Definicja neuroplastyczności

Neuroplastyczność to zdolność mózgu do dostosowywania się do zmian w środowisku danej osoby poprzez tworzenie nowych połączeń neuronowych w czasie. Neuroplastyczność jest czasem określana jako „plastyczność mózgu”. Wybrane aspekty naszego mózgu są „plastyczne”, co oznacza, że wykazują zdolność adaptacji i mogą ulegać zmianom pod wpływem zmian środowiskowych i/lub strukturalnych. Neuroplastyczność wyjaśnia, w jaki sposób ludzki mózg jest w stanie adaptować się, opanowywać nowe umiejętności, przechowywać wspomnienia i informacje, a nawet regenerować się po urazie mózgu.

Neuroplastyczność – Najczęściej zadawane pytania

Co to jest neuroplastyczność?

Neuroplastyczność odnosi się do zmian strukturalnych i funkcjonalnych w mózgu, które zachodzą w wyniku nowych doświadczeń. Ze względu na plastyczność mózgu, zwaną również neuroplastycznością, mózg potrafi się „przeprogramować” i „zreorganizować” po uszkodzeniu, ponieważ powstają nowe połączenia, a ścieżki neuronowe prowadzące do uszkodzonych obszarów mózgu zostają wygaszone. Neuroplastyczność zachodzi głównie poprzez procesy zwane „sproutingiem” (kiełkowaniem) i przekierowywaniem (rerouting). Sprouting to tworzenie nowych połączeń między neuronami, czyli komórkami nerwowymi. Przekierowanie polega na stworzeniu alternatywnej ścieżki neuronowej poprzez usunięcie uszkodzonych neuronów i utworzenie nowej ścieżki między aktywnymi neuronami.

Jak działa neuroplastyczność?

Wiemy, że neurony komunikują się ze sobą za pomocą sygnałów elektrochemicznych. Sygnały te są transmitowane przez strukturę w neuronie zwaną synapsą. Stymulowanie ścieżek neuronowych poprzez powtarzalną, tworzącą pamięć funkcję poznawczą (taką jak nauka lub ćwiczenie) wzmacnia komunikację synaptyczną między neuronami. Ponadto mózg ma zdolność tworzenia nowych synaps. Chociaż neuroplastyczność może zachodzić naturalnie, gdy doświadczamy różnych rzeczy, zmiany w mózgu można również aktywować poprzez ćwiczenia neuroplastyczne i trening poznawczy.

Neuroplastyczność a EEG

Elektroencefalografia, czyli EEG, to proces elektrofizjologiczny, który rejestruje aktywność elektryczną mózgu. Badania EEG przeprowadza się poprzez umieszczenie elektrod EEG na skórze głowy badanej osoby, które wychwytują i rejestrują aktywność mózgu. Zebrane sygnały EEG są wzmacniane, digitalizowane i przesyłane do komputera, chmury lub urządzeń mobilnych w celu przechowywania i przetwarzania danych.

Prelekcja TED o neuroplastyczności

Przykłady neuroplastyczności

Wyróżnia się cztery główne rodzaje adaptacji neuroplastycznych:

• Neurogeneza: Neurogeneza to tworzenie nowych neuronów w centralnych częściach mózgu, hipokampie i opuszce węchowej. Neurogeneza zachodzi w tempie intensywnym w młodym mózgu i może zachodzić w mózgu dorosłym aż do około dziesiątej dekady życia, zgodnie z nowymi badaniami dr Marii Llorens-Martín opublikowanymi w Nature Medicine.

• Synaptogeneza: Synaptogeneza to tworzenie nowych połączeń neuronowych. Synaptogeneza zachodzi, gdy mózg jest wystawiany na nowe środowiska i doświadczenia podczas takich aktywności jak podróżowanie czy nauka gry na nowym instrumencie muzycznym.

• Długotrwałe wzmocnienie synaptyczne (LTP): LTP to wzmocnienie synaps poprzez cykliczne działania, takie jak nauka czy ćwiczenie. Długotrwałe wzmocnienie synaptyczne jest powiązane z uczeniem się i pamięcią.

• Długotrwałe osłabienie synaptyczne (LTD): LTD to osłabianie synaps, które nie są używane. Długotrwałe osłabienie synaptyczne wiąże się z pamięcią i uczeniem się motorycznym. Badania nad neuroplastycznością analizowały rolę długotrwałego osłabienia synaptycznego w utracie pamięci spowodowanej zaburzeniami neurologicznymi, takimi jak choroba Alzheimera, oraz substancjami upośledzającymi korę przedczołową, takimi jak kokaina.

Neuroplastyczność: „Uzdrawianie” mózgu

Badania dostarczyły dowodów na to, że neuroplastyczność pomaga mózgowi regenerować się po urazach. W zależności od stopnia uszkodzenia neuroplastyczność i rehabilitacja poznawcza mogą pomóc pacjentom „przeprogramować” ich mózgi w celu poprawy zdrowia poznawczego i emocjonalnego. Szeroko zbadano neuroplastyczność u pacjentów po udarze: po udarze niektóre części mózgu ulegają uszkodzeniu, co wpływa na ich zdolność do wykonywania normalnych funkcji. Umożliwia to zdrowym regionom mózgu naukę wykonywania tych funkcji, przejmując zadania uszkodzonych obszarów.

Gdy ktoś doznaje urazu mózgu, neurony w dotkniętych obszarach mózgu umierają, a ścieżki neuronowe stają się nieaktywne. W kolejnych dniach i tygodniach po urazie mózg naturalnie zaczyna tworzyć nowe synapsy i zastępować obumarłe komórki mózgowe. Ponieważ ułatwia to leczenie mózgu po urazie, rehabilitacja może pomóc pacjentom w szybszym powrocie do zdrowia.

Neuroplastyczność a uzależnienie

Narkotyki, alkohol i hazard uzależniają. Kiedy dana osoba angażuje się w zachowania uzależniające, jej mózg wzmacnia ścieżki neuronowe powiązane z tym nawykiem. Prostym sposobem na zrozumienie neuroplastyczności i uzależnienia jest myślenie o mózgu jako o procesie, w którym „trenuje” on sam siebie, by stać się lepszym w uzależniającym nawyku. Aby osłabić uzależnienie, człowiek musi „przetrenować” swój mózg. W trakcie rehabilitacji lekarze i terapeuci często zachęcają osobę zdrowiejącą do zastępowania zachowań uzależniających zachowaniami zdrowymi. Ze względu na neuroplastyczność mózgu, ścieżki neuronowe powiązane z zachowaniem uzależniającym stają się nieaktywne, a na rzecz zdrowszych nawyków rozwijają się nowe ścieżki neuronowe.

Neuroplastyczność i depresja

Naukowcy badający przypadki neuroplastyczności odkryli, że związek między neuroplastycznością a depresją jest podobny do związku między neuroplastycznością a uzależnieniem. Depresja może powodować urazy w mózgu poprzez wzmacnianie niezdrowych ścieżek. Badacze określają tego rodzaju zmiany mianem „negatywnej neuroplastyczności”. „Pozytywna neuroplastyczność” opisuje wzrost i wzmacnianie zdrowych połączeń neuronowych (uzdrawiający potencjał neuroplastyczności). Naukowcy badają sposoby wywoływania pozytywnej neuroplastyczności i powstrzymywania negatywnej neuroplastyczności w leczeniu zaburzeń takich jak depresja, lęki, ADHD i uzależnienia.

Jak zwiększyć neuroplastyczność

Codzienne ćwiczenia fizyczne i umysłowe mogą pomóc zwiększyć neuroplastyczność. Ogólnie rzecz biorąc, aktywności pomagające Twojemu mózgowi dzielą się na dwie kategorie:

• Nowe doświadczenia: Nowość tworzy nowe ścieżki neuronowe.

• Skoncentrowana praktyka: Intensywne powtarzanie określonej umiejętności lub czynności wzmacnia połączenia neuronowe.

Ćwiczenia na neuroplastyczność

Poniższe przykłady treningu poznawczego mogą stymulować neuroplastyczność. Choć dowody z badania nad funkcjonowaniem poznawczym u osób starszych sugerują, że niektóre komercyjnie dostępne produkty do treningu mózgu mogą wspierać zdrowe starzenie się mózgu, naukowcy wciąż weryfikują naukowe twierdzenia wielu programów obiecujących poprawę funkcji poznawczych.

• Ćwiczenia ręki niedominującej: Używanie ręki niedominującej do codziennych czynności, takich jak szczotkowanie zębów czy używanie myszki, zmusza mózg do tworzenia nowych połączeń neuronowych.

• Joga: Praktykowanie jogi powiązano z obniżeniem poziomu stresu w ciele migdałowatym, czyli ośrodku strachu w mózgu.

• Czytanie: Nowe pojęcia i nowe słownictwo zwiększają i poprawiają łączność w mózgu.

• Sen: Choć tradycyjnie nie uważa się go za „ćwiczenie”, sen pomaga w uczeniu się i zapamiętywaniu poprzez przesyłanie informacji pomiędzy komórkami i rozwijanie połączeń między neuronami.

• Post: Post przerywany stymuluje wzrost neuronów i reakcje adaptacyjne w synapsach.

• Gra na instrumencie muzycznym: Nauka gry na nowym instrumencie zmusza mózg do tworzenia nowych sieci neuronowych i może zwiększyć łączność między regionami mózgu.

• Gry trenujące mózg: Na rynku dostępnych jest wiele gier trenujących mózg, zwanych też „grami neuroplastycznymi”, które mogą pomóc poprawić szybkość przetwarzania danych.

Ćwiczenia neuroplastyczne na lęki

Joga, medytacja i ćwiczenia fizyczne są często zalecane przy stanach lękowych ze względu na ich zdolność do zmniejszania poziomu stresu w mózgu.

Ćwiczenia neuroplastyczne przy ADHD

Ćwiczenia neuroplastyczne na ADHD mogą pomóc osobom z ADHD i ADD zminimalizować objawy. Wiele ćwiczeń na ADHD opiera się na grach wideo lub komputerowych zaprojektowanych w celu „trenowania” mózgu. Programy te łączą neuroplastyczność i EEG: uczestnicy noszą zestaw nagłowny EEG, który mierzy ich poziom uwagi w czasie rzeczywistym. Kontrolują rozgrywkę wyłącznie za pomocą aktywności swojego mózgu — gdy się rozproszą, rozgrywka zwalnia lub zatrzymuje się. Koncepcja wykorzystania danych EEG do trenowania lepszego funkcjonowania mózgu nosi nazwę „neurofeedbacku”.

Polecane książki o neuroplastyczności

Oto kilka fundamentalnych książek i artykułów na temat neuroplastyczności do dalszej lektury:

• Mózg zmienia się sam: Osobiste triumfy badaczy z rubieży neuronauki (autor: Norman Doidge)

• Jak naprawić uszkodzony mózg: Niezwykłe przypadki uzdrowienia i powrotu do sprawności z pogranicza neuroplastyczności (autor: Norman Doidge)

• Self-directed Neuroplasticity, Rick Hanson

• Principles of Neuroplasticity-based Rehabilitation, Michael Merzenich, Mor Nahum i Hyunkyu Lee

• My Stroke of Insight: A Brain Scientist’s Personal Journey (autor: Jill Bolte Taylor)

• Mózg i siła woli: Neuroplastyczność i moc umysłu (autorzy: Jeffrey M. Schwartz i Sharon Begley)

• The Stress-Proof Brain: Master Your Emotional Response to Stress Using Mindfulness & Neuroplasticity (autorka: Melanie Greenberg)

Czy Emotiv oferuje rozwiązania z zakresu neuroplastyczności?

Emotiv oferuje rozwiązania do neurofeedbacku i systemów BCI do monitorowania potencjalnych przejawów neuroplastyczności. Emotiv oferuje urządzenia EEG o nazwie Brainwear, oprogramowanie do monitorowania pracy mózgu, takie jak Emotiv Pro, a także oprogramowanie interfejsu mózg-komputer (BCI) o nazwie EmotivBCI.
Urządzenia BCI wykrywają zmiany w aktywności mózgu mierzone za pomocą aparatu EEG. Systemy BCI są często używane do rehabilitacji po udarze lub urazie mózgu — na przykład naukowcy testowali zdolność pacjenta po udarze do używania niekonwencjonalnych sygnałów z kory po jednej stronie mózgu do kontrolowania dłoni po tej samej stronie ciała. W przypadku urazów i zaburzeń układu nerwowego powiązanych z neuroplastycznością (takich jak ADHD, urazy mózgu, udar i lęki), wykorzystanie technologii BCI i EEG w rehabilitacji neurologicznej może pomóc poprawić zdolność pacjenta do radzenia sobie z codziennymi doświadczeniami.