Нейропластичность — основные принципы и механизмы

Нейропластичность — это способность мозга изменять свою структуру и функции в ответ на новый опыт или обучение. Это означает, что наш мозг постоянно может меняться и адаптироваться в зависимости от внешних воздействий.

В следующих разделах статьи мы расскажем о том, как можно использовать нейропластичность для улучшения памяти, обучения, развития навыков и даже восстановления после травмы мозга. Вы узнаете, какие факторы влияют на нейропластичность, какие упражнения и стратегии помогают стимулировать ее, а также какие ошибки следует избегать, чтобы не нарушить этот удивительный процесс.

Чтобы укрепить связи между нейронами, необходимо, чтобы организм и мозг находились в ресурсном состоянии. Сложно формировать новые нейронные связи, если физиологическое состояние недостаточно хорошее. Кроме того, важно правильно питаться, высыпаться (7-9 часов по рекомендации National Sleep Foundation, особенно после 40 лет), употреблять достаточное количество воды, проветривать помещение и гулять на свежем воздухе, а также заниматься спортом, так как 20-25 минут физической нагрузки благоприятно влияют на нейропластичность.

Для тренировки нейропластичности мозга полезно ставить перед собой новые интересные цели, такие, решение которых потребует находить новые пути, а не только выполнять привычные задачи на автопилоте.

• Подчеркнем, что у пациентов, страдающих от депрессии, нейропластичность головного мозга также нарушена. Это было подтверждено научными исследованиями. При этом могут быть поражены различные области головного мозга, ответственные за эмоции и настроение:
• амигдала, играющая ключевую роль в эмоциональной памяти;
• гиппокамп;
• префронтальная кора, участвующая в регуляции эмоций.

Эксперты считают, что снижение пластичности головного мозга является причиной развития депрессивных состояний.

Врачи отмечают, что при депрессии нейропластичность обладает интересной особенностью — обратимостью.

Пластичность мозга или процесс обучения

Представьте себе головной и спинной мозг как сеть дорог — некоторые из них постоянно используются, а другие почти нет. Столицей этой сети являются самые загруженные дороги. Малоиспользуемые маршруты становятся негодными и превращаются в узкие тропинки с потрескавшейся поверхностью.

После неврологической травмы человеку необходимо использовать узкие тропинки чаще, чтобы превратить их в столицы. Постепенно, но непрерывно головной и спинной мозг начинают улучшать эти пути и строить новые столицы. Они адаптируются, подобно пластиковым изделиям. Отсюда и термин «нейропластичность».

Как меняются головной и спинной мозг?

• Нейрогенез представляет собой непрерывный процесс образования новых нервных клеток, который не зависит от возраста.
• Образование новых синапсов происходит благодаря новому опыту, который создает новые связи между нервными клетками.
• Постоянное повторение и практика укрепляют связи между нервными клетками, что приводит к расширению синапсов.
• Синапсы, которые не используются, становятся слабее или неактивными в результате неиспользования.

Патологии, такие как инсульт, черепно-мозговая травма (ЧМТ) или травма спинного мозга (ТСМ), приводят к повреждению определенных участков головного мозга или спинного мозга. Можно провести аналогию с дорогой: неврологические повреждения приводят к закрытию определенных путей. В зависимости от того, какие участки головного или спинного мозга поражены, становится сложнее передвигаться по путям от головного мозга к телу (эфферентные нервные волокна) или от тела к мозгу (афферентные нервные волокна). В результате возникают параличи, спастичность и/или нарушения восприятия.

Обучение и тренировки изменяют структуру головного и спинного мозга. Если один путь закрыт, нервная система автоматически начинает искать новые маршруты. Чем чаще используются эти новые пути, тем они становятся более широкими и проходимыми.

После инсульта возможны ограничения в движениях пальцев. Систематические упражнения в процессе реабилитации могут способствовать формированию новых связей и улучшению существующих. Это может привести к восстановлению двигательных функций пальцев.

Музыканты знакомы с этим явлением. Исследования показывают, что у людей, играющих на струнных инструментах, области коры головного мозга, отвечающие за движения пальцев, развиты лучше, чем у не музыкально обученных людей. Тренировка делает мастера! Этот принцип можно применить и в реабилитации.

Неврологические повреждения могут показаться неизлечимыми. Но это не всегда так! В определенных случаях нервная система способна к изменениям и восстановлению.

8 способов улучшить пластичность мозга

Изучение новой информации, постоянное приобретение новых навыков и новый опыт помогают развить пластичность мозга. Вот несколько упражнений, которые улучшают мозговую активность.

1. Бегайте, танцуйте, занимайтесь в спортзале. Согласно исследованиям, физические упражнения улучшают пластичность мозга и могут предотвратить или отсрочить появление болезни Альцгеймера.
2. Попробуйте заниматься привычной деятельностью в темноте. Попытайтесь почистить зубы или одеться, не включая свет. Когда «отсутствует» зрение, обостряются другие органы чувств. Это даёт интересный опыт и позволяет научиться ориентироваться в темноте. Устраивайте себе регулярно «час темноты» и приобретайте новые навыки.
3. Лучше всего запоминаются записи, сделанные от руки. Ручное письмо активизирует мозг и улучшает память. Последние исследования показали, что студенты, которые писали заметки от руки, продемонстрировали лучшие результаты, чем те, кто использовал клавиатуру. Мозговое сканирование также показало, что процесс написания от руки активизирует больше областей мозга, чем цифровая фиксация текста на ноутбуке или телефоне.
4. Попробуйте научиться жонглировать. Согласно одному увлекательному исследованию, занятия жонглированием улучшают мозговую активность и вызывают изменения в белом веществе мозга. Изменения замечены в тех частях мозга, которые отвечают за координацию движений и моторику рук.
5. Разгадывайте пазлы, загадки, головоломки и ребусы. Исследования показали, что у людей старше 50 лет, которые регулярно разгадывают пазлы и другие головоломки, мозг работает более эффективно по сравнению с теми, кто не занимается подобными умственными задачами.
6. Изменяйте темп повседневных действий. Если вы обычно ходите быстро, попробуйте прогуляться вдвое медленнее. Если вы привыкли делать что-то медленно, попробуйте увеличить темп. Это поможет создать новые нейронные связи и получить новый опыт.
7. Займитесь изучением иностранного языка. Ученые из Университета штата Пенсильвания (США) обнаружили, что изучение иностранных языков улучшает работу мозга и способствует формированию новых нейронных связей в любом возрасте.
8. Творите, рисуйте. По результатам исследований 2015 года, студенты, занимающиеся живописью и созданием картин, становятся более креативными за счет изменений в белом веществе передней доли мозга.

Таким образом, современная наука опровергает миф о статичности нервной системы. Открытие феномена нейропластичности показало, что наш мозг способен создавать новые нейронные связи на протяжении всей жизни. Это дает многим людям надежду на восстановление после тяжелых травм и операций.

Для улучшения состояния больных с нейродегенеративными заболеваниями уже сейчас важно начать проводить специальные тренинги для улучшения пластичности мозга. Несложные упражнения помогут не только улучшить память и концентрацию, но и сохранить гибкость и остроту мышления на долгие годы.

Функционирование и поведение

Мы обсудили, что пластичность — это способность мозга изменять свои биологические, химические и физические характеристики. Однако изменения затрагивают не только мозг, но также поведение и функционирование всего организма.

В последние годы мы узнали, что генетические или синаптические нарушения происходят в мозге как в результате старения, так и под влиянием множества факторов окружающей среды. Особенно важны открытия о пластичности мозга, а также о его уязвимости при различных расстройствах.

Мозг учится на протяжении всей нашей жизни — в любой момент и по разным причинам мы получаем новые знания. Например, дети приобретают огромное количество новой информации, что вызывает значительные изменения в мозговых структурах во время интенсивного обучения.

Различные виды неврологических травм, такие как повреждения и кровоизлияния, могут способствовать приобретению новых знаний, поскольку при нарушении функций поврежденной части мозга приходится учиться заново. Также существуют люди, которые жаждут знаний и постоянно стремятся к обучению.

Учитывая множество обстоятельств, при которых может потребоваться новое обучение, интересно узнать, меняется ли при этом мозг каждый раз. Исследователи считают, что это не так. Вероятно, мозг приобретает новые знания и проявляет свою пластичность только в том случае, если они способствуют улучшению поведения.

Для того чтобы произошли физиологические изменения в мозге, необходимо, чтобы обучение привело к изменению поведения. Другими словами, новые знания должны быть применимыми, например, знание о новом способе выживания. Возможно, здесь имеет значение степень полезности. В частности, интерактивные игры помогают развить пластичность мозга.

Было доказано, что такой метод обучения увеличивает активность префронтальной коры головного мозга (ПФК). Кроме того, полезно играть с использованием положительного подкрепления и вознаграждения, что традиционно применяется при обучении детей.

Условия реализации пластичности мозга

Когда происходят самые сильные изменения в мозге под воздействием окружающей среды? Видимо, возможно, что возраст имеет значение для пластичности мозга, и еще нужно многое узнать о том, как окружающая среда влияет на нее в зависимости от возраста человека.

Тем не менее, известно, что умственная активность влияет на нейропластичность как у здоровых пожилых людей, так и у пожилых людей, страдающих нейродегенеративными заболеваниями. Важно помнить, что мозг подвержен как положительным, так и отрицательным изменениям еще до рождения человека.

Недавние исследования на животных показали, что положительные стимулы, окружающие будущих матерей, способствуют формированию большего количества синапсов у новорожденных в определенных областях мозга. В отличие от этого, яркий свет, вызывающий стресс у беременных женщин, приводит к снижению количества нейронов в префронтальной коре мозга у плода.

Кроме того, ПФК, кажется, более подвержена воздействию окружающей среды, чем другие области мозга. Результаты этих экспериментов играют важную роль в дискуссии «гены против среды», так как показывают, что окружающая среда может изменить нейронную экспрессию генов.

Как меняется мозговая пластичность со временем и как окружающая среда влияет на этот процесс? Этот вопрос имеет большое значение для развития терапии.

Проведенные исследования в области генетики животных показали, что некоторые гены могут изменяться даже при кратковременном воздействии, в то время как другие изменяются при более длительном воздействии. Также существуют гены, на которые нельзя оказать влияние, и даже если это удаётся, то они все равно возвращаются к своему первоначальному состоянию. Несмотря на то, что термин «пластичность» мозга имеет положительный оттенок, на самом деле он также означает и негативные изменения мозга, связанные с дисфункциями и расстройствами.

Тренировка ума очень важна для стимулирования позитивной пластичности мозга. Посредством регулярных упражнений возможно создать новые нейронные сети и улучшить синаптические связи между нейронами. Однако, как уже отмечалось, мозг не обучается эффективно, если учеба не приносит пользы. Поэтому важно ставить и достигать свои личные цели во время обучения.

Пластичность мозга — это его способность менять свою структуру в ответ на полученный опыт. Эти изменения происходят в двух формах: создание новых нейронных связей и перестройка уже существующих. Можно сказать, что мозг обладает способностью быть пластичным и поддающимся изменениям. Пластичность мозга играет важную роль в его адаптации к новым условиям и ситуациям.

Нейропластичность — это возможность мозга изменять свои связи в ответ на личный опыт.

Мозг способен менять свои связи в двух формах: создавать новые нейронные связи и изменять уже существующие. Можно сказать, что мозг обладает пластичностью, он поддается изменениям.

Нейропластичность стала одной из самых обсуждаемых концепций и меняет наше представление о мозге. Но как на самом деле работает нейропластичность в нашем мозге?

Нейропластичность — термин, который был введен в 1890 году для описания человеческого поведения.

Ранее считалось, что нейропластичность присутствует только в молодом мозге, в детстве, и исчезает после определенного возраста, то есть мозг взрослого человека становится статичным.

Но исследования последнего десятилетия показывают обратное: мозг может изменяться и адаптироваться даже во взрослом возрасте, а не только в развивающемся мозге.

Тем не менее, исследования также показали, что молодой мозг обладает самым высоким уровнем пластичности.

Так что, вернемся к нашему вопросу с самого начала: каков механизм работы нейропластичности?

Представьте, что ваш мозг — это сложная энергетическая сеть, переплетенная связями, в постоянном движении, где формируются различные электрические пути при каждой мысли, эмоции или действии.

Каждый из них генерирует свой собственный сигнал, прокладывая свой уникальный путь; в конечном итоге у нас образуется множество путей.

По мере взросления, эти пути становятся рутинными и привычными способами мышления, чувств и поведения.

Таким образом, каждый раз, когда вы выполняете определенную задачу или чувствуете определенное эмоциональное состояние, ваш мозг использует определенный путь, который становится все более укрепленным при повторении.

Наш мозг способен превратить все, начиная от эмоций, задач и мыслей, в привычку.

Со временем электрический путь начинает происходить автоматически, становясь все более легким для прохождения.

Это подобно поездке на работу каждый день по одному и тому же маршруту, иногда кажется, что вы только что там были.

Когда вы по какой-либо причине начинаете мыслить иначе, узнаете что-то новое или решаете изменить определенную привычку, вы начинаете выстраивать новый путь; старый путь заменяется новым.

Если вы привыкнете к тому, чтобы ваш мозг двигался по новому пути, а не по старому, мозг начнет учиться и использовать этот новый путь все чаще.

Со временем новый путь становится устойчивым, и все происходит естественным образом. Эта новая задача, чувство или мысль становится новой нормой, заменяя и ослабляя старую.

Это и есть суть нейропластичности: вы перестраиваете свой мозг, заменяя старые связи новыми.

Это значит, что если у вас есть привычка, которую вы хотите изменить — курение, увлечение фастфудом, негативное мышление или откладывание дел на потом — вы можете начать проводить новые пути в своем мозгу, перепрограммировать себя, потому что мы все способны меняться и учиться чему-то новому.

Это открытие расширило горизонты науки, открыв новые возможности для понимания и объяснения ситуаций, которые ранее казались непостижимыми.

Без пластичности мозга человечество не смогло бы развить полностью сформированный мозг взрослого человека или восстановиться после черепно-мозговой травмы.

В литературе можно найти удивительные истории восстановления мозга у людей, переживших серьезные травмы или родившихся с аномалией мозга.

Приведем несколько примеров:

Опубликованный отчет рассказывает о 44-летнем мужчине, который обратился в больницу после двухнедельной слабости в левой ноге и прошел МРТ.

Врачи обнаружили уменьшенный размер мозга и увеличенную жидкостную полость.

Исследование методом магнитно-резонансной томографии выявило «значительное увеличение размеров бокового, третьего и четвертого желудочков, очень тонкую кортикальную мантию и кисту задней черепной ямки».

С медицинской точки зрения его состояние не должно позволять вести нормальную жизнь, однако он был женат, имел двух детей и работал государственным служащим. Невероятно, не так ли?

По сравнению с контрольной группой, у этих пациентов наблюдался сильный и равнозначный уровень связности внутриполушарных областей мозга с одинаковой функциональной сетью.

Однако связность между различными частями сетей у пациентов, прошедших операцию, была чрезвычайно повышена.

Эти данные указывают на изменения в функциональной организации мозга и в общем комплексе сетей. Другими словами, после операции мозг создал новые связи для восстановления и поддержания сетей познания, которые были утрачены в результате хирургического вмешательства.

Третья опубликованная статья сообщает о случае агенезии мозжечка, редкого состояния, при котором человек рождается без мозжечка — части мозга, отвечающей за контроль движений и моторику.

МРТ-изображения в статье впечатляюще подтвердили отсутствие мозжечка у 24-летней женщины.

Пациентка, которая в течение 20 лет не могла нормально ходить, обратилась в больницу из-за головокружения, тошноты и рвоты.

У женщины, которая была замужем и имела одну дочь, также были выявлены легкая умственная отсталость и среднетяжелый двигательный дефицит.

В дополнение к отсутствию очень важного участка мозга, мозг женщины имел способность к перестройке для компенсации отсутствия мозжечка.

Хотя он функционировал не так эффективно, как обычный мозг, он все равно выполнял те же задачи.

Когда-то мозг считался неизменным, но теперь наука приближается к пониманию этой новой характеристики мозга, открывая дискуссии о том, насколько сильно этот важный орган может измениться в трудные времена.

Положительное влияние нейропластичности

Взглянем на примеры адаптации нашего мозга:

• Лечение после травмы головного мозга;
• Компенсация потери функции в одной области усилением других (например, утрата одного чувства может привести к усилению другого);
• Улучшение способностей памяти;
• Развитие когнитивных способностей;
• Более эффективное обучение.

Как можно развить нейропластичность?

Некоторые из методов, укрепляющих нейропластичность:

• Путешествия. Новые впечатления подвергают мозг новым стимулам, открывая новые связи, схемы и активности.
• Использование методов для улучшения памяти. Это способствует лучшему взаимодействию в различных областях мозга и предотвращает частичную потерю памяти в старости.
• Обучение игре на музыкальном инструменте. Это способствует укреплению связей между областями мозга и формированию новых нейронных связей.
• Упражнения для не доминирующей руки. Они способствуют созданию новых нейронных схем и укреплению связей между ними.
• Чтение. Это способствует увеличению и улучшению связей в мозге.
• Расширение словарного запаса. Это активирует визуальные и слуховые процессы, а также процессы памяти.
• Занятие изобразительным искусством. Это улучшает связи в головном мозге, улучшает самоанализ, память, эмпатию, внимание и фокусировку.
• Танцы. Они уменьшают риск развития болезни Альцгеймера и способствуют увеличению нейронных связей.
• Сновидения помогают улучшить запоминание. Во время сна происходит формирование дендритных шипиков, которые являются связями между нейронами и помогают передавать информацию.

Тема нейропластичности очень обширная и сложная, постоянно приносящая новые открытия, часто оспаривающие устоявшиеся представления о мозге. Понимание того, что мозг изменяется под влиянием нового опыта, открывает современной науке важные перспективы для дальнейших исследований, включая более эффективные методы обучения, развитие познавательных функций и изменения с возрастом.

Самостоятельная нейропластичность

Один из моих знакомых, специалист в области неврологии, сравнил мозг со своим определением «тремя фунтами маниокового пудинга». Если посмотреть на него, то он похож на скользкую и непривлекательную массу. Однако это главный орган в нашем теле, и также основной источник нашего благополучия, ежедневной эффективности, психологического здоровья, личного развития, креативности и успеха. Наши чувства — гнев или спокойствие, разочарование или удовлетворение, одиночество или любовь — все зависит от работы наших нейронных сетей. Функционирование мозга лежит в основе крепких отношений, успешных организаций, процветающих наций и, в конечном счете, нашей жизни в мире, полном спокойствия и стабильности.

Исследования в области нейропластичности показывают, что каждый человек способен изменить свой мозг к лучшему благодаря опыту. Этот феномен, который Джеффри Шварц называл самостоятельной нейропластичностью, демонстрирует, что мы имеем возможность активно влиять на структуру своего мозга. Если мы не используем эту силу, то другие факторы — давление на работе и дома, технологии и СМИ, настойчивые люди, долгосрочные последствия болезненного прошлого опыта и природа — будут оказывать влияние на наши мозговые процессы.

С другой стороны, мы можем каждодневно использовать эту силу самостоятельной нейропластичности. Это просто, быстро и приятно. Это позволит сформировать стабильное состояние легкости, уверенности, принятия себя, доброты, любви, удовлетворенности и душевного спокойствия.

• В общем, суть описанных в этой книге практик очень проста: они помогут вам преобразить повседневные позитивные ощущения в позитивные нейронные структуры. Научно говоря, вы активируете психологические состояния и затем встраиваете их в качестве нейронных черт. При необходимости вы сможете использовать свои внутренние силы — тот добрый потенциал, который выращивается в вашем сознании.
• Используя свой разум, вы измените свой мозг, который в свою очередь преобразит ваш разум к лучшему. Шаг за шагом, синапс за синапсом вы встроите счастье в свой мозг.
• При этом вы преодолеете склонность к негативности: мозг успешно учится на основе плохого опыта, но плохо учится на основе хорошего опыта. Если разум похож на сад, то его «почва» более благоприятна для сорняков, чем для цветов. Поэтому так важно постоянно сеять семена внутренних сил, принимая хорошее.
• К позитивным качествам человека относятся спокойствие, удовлетворенность, любовь, жизненная энергия, уверенность, целеустремленность и проницательность. Эти качества помогут преодолеть трудности, излечить старые раны, сохранить благополучие и быть заботливым по отношению к окружающим.
• Основные внутренние силы развиваются со временем. Эта книга посвящена тому, как сделать свою жизнь более позитивной и счастливой на основе личного опыта.
• Наблюдение за собственными мыслями и разумом чрезвычайно важно, однако необходимо также уменьшить негативные воздействия и увеличить позитивные. Мой подход сосредоточен на последнем аспекте: на выращивании «цветов» в саду разума — изменении структуры собственного мышления.
• Основа любой психической деятельности — это различные виды и звуки, радость и грусть — все это связано с соответствующей активностью нейронов. Постоянная психическая и нейронная активность постепенно меняет структуру нейронов. Это известно как нейропластичность, которая зависит от опыта. Она предполагает, что вы используете свой разум для изменения своего мозга, чтобы затем изменить свой разум к лучшему.
• Лучший способ достичь большего счастья и развить внутренние силы — это испытать их, а затем преобразовать эти положительные психические состояния в позитивные нейронные особенности. Это и есть усвоение хорошего: активация положительных ощущений и их внедрение в мозг.