Пластичность мозга эксперименты. Жить с одним полушарием: что такое пластичность мозга? Структурная нейропластичность: постоянная развития

Еще 30 лет назад человеческий мозг считался органом, который заканчивает свое развитие во взрослом возрасте. Однако наша нервная ткань эволюционирует всю жизнь, отвечая на движения интеллекта и изменения во внешней среде. Пластичность мозга позволяет человеку учиться, исследовать или даже жить с одним полушарием, если второе было повреждено. T&P рассказывают, что такое нейропластичность и как она работает на физиологическом и молекулярном уровне.

Развитие мозга не замирает, когда завершается его формирование. Сегодня мы знаем, что нейронные связи возникают, гаснут и восстанавливаются постоянно, так что процесс эволюции и оптимизации в нашей голове не прекращается никогда. Это явление носит название «нейрональная пластичность», или «нейропластичность». Именно она позволяет нашему разуму, сознанию и когнитивным навыкам адаптироваться к изменениям окружающей среды, и именно она является ключом к интеллектуальной эволюции вида. Между клетками нашего мозга постоянно возникают и поддерживаются триллионы связей, пронизанных электрическими импульсами и вспыхивающих, как маленькие молнии. Каждая клетка на своем месте. Каждый межклеточный мостик тщательно проверен с точки зрения необходимости его существования. Ничего случайного. И ничего предсказуемого: ведь пластичность мозга - это его способность приспосабливаться, улучшать себя и развиваться по обстоятельствам.

Пластичность позволяет мозгу переживать удивительные перемены. Например, одно полушарие может дополнительно взять на себя функции другого, если то не работает. Так произошло в случае Джоди Миллер - девочки, которой в возрасте трех лет из-за не поддававшей лечению эпилепсии почти целиком удалили кору правого полушария, заполнив освободившееся пространство спинномозговой жидкостью. Левое полушарие почти мгновенно стало адаптироваться к создавшимся условиям и взяло на себя управление левой половиной тела Джоди. Спустя всего десять дней после операции девочка покинула больницу: она уже могла ходить и пользоваться левой рукой. Несмотря на то что у Джоди осталась только половина коры, ее интеллектуальное, эмоциональное и физическое развитие идет без отклонений. Единственным напоминанием об операции остается легкий паралич левой части тела, который, однако, не помешал Миллер посещать занятия по хореографии. В 19 лет с отличными оценками она окончила школу.

Все это стало возможным благодаря способности нейронов создавать между собой новые связи и стирать старые, если они не нужны. В основе этого свойства мозга лежат сложные и малоизученные молекулярные события, которые опираются на экспрессию генов. Неожиданная мысль ведет к появлению нового синапса - зоны контакта между отростками нервных клеток. Освоение нового факта - к рождению новой клетки мозга в гипоталамусе . Сон дает возможность растить необходимые и удалять ненужные аксоны - длинные отростки нейронов, по которому нервные импульсы идут от тела клетки к ее соседкам.

Если ткань повреждена, мозг узнает об этом. Часть клеток, которые раньше анализировали свет, могут начать, к примеру, обрабатывать звук. Судя по данным исследований, в том, что касается информации, у наших нейронов просто зверский аппетит, так что они готовы анализировать все, что им только предложат. Любая клетка способна работать со сведениями любого типа. Ментальные события провоцируют лавину событий молекулярных, которые происходят в телах клеток. Тысячи импульсов регулируют производство молекул, необходимых для мгновенного ответа нейрона. Генетический пейзаж, на фоне которого разворачивается это действо, - физические изменения нервной клетки - выглядит невероятно многоплановым и сложным.

«Процесс развития мозга позволяет создавать миллионы нейронов в правильных местах, а потом «инструктирует» каждую клетку, помогая ей сформировать уникальные связи с другими клетками», - рассказывает Сьюзан МакКоннел , ученый-нейробиолог из Стэнфордского университета. «Можно сравнить это с театральной постановкой: она разворачивается по сценарию, написанному генетическим кодом, но у нее нет ни режиссера, ни продюсера, а актеры ни разу в жизни не разговаривали друг с другом до того, как выйти на сцену. И несмотря на все это, спектакль идет. Для меня это настоящее чудо».

Пластичность мозга проявляется не только в экстремальных случаях - после травмы или болезни. Само по себе развитие когнитивных способностей и памяти тоже является ее следствием. Исследования доказали, что освоение любых новых навыков, будь то изучение иностранного языка или привыкание к новой диете, усиливает синапсы. При этом декларативная память (например, запоминание фактов) и процедурная память (например, сохранение моторных навыков езды на велосипеде) связаны с двумя известными нам типами нейропластичности.

Структурная нейропластичность: постоянная развития

С декларативной памятью связана структурная нейропластичность. Каждый раз, когда мы обращаемся к знакомой информации, синапсы между нашими нервными клетками меняются: стабилизируются, усиливаются или стираются. Это происходит в мозжечке , миндалинах , гиппокампе и коре больших полушарий каждого человека каждую секунду. «Приемники» информации на поверхности нейронов - так называемые дендритные шипики - растут, чтобы усваивать больше сведений. Причем если процесс роста запускается в одном шипике, соседние тут же охотно следуют его примеру. В постсинаптических уплотнениях - плотной зоне, которая есть в некоторых синапсах, - вырабатывается больше 1000 белков, которые помогают отрегулировать обмен информацией на химическом уровне. По синапсам курсируют множество различных молекул, действие которых позволяет им не распасться. Все эти процессы идут постоянно, так что с точки зрения химии наша голова выглядит как пронизанный транспортными сетями мегаполис, который всегда находится в движении.

Нейропластичность обучения: вспышки в мозжечке

Нейропластичность обучения, в отличие от структурной, возникает вспышками. Она связана с процедурной памятью, отвечающей за чувство равновесия и моторику. Когда мы садимся на велосипед после долгого перерыва или учимся плавать кролем, в нашем мозжечке восстанавливаются или возникают впервые так называемые лазящие и моховидные волокна: первые - между крупными клетками Пуркинье в одном слое ткани, вторые - между гранулярными клетками в другом. Множество клеток меняется вместе, «хором», в один и тот же момент, - так что мы, ничего специально не вспоминая, оказываемся способны сдвинуть с места самокат или удержаться на плаву.

Моторная нейропластичность тесно связана с явлением долговременной потенциации - усилением синаптической передачи между нейронами, которое позволяет надолго сохранить проводящий путь. Сегодня ученые полагают, что долговременная потенциация лежит в основе клеточных механизмов обучения и памяти. Это она на протяжении всего процесса эволюции различных видов обеспечивала их способность приспосабливаться к изменениям окружающей среды: не падать с ветки во сне, копать подмерзшую почву, замечать тени хищных птиц в солнечный день.

Очевидно, однако, что два типа нейропластичности позволяют описать далеко не все изменения, которые происходят в нервных клетках и между ними на протяжении жизни. Картина мозга, похоже, так же сложна, как картина генетического кода: чем больше мы о нем узнаем, тем лучше понимаем, как мало нам в действительности известно. Пластичность позволяет мозгу приспосабливаться и развиваться, менять свою структуру, улучшать свои функции в любом возрасте и справляться с последствиями болезней и травм. Это результат одновременной совместной работы самых разных механизмов, законы которой нам еще только предстоит изучить.

Многие ученые считали, что наш мозг не меняется с детства. С момента взросления он больше не трансформируется. Новые открытия, сделанные в последние десятилетия, говорят о том, что прежние утверждения не верны. Теория нейропластичности мозга подтверждает, что данный орган может меняться и делает это, ведь он гибкий, как пластилин.

Что такое нейропластичность?

Нейропластичность - это способность мозга изменять себя на протяжении всей жизни. Метаморфозы могут быть как физические, так и функциональные; происходить под влиянием факторов как внешней среды, так и внутренней.

Концепция нейропластичности мозга является весьма новым видением, ведь раньше ученые считали, что данный орган имеет возможность изменяться только в раннем возрасте и теряет эту способность во взрослой жизни. Отчасти они были правы, ведь в детстве он намного пластичнее, но это совершенно не значит, что мозг взрослого человека - статичный орган.

Пластичность мозга определяет нашу способность к обучению. Если человек может приобретать новые знания, навыки, избавляться от старых плохих привычек - его мозг пластичен. Помогает в приобретении новых способов мышления именно внимание и умение его концентрировать.

Как работает нейропластичность?

Наш мозг представляет собой целостную энергосистему, в которой большое количество различных лабиринтов и ходов. Некоторые пути хорошо нам известны, мы продвигаемся по ним с определенной регулярностью - это наши привычки.

Нам не стоит труда повторить это действие еще раз, ведь оно доведено до автоматизма и перешло на еще более высокий надсознательный уровень, когда нам не требуется подключения сознания. Эти автоматические действия, которые мы делаем верно, легко и без усилий, никак не развивают наш мозг.

Например, если музыкант уверенно владеет инструментом, он не смотрит на клавиши, новичку же приходится все время следить за своими пальцами. Также к знакомым тропам нашего мышления можно отнести методы, к которым мы прибегаем для решения тех или иных задач, наши эмоции и чувства, которые испытываем каждый день. Эта дорога уже истоптана и хорошо известна, нашему мозгу теперь проще преодолевать этот путь.

Как реагирует мозг на новые задания?

Если нам приходится решать ранее не знакомые задачи, испытывать новые эмоции или чувства, наше мышление ведет нас другим путем. Первый шаг по незнакомым дорогам всегда сложный, можно даже физически почувствовать, как ваши извилины начали работать, может заболеть голова или пульсировать в определенных участках - это включаются в работу те нейроны, которые до недавнего времени спали крепким сном. Это и есть нейропластичность. Перестраивая мозг, мы можем добиться качественно нового уровня его функционирования.

Пока мы осваиваем новые маршруты, а старые не используем, вторые начинают "зарастать мхом". Мозг пластичен: если не делать над собой усилия и не развивать его, он склонен к деградации; если же тренировать, "бурить" в нем новые "скважины", то нейронных связей становится больше, кроме того, усиливается их прочность.

Уникальность человека в том, что мозг управляет им, но можно научиться самому контролировать коварный орган. Это сложнее, чем вы думаете, но абсолютно реально для всех. Если мы избавились от вредной привычки и научились мыслить более позитивно - это и есть использование пластичности мозга на практике. Если вы умете фокусировать внимание на той способности, которую желаете приобрести, вы можете изменить функционирование вашего мозга.

Принципы ремоделирования

Мотивация и заинтересованность - лучшие помощники нейропластичности.
Чем больше стараний вы прилагаете, тем заметнее изменения.
Первый результат временный. Чтобы изменения приобрели постоянный характер, нужно убедить мозг в их значимости.
Нейропластичность - это не только положительные изменения, которые происходят благодаря нашим стараниям, но и отрицательные. Если вы сделали усилие над собой - это шаг вперед, если не сделали, то вы не остались стоять на месте, а сделали два шага назад.

Почему с годами приобретать знания становится тяжелее?

Это зависит не только от развития нейропластичности мозга, но и от полученного опыта. В школьные годы мы приобретаем множество знаний. Кто-то их усваивает легко, для кого-то нужно больше времени. Сознание большинства прилежных учеников убеждено, что эти навыки станут полезными, поэтому память "упрашивает" мозг запомнить некоторый объем информации, что он с удовольствием и делает.

Если в будущем данная информация не находит практического применения, то мозг говорит: "Ну и зачем мне эти знания, которые я так долго держал в своих архивах?". Получается, эти данные занимали серьезную нишу в нашей голове, хорошо, если хоть однажды ими удалось блеснуть перед друзьями или начальством.

В следующий раз мозг уже не сможет принять в свою "библиотеку" информацию, которую не удастся практически применить. Теперь он отбирает только жизненно необходимые знания. Если умения или факты лежат в нашей голове без дела, они в какой-то момент начнут "разлагаться" и приносить вред нашему психическому здоровью. Все знания должны быть задействованы. Как это сделать? Читайте следующий пункт.

Как тренировать свой мозг?

Не давать застаиваться материалу в нашей голове поможет тренировка. Нейропластичность мозга зависит не только от факторов извне, но и от нас самих.

Итак, несколько способов, которые помогут держать ум в тонусе:

Решайте судоку и кроссворды каждый день. Они помогут сделать ваше мышление более гибким.
Читайте как можно больше. Это касается не только художественной литературы, но и познавательной. Очень хорошо, если материал будет малознакомым и заставит вас открыть словарь или Google. Важно, чтобы он был актуальным и интересным.
Общение с другими людьми. Любая информация остается в нашем мозге навсегда, будь то чтение, общение, что-то услышанное или увиденное. Мы можем не подозревать об этом до поры до времени, но оно отложилось в нашем подсознании и рано или поздно даст о себе знать. Общайтесь с людьми, которые лучше вас. Если по долгу профессии вам приходится контактировать с неблагополучными личностями, то старайтесь максимально контролировать себя в процессе общения и абстрагироваться.
Читать полезно, но еще более плодотворное занятие - это письмо. Займитесь рерайтингом или копирайтингом, напишите выдуманную историю или стихотворение, даже если вы считаете, что у вас нет таланта.
Не смотрите телевизор и малополезные каналы на Youtube. СМИ предлагают нам полностью обработанную информацию, которая максимально разжеванная. Она проходит мимо мозга и сразу "глотается". Если уж и выбирать программу, то такую, которая не будет расслаблять.
Решайте головоломки, собирайте кубик Рубика и пазлы.
Свободное время можете посвятить играм на развитие логики, быстроты мышления или на концентрацию внимания.
Применяйте ваши умения в повседневной жизни.
Чаще используйте обе руки одновременно.
Работа мозга зависит и от общей физической формы, поэтому нужно заниматься спортом и правильно питаться.
Сон - лучшее средство "перезагрузки" для мозга. В этот период он очищается от токсинов и перерабатывает накопленную за день информацию, сортирует ее. Недаром говорят, что утро вечера мудренее.
Освойте новый музыкальный инструмент или начните учить новый язык. Не стоит подтягивать английский, если 10 лет в школе и 5 в институте не дали должных результатов. Возможно, вас учили не так, как бы хотел ваш мозг. Нужно выбрать язык и попытаться осваивать его своими методами. Когда удастся открыть личный алгоритм изучения, сможете благодаря ему собрать остальные рассыпанные знания.

Проверьте, как работает ваш мозг

Прогуливаясь по супермаркету, например, в чайном отделе, закройте глаза и назовите 10 марок товара. Если удалось вспомнить 7 и более - это хороший результат.
Попросите кого-нибудь написать названия 10 разных предметов, изучите список 30 секунд и отложите его. Постарайтесь вспомнить все вещи в указанной последовательности (8 и более - хороший результат).
Расшифруйте анаграммы: фетенол, иатраг, демачон, качша.
Продолжите закономерность: 1 4 9 16 25 ...
Уберите три спички так, чтобы получилось 4 ровных квадрата.

Экология познания: Еще 30 лет назад человеческий мозг считался органом, который заканчивает свое развитие во взрослом возрасте. Однако наша нервная ткань эволюционирует всю жизнь, отвечая на движения интеллекта и изменения во внешней среде. Пластичность мозга позволяет человеку учиться, исследовать или даже жить с одним полушарием, если второе было повреждено.

Все это стало возможным благодаря способности нейронов создавать между собой новые связи и стирать старые, если они не нужны. В основе этого свойства мозга лежат сложные и малоизученные молекулярные события, которые опираются на экспрессию генов. Неожиданная мысль ведет к появлению нового сина пса - зоны контакта между отростками нервных клеток. Освоение нового факта - к рождению новой клетки мозга в гипот аламусе . Сон дает возможность растить необходимые и удалять ненужные аксо ны - длинные отростки нейронов, по которому нервные импульсы идут от тела клетки к ее соседкам.

«Процесс развития мозга позволяет создавать миллионы нейронов в правильных местах, а потом «инструктирует» каждую клетку, помогая ей сформировать уникальные связи с другими клетками», - рассказывает Сьюзан МакКоннел, ученый-нейробиолог из Стэнфордского университета. «Можно сравнить это с театральной постановкой: она разворачивается по сценарию, написанному генетическим кодом, но у нее нет ни режиссера, ни продюсера, а актеры ни разу в жизни не разговаривали друг с другом до того, как выйти на сцену. И несмотря на все это, спектакль идет. Для меня это настоящее чудо».

Структурная нейропластичность: постоянная развития

Это происходит в мозжечке, миндалинах, гиппокампе и коре больших полушарий каждого человека каждую секунду. «Приемники» информации на поверхности нейронов - так называемые дендритные шипики - растут, чтобы усваивать больше сведений. Причем если процесс роста запускается в одном шипике, соседние тут же охотно следуют его примеру. В постсинаптических уплотнениях - плотной зоне, которая есть в некоторых синапсах, - вырабатывается больше 1000 белков, которые помогают отрегулировать обмен информацией на химическом уровне. По синапсам курсируют множество различных молекул, действие которых позволяет им не распасться. Все эти процессы идут постоянно, так что с точки зрения химии наша голова выглядит как пронизанный транспортными сетями мегаполис, который всегда находится в движении.

Нейропластичность обучения: вспышки в мозжечке

Нейропластичность обучения, в отличие от структурной, возникает вспышками. Она связана с процедурной памятью, отвечающей за чувство равновесия и моторику. Когда мы садимся на велосипед после долгого перерыва или учимся плавать кролем, в нашем мозжечке восстанавливаются или возникают впервые так называемые лазящие и моховидные волокна: первые - между крупными https://ru.wikipedia.org/wiki/клетками Пуркинье в одном слое ткани, вторые - между гранулярными клетками в другом. Множество клеток меняется вместе, «хором», в один и тот же момент, - так что мы, ничего специально не вспоминая, оказываемся способны сдвинуть с места самокат или удержаться на плаву.

Norman Doidge, «The Brain That Changes Itself: Stories of Personal Triumph from the Frontiers of Brain Science»