Neuroplastyczność ciekawostki

Neuroplastyczność to zdolność mózgu do zmiany swojej struktury i funkcji w odpowiedzi na doświadczenia, uczenie się i uszkodzenia. Oznacza to, że mózg nie jest „zaprogramowany” raz na zawsze – tworzy nowe połączenia neuronalne, wzmacnia te istniejące lub reorganizuje całe obszary. Proces ten występuje zarówno w dzieciństwie, jak i w dorosłości, chociaż z wiekiem jego dynamika maleje.

20 ciekawostek o neuroplastyczności

1. Termin „neuroplastyczność” został po raz pierwszy użyty w 1948 roku przez polskiego neurofizjologa Jerzego Konorskiego w jego pracy „Conditioned Reflexes and Neuron Organization”. Konorski udowodnił, że mózg może zmieniać swoją strukturę w odpowiedzi na doświadczenia.

2. Santiago Ramón y Cajal, laureat Nagrody Nobla z 1906 roku, błędnie twierdził, że „w dorosłych centrach nerwowych ścieżki nerwowe są stałe i niezmienne”. Ta teoria dominowała w neurobiologii przez następne 60 lat, znacznie opóźniając badania nad plastycznością mózgu.

3. Przełomowe odkrycie neuroplastyczności u dorosłych dokonał w 1998 roku Peter Eriksson, który po raz pierwszy udowodnił neurogenezę (powstawanie nowych neuronów) w hipokampie dorosłego człowieka. Jego badania obaliły mit o niezmienności dorosłego mózgu.

4. Mózg człowieka zawiera około 86 miliardów neuronów, które tworzą około 100 bilionów połączeń synaptycznych. Te połączenia mogą się wzmacniać, osłabiać lub całkowicie znikać w ciągu zaledwie kilku minut intensywnej aktywności umysłowej.

zobacz: 54 ciekawostki o mózgu

5. Pierwsze dowody na istnienie plastyczności synaptycznej odkryto w 1973 roku w laboratoriach Tima Blissa i Terje Lømo w Norwegii. Zjawisko to nazwano długotrwałym wzmocnieniem i stało się ono podstawą naszego rozumienia uczenia się i pamięci.

6. Krytyczne okresy rozwoju mózgu występują w różnym czasie dla różnych funkcji: wzrok rozwija się głównie do 8 roku życia, język do 13 roku, a funkcje wykonawcze dojrzewają dopiero około 25 roku życia, gdy kończy się mielinizacja kory przedczołowej.

7. Badania nad plastycznością mózgu bardzo przyśpieszyły po wynalezieniu rezonansu magnetycznego w 1990 roku. Po raz pierwszy naukowcy mogli obserwować zmiany w żywym mózgu w czasie rzeczywistym, bez ingerencji chirurgicznej.

8. Michael Merzenich z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco udowodnił w latach 80., że mapa kory somatosensorycznej może się reorganizować w ciągu zaledwie kilku tygodni po amputacji. Obszary odpowiedzialne za amputowaną kończynę zostają „przejęte” przez sąsiednie regiony.

9. Pierwszy komercyjny program treningowy wykorzystujący neuroplastyczność, Fast ForWord, został wprowadzony na rynek w 1997 roku. Program ten pomógł tysiącom dzieci z dysleksją i zaburzeniami przetwarzania słuchowego.

10. David Hubel i Torsen Wiesel w 1981 roku otrzymali Nagrodę Nobla za odkrycia dotyczące przetwarzania informacji w układzie wzrokowym. Udowodnili, że oko nieużywane w pierwszych miesiącach życia może na zawsze stracić zdolność widzenia.

Autor: Pasjonat

11. Norman Doidge w przełomowej książce „The Brain That Changes Itself” opisuje przypadek Paula Bach-y-Rita, który opracował system pozwalający niewidomym „widzieć” przez język. Urządzenie przekształcało obraz z kamery na wzory wibracji na języku, a mózg uczył się interpretować te sygnały jako informacje wzrokowe w ciągu zaledwie 15 minut treningu.

12. Badania Alvaro Pascual-Leone opisane w „The Plastic Human Brain” wykazały, że już po 5 dniach intensywnego treningu gry na pianinie grubość kory ruchowej wzrasta o 3%. Co jeszcze bardziej zaskakujące, sam trening mentalny (wyobrażanie sobie gry) powodował podobne, choć mniejsze zmiany strukturalne.

13. Londyńscy taksówkarze mają znacznie powiększony tylny hipokamp w porównaniu do przeciętnego człowieka. Im dłużej pracowali jako taksówkarze, tym większy był ten obszar mózgu odpowiedzialny za nawigację przestrzenną.

14. Daniel Siegel w „Mindsight” opisuje zjawisko zwane „neuroplastycznością skierowaną”, gdzie świadome skupienie uwagi może dosłownie zmieniać strukturę mózgu. Osoby praktykujące medytację mindfulness (medytacja uważności) przez 8 tygodni wykazują wzrost gęstości szarej substancji w hipokampie o 5% oraz zmniejszenie migdałowatego ciała o 3%.

15. Badania Catherine Loveday przedstawione w „The Neuroscience of Expertise” pokazują, że eksperci w różnych dziedzinach mają charakterystyczne zmiany mózgowe: szachiści mają powiększoną korę wzrokową, matematycy mają grubszą korę ciemieniową, a muzycy mają powiększone obszary słuchowe i ruchowe.

Autor: Antykwariusz

16. Najbardziej spektakularnym przykładem neuroplastyczności jest przypadek Michelle Mack, która urodziła się z jedną połową mózgu (hemispherektomia), ale jej lewa półkula przejęła funkcje prawej w stopniu tak doskonałym, że ukończyła studia i pracuje jako pedagog specjalny. Skanowanie jej mózgu pokazuje, że pojedyncze neurony utworzyły połączenia o długości nawet 20 razy większej niż normalnie, tworząc skomplikowane „obejścia” neuronalne. Co więcej, jej mózg wykształcił zupełnie nowe wzorce aktywności – obszary zwykle odpowiedzialne za ruch prawej ręki kontrolują u niej także funkcje językowe.

17. Neuroplastyczność ma swój własny rytm dobowy, który jest zsynchronizowany z 24-godzinnym cyklem światła i ciemności. Badania przeprowadzone na Uniwersytecie Rockefellera pokazały, że synapsy w hipokampie wzmacniają się najbardziej między godziną 22:00 a 2:00 w nocy, podczas gdy w ciągu dnia (między 10:00 a 16:00) dominuje proces ich osłabiania. Dlatego informacje przyswojone wieczorem są zapamiętywane 40% skuteczniej niż te uczone rano. Co fascynujące, u osób pracujących na zmiany nocne ten rytm może się całkowicie odwrócić w ciągu zaledwie 10 dni.

18. Odkryto, że mózg może regenerować się w sposób tak zaawansowany, że niektóre osoby z masywnym uszkodzeniem półkuli lewej (tradycyjnie uważanej za „językową”) mogą odzyskać pełną sprawność mowy przez „przeprogramowanie” półkuli prawej. Najbardziej zdumiewającym przypadkiem jest 34-letni John, który po udarze stracił 85% kory językowej, ale dzięki intensywnej terapii przez 3 lata odbudował umiejętności językowe do poziomu niemal normalnego. Skanowania pokazują, że jego półkula prawa wykształciła mikro-obszary językowe rozproszone po całej swojej powierzchni, tworząc nową, unikalną „mapę językową” niespotykaną u żadnego innego człowieka.

19. Neuroplastyczność może być „zakaźna” między ludźmi dzięki zjawisku zwanem neuronalną synchronizacją interpersonalną. Kiedy dwie osoby prowadzą głęboką rozmowę, ich fale mózgowe zaczynają się synchronizować w paśmie gamma (30-100 Hz) w ciągu zaledwie 3 minut. Co więcej, osoba o silniejszej plastyczności neuronalnej może dosłownie „zarażać” swoimi wzorcami plastyczności innych ludzi. Badania na Uniwersytecie Princeton pokazały, że uczniowie słuchający najlepszych nauczycieli wykazują wzrost neuroplastyczności o 15% już po jednym semestrze, a ich mózgi zaczynają wykazywać podobne wzorce aktywności do mózgów swoich pedagogów.

20. Najbardziej niezwykłym odkryciem ostatnich lat jest istnienie „plastyczności epigenetycznej”, gdzie nasze doświadczenia mogą zmieniać ekspresję genów nie tylko w naszym mózgu, ale także przekazywać te zmiany dzieciom i wnukom. Badania na Uniwersytecie Emory wykazały, że myszy, które nauczyły się bać określonego zapachu, przekazywały ten lęk swojemu potomstwu przez trzy pokolenia, mimo że młode myszy nigdy wcześniej nie spotkały się z tym zapachem. U ludzi zaobserwowano podobne zjawisko: wnukowie ofiar Holokaustu mają zmienioną ekspresję genów związanych ze stresem, co może wpływać na ich reakcje lękowe. Oznacza to, że nasze decyzje i doświadczenia mogą dosłownie „przeprogramowywać” mózgi przyszłych pokoleń.

Autor: Cecily

Neuroplastyczność pytania

Jakie są naukowe podstawy neuroplastyczności?

Neuroplastyczność opiera się na fizycznych i chemicznych zmianach w synapsach – połączeniach między neuronami. Kiedy uczymy się nowych rzeczy, zwiększa się stężenie neurotransmiterów, takich jak glutaminian, a białka takie jak BDNF (brain-derived neurotrophic factor) wspierają rozwój dendrytów. Te zjawiska zaobserwowano np. u taksówkarzy londyńskich, których hipokamp – obszar mózgu odpowiedzialny za nawigację – był istotnie większy niż przeciętnie.

Czy neuroplastyczność występuje tylko u dzieci?

Chociaż mózgi dzieci są szczególnie plastyczne, neuroplastyczność zachodzi także u dorosłych, a nawet u osób starszych. Przykładowo, po udarze mózgu wielu pacjentów odzyskuje utracone funkcje dzięki reorganizacji sieci neuronalnych. Badania potwierdziły, że intensywna rehabilitacja aktywuje u dorosłych zdrowe obszary mózgu, które przejmują funkcje tych uszkodzonych.

Czy neuroplastyczność oznacza, że mózg może się „naprawić”?

W pewnym stopniu tak. Mózg nie jest w stanie odtworzyć neuronów w takim zakresie jak np. skóra komórki naskórka, ale może przekierować sygnały przez nowe ścieżki i nauczyć się funkcjonować inaczej. Rehabilitacje neurologiczne, np. po afazji, często wykorzystują tę zdolność – pacjenci uczą się mówić od nowa innym obszarem kory mózgowej niż pierwotny ośrodek mowy.

Jak neuroplastyczność wpływa na proces uczenia się?

Uczenie się polega na wzmacnianiu połączeń między neuronami poprzez powtarzanie informacji i czynności. Im częściej używasz danej ścieżki neuronowej, tym silniejsza się staje – to zjawisko nazywa się długotrwałym wzmocnieniem synaptycznym. Dlatego codzienna praktyka języka obcego lub gry na instrumencie dosłownie „rzeźbi” nowe struktury w mózgu.

Czy neuroplastyczność może być szkodliwa?

Tak, w przypadku tzw. negatywnej neuroplastyczności. Jeśli powtarzasz szkodliwe zachowania lub żyjesz w stresie, twój mózg może się do tego „przyzwyczaić”. Przykładem są zmiany w układzie limbicznym i korze przedczołowej u osób przewlekle zestresowanych – mogą one prowadzić do depresji, lęków czy uzależnień. To plastyczność w służbie destrukcji, jak określił to psychiatra Norman Doidge.

Jakie ćwiczenia wspierają neuroplastyczność?

Najlepsze efekty przynosi kombinacja aktywności umysłowej, fizycznej i społecznej. Rozwiązywanie problemów, nauka nowych umiejętności, kontakt z ludźmi i regularny ruch fizyczny zwiększają produkcję neurotrofin. Badania przeprowadzone przez Uniwersytet Harvarda wykazały, że nawet 20 minut dziennie intensywnego marszu poprawia funkcjonowanie pamięci roboczej poprzez zwiększenie przepływu krwi w hipokampie.

Czy medytacja wpływa na neuroplastyczność?

Tak, istnieją liczne badania potwierdzające ten wpływ. Regularna medytacja mindfulness zwiększa grubość kory przedczołowej i zmniejsza aktywność ciała migdałowatego, odpowiedzialnego za reakcje lękowe. Według badań Sary Lazar z Harvard Medical School już po 8 tygodniach treningu MBSR (Mindfulness-Based Stress Reduction) zaobserwowano zmiany strukturalne w obszarach odpowiedzialnych za pamięć, empatię i samoregulację emocjonalną.

Czy neuroplastyczność pomaga w leczeniu traum?

Tak, terapia poznawczo-behawioralna i EMDR (Eye Movement Desensitization and Reprocessing) opierają się na wykorzystaniu neuroplastyczności do „przepisywania” bolesnych wspomnień. Mózg może nauczyć się inaczej reagować na wyzwalacze traumy poprzez tworzenie nowych skojarzeń i wygaszanie starych reakcji lękowych. To realna zmiana w połączeniach między ciałem migdałowatym a korą czołową.

Jak długo trwa proces neuroplastyczny?

Zależy od intensywności i rodzaju stymulacji. W niektórych przypadkach – np. nauka nowych słówek – zmiany można zaobserwować już po kilku godzinach. Inne procesy, jak odzyskiwanie funkcji po udarze lub trauma z dzieciństwa, mogą trwać miesiące lub lata. Mózg nie ma „przycisku reset”, ale jego elastyczność jest znaczna, o ile bodźce są powtarzalne i ukierunkowane.

Czy dieta wpływa na neuroplastyczność?

Zdecydowanie tak. Składniki takie jak kwasy tłuszczowe omega-3 (obecne w rybach morskich), polifenole (np. z jagód) oraz witaminy z grupy B wspierają zdrowie mózgu. BDNF – kluczowe białko neuroplastyczne – lepiej funkcjonuje przy zrównoważonej diecie śródziemnomorskiej. Z kolei nadmiar cukru i tłuszczów nasyconych wiąże się z degeneracją hipokampu.

Czy można trenować neuroplastyczność jak mięsień?

W pewnym sensie tak. Mózg reaguje na systematyczny trening. Im bardziej różnorodne i wyzywające są zadania, tym większy efekt. To dlatego nauka tańca, nowego języka czy granie w szachy lepiej stymuluje mózg niż bierna konsumpcja treści. Neuropsycholog Michael Merzenich twierdzi, że „każdy akt świadomego uczenia się zmienia fizycznie mózg”.

Jakie choroby wiążą się z zaburzoną neuroplastycznością?

Zaburzenia neuroplastyczności odgrywają rolę w chorobach takich jak depresja, schizofrenia, choroba Alzheimera i autyzm. W depresji np. obniżone poziomy BDNF korelują ze zmniejszoną objętością hipokampu. W chorobie Alzheimera zanik plastyczności objawia się upośledzeniem tworzenia nowych wspomnień.

Czy sen wpływa na neuroplastyczność

Sen, zwłaszcza faza REM, jest kluczowy dla konsolidacji pamięci i plastyczności synaptycznej. Podczas snu mózg „utrwala” nowe połączenia, wzmacniając ścieżki związane z uczeniem się. Badania EEG pokazują, że deprywacja snu zmniejsza aktywność w korze przedczołowej, co pogarsza zdolność adaptacji poznawczej.

Czy neuroplastyczność to coś, co można świadomie kontrolować?

Nie da się jej w pełni kontrolować, ale można ją stymulować. Decyzje podejmowane codziennie – jak spędzamy czas, co czytamy, z kim rozmawiamy – kształtują nasz mózg. To nie jest magia, ale neurobiologiczna rzeczywistość. Jak mówi neurobiolog David Eagleman: „To, kim jesteś teraz, to efekt twojej przeszłej neuroplastyczności. To, kim będziesz, zależy od tego, co robisz z nią dziś.”