دست غیرمسلط برای فعالیت‌های روزمره مانند مسواک زدن یا استفاده از ماوس، مغز را مجبور به تشکیل اتصالات عصبی جدید می‌کند.

• یوگا: تمرین یوگا با کاهش سطح استرس در آمیگدال، یعنی مرکز ترس مغز، مرتبط بوده است.

• مطالعه: مفاهیم جدید و واژگان جدید ارتباطات مغزی را افزایش داده و تقویت می‌کنند.

• خوابیدن: اگرچه به طور سنتی یک «تمرین» به شمار نمی‌رود، اما خواب با انتقال اطلاعات در میان سلول‌ها و رشد اتصالات بین نورون‌ها، به یادگیری و حفظ حافظه کمک می‌کند.

• روزه گرفتن: روزه‌داری متناوب باعث رشد نورون‌ها و پاسخ‌های سازگارانه در سیناپس‌ها می‌شود.

• نواختن یک ساز موسیقی: یادگیری یک ساز جدید مغز شما را به سمت تشکیل شبکه‌های عصبی جدید سوق می‌دهد و می‌تواند ارتباط بین مناطق مغزی را افزایش دهد.

• بازی‌های آموزش مغز: تعدادی بازی آموزشی مغز یا «بازی‌های انعطاف‌پذیری عصبی» در بازار وجود دارد که ممکن است به بهبود سرعت پردازش کمک کند.

تمرینات انعطاف‌پذیری عصبی برای اضطراب

یوگا، مدیتیشن و ورزش اغلب برای اضطراب و به دلیل توانایی آنها در کاهش سطح استرس در مغز توصیه می‌شوند.

تمرینات انعطاف‌پذیری عصبی برای ADHD

تمرینات انعطاف‌پذیری عصبی ADHD ممکن است به افرادی که مبتلا به ADHD و ADD هستند کمک کند تا علائم را به حداقل برسانند. بسیاری از تمرینات ADHD شامل بازی‌های ویدیویی یا کامپیوتری است که برای «آموزش» مغز طراحی شده‌اند. این برنامه‌ها شامل انعطاف‌پذیری عصبی و EEG هستند: شرکت‌کنندگان یک هدست EEG بر سر می‌گذارند که سطح توجه آنها را در زمان واقعی اندازه‌گیری می‌کند. آنها بازی را تنها با استفاده از فعالیت مغزی خود کنترل می‌کنند — وقتی حواسشان پرت می‌شود، روند بازی کند یا متوقف می‌شود. مفهوم استفاده از داده‌های EEG برای آموزش مغز جهت عملکرد بهتر، «نوروفیدبک» نامیده می‌شود.

کتاب‌های پیشنهادی درباره انعطاف‌پذیری عصبی

در اینجا چند کتاب و مقاله اساسی درباره انعطاف‌پذیری عصبی برای مطالعه بیشتر آورده شده است:

• کتاب «مغزی که خود را تغییر می‌دهد: داستان‌هایی از موفقیت‌های شخصی از مرزهای علم مغز» نوشته نورمن دویج

• کتاب «روش ترمیم مغز: کشفیات و درمان‌های شگفت‌انگیز از مرزهای انعطاف‌پذیری عصبی» نوشته نورمن دویج

• انعطاف‌پذیری عصبی خودراهبر، ریک هنسون

• اصول توانبخشی مبتنی بر انعطاف‌پذیری عصبی، مایکل مرزنیچ، مور ناهوم و هینکیو لی

• کتاب «سکته مغزی من از نگاه بیولوژیست (Insight): سفر شخصی یک دانشمند مغز» نوشته جیل بولت تیلور

• کتاب «ذهن و مغز: انعطاف‌پذیری عصبی و قدرت نیروی ذهنی» نوشته جفری ام. شوارتز و شارون بگلی

• کتاب «مغز مقاوم در برابر استرس: مدیریت پاسخ عاطفی خود به استرس با استفاده از ذهن‌آگاهی و انعطاف‌پذیری عصبی» نوشته ملانی گرینبرگ

آیا Emotiv راه‌حل‌هایی برای انعطاف‌پذیری عصبی ارائه می‌دهد؟

Emotiv راه‌حل‌های نوروفیدبک و BCI را برای نظارت بر تظاهرات بالقوه انعطاف‌پذیری عصبی ارائه می‌دهد. Emotiv دستگاه‌های EEG به نام Brainwear، نرم‌افزارهای نظارت بر مغز مانند Emotiv Pro و همچنین نرم‌افزار واسط مغز و رایانه (BCI) به نام EmotivBCI را ارائه می‌دهد.
BCIها تغییرات در فعالیت مغز را که از طریق یک دستگاه EEG اندازه‌گیری می‌شود، تشخیص می‌دهند. BCIها اغلب برای توانبخشی پس از سکته یا آسیب مغزی استفاده می‌شوند — به عنوان مثال، محققان توانایی یک بیمار سکته مغزی را برای استفاده از سیگنال‌های غیرمتعارف از قشر مغز در یک سمت مغز برای کنترل دستی در همان سمت بدن آزمایش کرده‌اند. برای آسیب‌ها و اختلالات سیستم عصبی مرتبط با انعطاف‌پذیری عصبی (مانند ADHD، ترومای مغزی، سکته مغزی و اضطراب)، استفاده از فناوری BCI و EEG در توانبخشی عصبی می‌تواند به بهبود توانایی فرد برای هدایت تجربیات روزمره کمک کند.