Войти
Нейропластичность, также известная как нейропластичность, или пластичность мозга, это способность нейронных сетей в мозге изменяться посредством роста и реорганизации. Эти изменения варьируются от отдельных нейронов, создающих новые связи, до систематических корректировок, таких как переназначение коры. Примеры нейропластичности включают изменения контуров и сетей, которые возникают в результате обучения новой способности, влияния окружающей среды, практики и психологического стресса.
нейробиологи когда-то считали нейропластичность проявлением только в детстве, но исследования второй половины 20 века показали, что многие аспекты мозга могут быть изменены (или «пластичны») даже в зрелом возрасте. Однако развивающийся мозг демонстрирует более высокую степень пластичности, чем мозг взрослого. Зависимая от активности пластичность может иметь значительные последствия для здорового развития, обучения, памяти и восстановления после повреждение головного мозга.
Термин «пластичность» был ель st применен к поведению в 1890 году Уильямом Джеймсом в Принципах психологии. Первым, кто использовал термин нейропластичность, по-видимому, был польский нейробиолог Ежи Конорски.
. В 1793 году итальянский анатом Микеле Виченцо Малакарне описал эксперименты, в которых он спаривал животных, много лет тренировал одного из них и затем вскрыли оба. Он обнаружил, что мозжечок дрессированных животных был значительно больше. Но эти находки со временем были забыты. Идея о том, что мозг и его функции не фиксируются на протяжении всей взрослой жизни, была предложена в 1890 году Уильямом Джеймсом в статье Принципы психологии, хотя этой идеей в значительной степени пренебрегали. Примерно до 1970-х годов нейробиологи считали, что структура и функции мозга по существу остаются неизменными на протяжении всей взрослой жизни.
В то время как мозг обычно считался невозобновляемым органом в начале 1900-х годов, Сантьяго Рамон-и-Кахаль, отец нейробиологии, использовал термин нейрональная пластичность для описания непатологических изменений в структуре мозга взрослых. Основываясь на своей знаменитой доктрине нейронов, Кахал сначала описал нейрон как фундаментальную единицу нервной системы, которая впоследствии послужила важной основой для разработки концепции нейронной пластичности. Он использовал термин пластичность в отношении своей работы по обнаружению дегенерации и регенерации центральной нервной системы после того, как человек достиг совершеннолетия. Многие нейробиологи использовали термин «пластичность» только для объяснения регенеративной способности периферической нервной системы, что концептуальный перенос этого термина Кахалем вызвал неоднозначную дискуссию.
С тех пор этот термин широко применяется:
Учитывая Поскольку нейропластичность имеет центральное значение, постороннему будет простительно предположение, что она четко определена и что базовая и универсальная структура служит для определения текущих и будущих гипотез и экспериментов. К сожалению, это не так. Хотя многие нейробиологи используют слово нейропластичность в качестве обобщающего термина, оно означает разные вещи для разных исследователей в разных областях... Короче говоря, взаимно согласованной концепции, похоже, не существует.
В 1923 году Карл Лэшли провел эксперименты на макаках-резус, которые продемонстрировали изменения в нейрональных путях, которые, как он заключил, были свидетельством их пластичности. Несмотря на это и другие исследования, предполагавшие, что пластичность имела место, нейробиологи не приняли широко идею нейропластичности.
В 1945 году Хусто Гонсало на основании своего исследования динамики мозга сделал вывод, что, в отличие от активности зон проекции, «центральная» кортикальная масса (подробнее или менее равноудаленные от областей визуальной, тактильной и слуховой проекций), будет «маневрирующая масса», довольно неспецифическая или мультисенсорная, со способностью увеличивать нервную возбудимость и реорганизовывать деятельность посредством свойств пластичности. В качестве первого примера адаптации он приводит вертикальное зрение в очках с обратным ходом в эксперименте Stratton и, в частности, несколько случаев травм головного мозга из первых рук, в которых он наблюдал динамические и адаптивные свойства в их нарушениях, в частности при расстройстве перевернутого восприятия [например, см. стр. 260–62 Vol. I (1945), p 696 Vol. II (1950)]. Он заявил, что сенсорный сигнал в области проекции будет только перевернутым и суженным контуром, который будет увеличиваться из-за увеличения рекрутированной массы головного мозга и перевернут из-за некоторого эффекта пластичности мозга в более центральных областях после спиральный рост.
Мэриан Даймонд из Калифорнийского университета в Беркли представила первые научные доказательства анатомической пластичности мозга, опубликовав свое исследование в 1964 году.
Другие важные доказательства были получены в 1960-х и после, особенно от ученых, в том числе Пола Бах-и-Рита, Майкла Мерзенича вместе с Джоном Каасом, а также некоторыми другими.
В 1960-х годах Пол Бах-и-Рита изобрел устройство, которое было протестировано на небольшом количестве людей, в нем участвовал человек, сидящий на стуле, в который были встроены выступы, которые заставляли вибрировать определенным образом. который транслировал изображения, полученные в камеру, позволяя форму зрения посредством сенсорной замены.
Исследования в люди, выздоравливающие после инсульта, также поддерживали нейропластичность, поскольку области мозга, остававшиеся здоровыми, иногда могли брать на себя, по крайней мере частично, функции, которые были разрушены; Шепард Айвори Франц действительно работал в этой области.
Элеонора Магуайр задокументировала изменения в структуре гиппокампа, связанные с приобретением знаний о планировке Лондона у местных таксистов. У лондонских водителей такси было отмечено перераспределение серого вещества по сравнению с контрольной группой. Эта работа о пластичности гиппокампа заинтересовала не только ученых, но и общественность и средства массовой информации во всем мире.
Майкл Мерзенич - нейробиолог, который более трех десятилетий был одним из пионеров нейропластичности. Он сделал некоторые из «самых амбициозных заявлений в этой области - что упражнения для мозга могут быть столь же полезны, как лекарства для лечения таких серьезных заболеваний, как шизофрения, - что пластичность существует от колыбели до могилы, и что радикальные улучшения когнитивного функционирования - как мы учиться, думать, воспринимать и помнить возможно даже в пожилом возрасте ». На работу Мерцениха повлияло важное открытие, сделанное Дэвидом Хьюбелом и Торстеном Визелем в их работе с котятами. Эксперимент включал зашивание одного глаза и запись кортикальных карт мозга. Хьюбел и Визель увидели, что часть мозга котенка, связанная с закрытым глазом, не бездействует, как ожидалось. Вместо этого он обрабатывал визуальную информацию из открытого глаза. Это было «… как будто мозг не хотел тратить впустую« корковую недвижимость »и нашел способ перестроить себя».
Это подразумевало нейропластичность в критический период. Однако Мерцених утверждал, что нейропластичность может произойти и после критического периода. Его первая встреча со взрослой пластичностью произошла, когда он участвовал в постдокторской работе с Клинтоном Вусли. Эксперимент был основан на наблюдении за тем, что происходило в мозге, когда один периферический нерв был разрезан и впоследствии регенерирован. Двое ученых нанесли микрокарту ручных карт мозга обезьян до и после разрезания периферического нерва и сшивания его концов. После этого карта рук в мозгу, которую они ожидали перемешать, стала почти нормальной. Это был существенный прорыв. Мерцених утверждал, что «если бы карта мозга могла нормализовать свою структуру в ответ на аномальный ввод, преобладающее мнение о том, что мы рождаемся с зашитой системой, должно было быть ошибочным. Мозг должен был быть пластичным». Мерцених получил в 2016 г. премию Кавли в области нейробиологии «за открытие механизмов, которые позволяют переживанию и нейронной активности реконструировать функцию мозга».
Дж. Т. Уолл и Дж. Сюй проследили механизмы, лежащие в основе нейропластичности. Реорганизация кортикально не возникает, а происходит на каждом уровне иерархии обработки; это приводит к изменениям карты, наблюдаемым в коре головного мозга.
Кристофер Шоу и Джилл Макихерн (редакторы) в «К теории нейропластичности» заявляют, что всеобъемлющей теории не существует который охватывает различные рамки и системы в изучении нейропластичности. Однако исследователи часто описывают нейропластичность как «способность производить адаптивные изменения, связанные со структурой и функцией нервной системы». Соответственно, часто обсуждаются два типа нейропластичности: структурная нейропластичность и функциональная нейропластичность.
Под структурной пластичностью часто понимают способность мозга изменять свои нейронные связи. На основе этого типа нейропластичности постоянно производятся новые нейроны, которые интегрируются в центральную нервную систему на протяжении всей жизни. В настоящее время исследователи используют множественные перекрестные связи. методы секционной визуализации (например, магнитно-резонансная томография (МРТ), компьютерная томография (КТ)) для изучения структурных изменений человеческого мозга. Этот тип нейропластичности часто изучает влияние различных внутренние или внешние стимулы, влияющие на анатомическую реорганизацию мозга. Изменения в пропорции серого вещества или синаптической силы в мозг рассматриваются как примеры структурной нейропластичности. Структурная нейропластичность в настоящее время больше исследуется в области нейробиологии в современных научных кругах.
Функциональная пластичность относится к способности мозга изменять и адаптировать функциональные свойства нейронов. Изменения могут происходить в ответ на предыдущую активность (зависимая от активности пластичность ) для приобретения памяти или в ответ на неисправность или повреждение нейронов () для компенсации патологического события. В последнем случае функции одной части мозга передаются в другую часть мозга в зависимости от необходимости восстановления поведенческих или физиологических процессов. Что касается физиологических форм пластичности, зависящей от активности, те, которые связаны с синапсами, обозначаются как синаптическая пластичность. Усиление или ослабление синапсов, которое приводит к увеличению или уменьшению скорости возбуждения нейронов, называется долгосрочной потенциацией (LTP) и долгосрочной депрессией (LTD) соответственно., и они рассматриваются как примеры синаптической пластичности, связанной с памятью. Совсем недавно стало ясно, что синаптическая пластичность может быть дополнена другой формой зависимой от активности пластичности, включающей внутреннюю возбудимость нейронов, которая упоминается как внутренняя пластичность. Это, в отличие от гомеостатической пластичности, не обязательно поддерживает общую активность нейрона в сети, но способствует кодированию воспоминаний.
Взрослый мозг не полностью «зашита» с фиксированными нейронными цепями. Есть много примеров корковой и подкорковой перестройки нейронных цепей в ответ на тренировку, а также в ответ на травму. Имеются данные о том, что нейрогенез (рождение клеток мозга) происходит во взрослом мозге млекопитающих, и такие изменения могут сохраняться в пожилом возрасте. Доказательства нейрогенеза в основном ограничены гиппокампом и обонятельной луковицей, но текущие исследования показали, что другие части мозга, включая мозжечок, также могут быть вовлечены. Однако степень перепрограммирования, вызванного интеграцией новых нейронов в устоявшиеся цепи, неизвестна, и такая перестройка вполне может быть функционально избыточной.
В настоящее время имеется достаточно доказательств активной, зависимой от опыта перестройки. организация синаптических сетей головного мозга с участием множества взаимосвязанных структур, включая кору головного мозга. Конкретные детали того, как этот процесс происходит на молекулярном и ультраструктурном уровнях, являются темами активных исследований нейробиологии. То, как опыт может влиять на синаптическую организацию мозга, также является основой для ряда теорий функций мозга, включая общую теорию разума и нейронный дарвинизм. Концепция нейропластичности также занимает центральное место в теориях памяти и обучения, которые связаны с управляемым опытом изменением синаптической структуры и функции в исследованиях классической обусловленности на моделях беспозвоночных животных, таких как аплизия.
Неожиданным следствием нейропластичности является то, что активность мозга, связанная с данной функцией, может передаваться в другое место; это может быть результатом обычного опыта, а также происходит в процессе восстановления после травмы головного мозга. Нейропластичность является фундаментальной проблемой, которая поддерживает научную основу для лечения приобретенной травмы головного мозга с помощью целенаправленных экспериментальных терапевтических программ в контексте реабилитации подходов к функциональным последствиям травмы.
Нейропластичность становится все более популярной как теория, которая, по крайней мере частично, объясняет улучшение функциональных результатов после физиотерапии после инсульта. Методы реабилитации, которые подтверждены данными о корковой реорганизации как механизме изменения, включают двигательную терапию, вызванную ограничениями, функциональную электрическую стимуляцию, тренировки на беговой дорожке с поддержкой веса тела и терапия виртуальной реальности. Роботизированная терапия - это новый метод, который, как предполагается, работает за счет нейропластичности, хотя в настоящее время недостаточно данных для определения точных механизмов изменения при использовании этого метода.
Один группа разработала лечение, которое включает повышенные уровни прогестерона инъекций у пациентов с повреждениями головного мозга. «Введение прогестерона после черепно-мозговой травмы (ЧМТ) и инсульта снижает отек, воспаление и гибель нейрональных клеток, а также улучшает пространственную справочную память и восстановление сенсорной моторики». В клинических испытаниях группа пациентов с тяжелыми травмами снизила смертность на 60% после трех дней инъекций прогестерона. Тем не менее, исследование, опубликованное в Медицинском журнале Новой Англии в 2014 году с подробным описанием результатов многоцентрового клинического исследования фазы III, финансируемого Национальными институтами здравоохранения, с участием 882 пациентов, показало, что лечение острого черепно-мозгового повреждения гормоном прогестероном не дает значительной пользы пациентам по сравнению с плацебо.
На протяжении десятилетий исследователи предполагали, что люди должны приобретать бинокулярное зрение, в частности стереопсис, в раннем детстве, иначе они никогда бы этого не добились. Однако в последние годы успешные улучшения у людей с амблиопией, недостаточностью конвергенции или другими аномалиями стереозрения стали яркими примерами нейропластичности; Улучшение бинокулярного зрения и восстановление стереопсиса в настоящее время являются активными областями научных и клинических исследований.
Тренировка мозга относится к так называемой когнитивной тренировке техники. Некоторые компании сейчас предлагают компьютерные программы для тренировки мозга, особенно для тренировки мозга на основе Интернета или компьютера.
Нейропластичность участвует в развитии сенсорной функции. Мозг рождается незрелым, а после рождения адаптируется к сенсорным сигналам. В слуховой системе врожденная потеря слуха, довольно частое врожденное заболевание, которым страдает 1 из 1000 новорожденных, влияет на развитие слуха, а имплантация сенсорных протезов, активирующих слуховую систему, предотвратила дефицит и индуцировала функциональное созревание слуховой системы. Из-за чувствительного периода для пластичности существует также чувствительный период для такого вмешательства в течение первых 2–4 лет жизни. Следовательно, у детей с доязычной глухотой ранняя кохлеарная имплантация, как правило, позволяет детям выучить родной язык и приобрести акустическую коммуникацию.
Схематическое объяснение причин зеркальная коробка. Пациент помещает неповрежденную конечность в одну сторону бокса (в данном случае правая рука), а ампутированную конечность - в другую. В зеркале пациент видит отражение неповрежденной руки там, где должна быть отсутствующая конечность (показано меньшим контрастом). Таким образом, пациент получает искусственную визуальную обратную связь о том, что "воскресшая" конечность теперь движется, когда он перемещает здоровую руку. В феномене ощущения фантомной конечности человек продолжает чувствовать боль или ощущения в пределах часть их тела, которая была ампутирована. Это необычно часто встречается у 60–80% людей с ампутированными конечностями. объяснение для этого основано на концепции нейропластичности, поскольку кортикальные карты удаленных конечностей, как полагают, вступили в контакт с областью вокруг них в постцентральной извилине.. Это приводит к тому, что активность в окружающей области коры головного мозга неверно интерпретируется областью коры, ранее отвечавшей за ампутированную конечность.
Связь между ощущением фантомной конечности и нейропластичностью сложна. В начале 1990-х В.С. Рамачандран предположил, что фантомные конечности были результатом переназначения коры. Однако в 1995 году Герта Флор и ее коллеги продемонстрировали, что изменение кортикального слоя происходит только у пациентов, страдающих фантомной болью. Ее исследования показали, что фантомная боль в конечностях (а не отраженные ощущения) была перцептивным коррелятом реорганизации коры. Это явление иногда называют дезадаптивной пластичностью.
В 2009 году Лоример Мозли и Питер Бруггер провели эксперимент, в котором они призвали людей с ампутированными руками использовать визуальные образы, чтобы деформировать свои фантомные конечности в невозможные конфигурации. Четверо из семи испытуемых сумели выполнить невозможные движения фантомной конечностью. Этот эксперимент предполагает, что испытуемые изменили нейронное представление своих фантомных конечностей и сгенерировали двигательные команды, необходимые для выполнения невозможных движений в отсутствие обратной связи с телом. Авторы заявили, что: «Фактически, это открытие расширяет наше понимание пластичности мозга, потому что оно свидетельствует о том, что глубокие изменения в мысленном представлении тела могут быть вызваны исключительно внутренними механизмами мозга - мозг действительно изменяется сам».
Люди, страдающие хронической болью, испытывают продолжительную боль в местах, которые могли быть ранее травмированы, но в остальном в настоящее время здоровы. Это явление связано с нейропластичностью из-за неадаптивной реорганизации нервной системы, как периферической, так и центральной. В период повреждения ткани вредные стимулы и воспаление вызывают усиление ноцицептивного воздействия с периферии в центральную нервную систему. Продолжительная ноцицепция с периферии затем вызывает нейропластический ответ на кортикальном уровне, чтобы изменить его соматотопную организацию на болезненный участок, вызывая центральную сенсибилизацию. Например, люди, страдающие комплексным региональным болевым синдромом, демонстрируют снижение кортикальной соматотопической репрезентативности руки на противоположной стороне, а также уменьшение расстояния между рукой и ртом. Кроме того, сообщалось, что хроническая боль значительно снижает объем серого вещества в головном мозге в глобальном масштабе, и более конкретно в префронтальной коре и правом таламусе. Однако после лечения эти нарушения реорганизации коры и объема серого вещества разрешаются, а также их симптомы. Аналогичные результаты были получены для фантомной боли в конечностях, хронической боли в пояснице и синдрома запястного канала.
Ряд исследований связали практику медитации с различиями в толщине коры головного мозга. или плотность серого вещества. Одно из самых известных исследований, демонстрирующих это, было проведено Гарвардским университетом в 2000 году. Ричард Дэвидсон, нейробиолог из Университета Висконсина, провел совместные эксперименты. с Далай-ламой о влиянии медитации на мозг. Его результаты показывают, что долгосрочная или краткосрочная практика медитации может привести к разным уровням активности в областях мозга, связанных с такими аффектами, как внимание, тревога, депрессия, страх, гнев, и сострадание, а также способность тела исцелять себя. Эти функциональные изменения могут быть вызваны изменениями в физической структуре головного мозга.
Аэробные упражнения способствуют нейрогенезу у взрослых за счет увеличения производства нейротрофические факторы (соединения, которые способствуют росту или выживанию нейронов), такие как нейротрофический фактор головного мозга (BDNF), инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1) и фактор роста эндотелия сосудов (VEGF). Вызванный упражнениями нейрогенез в гиппокампе связан с ощутимым улучшением пространственной памяти. Постоянные аэробные упражнения в течение нескольких месяцев вызывают заметные клинически значимые улучшения управляющей функции (т. Е. «когнитивный контроль » поведения) и повышают серое вещество объем во многих областях мозга, особенно в тех, которые обеспечивают когнитивный контроль. Структуры мозга, которые показывают наибольшее увеличение объема серого вещества в ответ на аэробные упражнения, - это префронтальная кора и гиппокамп ; умеренные улучшения наблюдаются в передней поясной коре, теменной коре, мозжечке, хвостатом ядре и прилежащем ядре. Более высокие показатели физической подготовленности (измеренные как VO2max ) связаны с лучшей управляющей функцией, более высокой скоростью обработки и большим объемом гиппокампа, хвостатого ядра и прилежащего ядра.
Человеческая эхолокация - это приобретенная у людей способность ощущать окружающую среду по эхо. Эта способность используется некоторыми слепыми людьми, чтобы ориентироваться в своей среде и детально ощущать ее. Исследования 2010 и 2011 годов с использованием методов функциональной магнитно-резонансной томографии показали, что части мозга, связанные с обработкой изображений, адаптированы для нового навыка эхолокации. Исследования с участием слепых пациентов, например, предполагают, что щелчки-эхо, слышимые этими пациентами, обрабатывались областями мозга, предназначенными для зрения, а не слуха.
Отзывы о МРТ исследования лиц с СДВГ показывают, что длительное лечение синдрома дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) стимуляторами, такими как амфетамин или метилфенидат, уменьшает нарушения структуры и функций мозга, обнаруживаемые у субъектов с СДВГ, и улучшает функцию в некоторых частях мозга, таких как правое хвостатое ядро базальных ганглиев.
Нейропластичность наиболее активна в детстве как часть нормального человеческого развития, а также может рассматриваться как особенно важный механизм для детей с точки зрения риска и устойчивости. Травма считается большим риском, поскольку она отрицательно влияет на многие области мозга и создает нагрузку на симпатическую нервную систему из-за постоянной активации. Таким образом, травма изменяет связи мозга, так что дети, пережившие травму, могут быть чрезмерно бдительными или чрезмерно возбужденными. Однако мозг ребенка может справиться с этими неблагоприятными эффектами благодаря действию нейропластичности.
Есть много примеров нейропластичности в развитии человека. Например, Жюстин Кер и Стивен Нельсон изучили влияние музыкального обучения на нейропластичность и обнаружили, что музыкальное обучение может способствовать структурной пластичности, зависящей от опыта. Это когда изменения в мозге происходят на основе опыта, уникального для человека. Примерами этого являются изучение нескольких языков, занятия спортом, занятия в театре и т. Д. Исследование, проведенное Хайдом в 2009 году, показало, что изменения в мозгу детей можно увидеть уже через 15 месяцев музыкального обучения. Кер и Нельсон предполагают, что такая степень пластичности головного мозга детей может «помочь обеспечить форму вмешательства для детей... с нарушениями развития и неврологическими заболеваниями».
В одиночная продолжительность жизни, особи животных видов могут столкнуться с различными изменениями в морфологии мозга. Многие из этих различий вызваны высвобождением гормонов в головном мозге; другие являются продуктом факторов эволюции или стадий развития. Некоторые изменения происходят сезонно в видах, чтобы усилить или вызвать ответное поведение.
Изменение поведения и морфологии мозга в соответствии с другими сезонными формами поведения у животных относительно часто. Эти изменения могут улучшить шансы спаривания в период размножения. Примеры сезонного изменения морфологии мозга можно найти у многих классов и видов.
Внутри класса Aves у цыплят с черными шапками наблюдается увеличение объема своего гиппокампа и прочности нейронных связей с гиппокампом. в осенние месяцы. Эти морфологические изменения в гиппокампе, которые связаны с пространственной памятью, не ограничиваются птицами, так как они также могут наблюдаться у грызунов и земноводных. У певчих птиц многие ядра, управляющие песней, в головном мозге увеличиваются в размерах во время брачного сезона. У птиц часто встречаются изменения морфологии мозга, влияющие на характер пения, частоту и объем пения. Гонадотропин-рилизинг-гормон (ГнРГ) иммунореактивность, или прием гормона, снижается в Европейские скворцы подвергались длительному воздействию света в течение дня.
Калифорнийский морской заяц, брюхоногий моллюск, более успешен ингибирование гормонов яйцекладки вне сезона спаривания из-за повышенной эффективности ингибиторов в мозге. Изменения ингибирующей природы областей мозга также можно найти у людей и других млекопитающих. У амфибии Bufo japonicus часть миндалины до размножения и во время спячки больше, чем после размножения.
Сезонные изменения мозга. встречается у многих млекопитающих. Часть гипоталамуса обыкновенной овцы более восприимчива к ГнРГ в период размножения, чем в другое время года. У людей наблюдается изменение «размера гипоталамуса супрахиазматическое ядро и вазопрессин - иммунореактивные нейроны внутри него »во время падения, когда эти части больше. Весной оба уменьшаются в размерах.
обнаружила, что если небольшой инсульт (инфаркт) вызван закупоркой крови течет в часть моторной коры головного мозга обезьяны, часть тела, которая отвечает движением, перемещается, когда стимулируются области, прилегающие к поврежденной области мозга. В одном исследовании методы картирования интракорковой микростимуляции (ICMS) использовались у девяти нормальных обезьян. Некоторым были выполнены процедуры ишемического инфаркта, а другим - процедуры ICMS. Обезьяны с ишемическим инфарктом сохраняли большее сгибание пальцев во время поиска пищи, и через несколько месяцев этот дефицит вернулся к дооперационному уровню. Что касается дистального представительства передней конечности, «процедуры постинфарктного картирования показали, что репрезентации движений претерпели реорганизацию во всей прилегающей неповрежденной коре головного мозга». Понимание взаимодействия между поврежденными и неповрежденными участками обеспечивает основу для лучших планов лечения пациентов с инсультом. Текущие исследования включают отслеживание изменений, которые происходят в двигательных областях коры головного мозга в результате инсульта. Таким образом, можно установить события, происходящие в процессе реорганизации мозга. Нудо также занимается изучением планов лечения, которые могут улучшить восстановление после инсульта, таких как физиотерапия, фармакотерапия и электростимуляционная терапия.
Джон Каас, профессор Университета Вандербильта, смог показать, «как соматосенсорная область 3b и вентропазаднее (VP) ядро таламуса страдают от давних односторонних поражений дорсального столба уровни шейки матки у макак ». Мозг взрослого человека может изменяться в результате травмы, но степень реорганизации зависит от степени травмы. Его недавнее исследование сосредоточено на соматосенсорной системе, которая включает в себя ощущение тела и его движений с помощью многих органов чувств. Обычно повреждение соматосенсорной коры приводит к ухудшению восприятия тела. Исследовательский проект Кааса сосредоточен на том, как эти системы (соматосенсорная, когнитивная, двигательная системы) реагируют на пластические изменения, вызванные травмой.
Одно недавнее исследование нейропластичности включает работу, проделанную группой врачей и исследователей из Университет Эмори, в частности доктор и доктор Дэвид Райт. Это первое лечение за 40 лет, которое дает значительные результаты в лечении черепно-мозговых травм, но при этом не вызывает известных побочных эффектов и является дешевым в применении. Доктор Штейн заметил, что самки мышей восстанавливались после травм мозга лучше, чем самцы, и что в определенные моменты цикла течки самки выздоравливали даже лучше. Это различие может быть связано с разными уровнями прогестерона, причем более высокие уровни прогестерона приводят к более быстрому восстановлению после травмы мозга у мышей. Тем не менее, клинические испытания показали, что прогестерон не дает значительных преимуществ для пациентов с черепно-мозговой травмой.
Транскрипционное профилирование лобной коры людей в возрасте от 26 до 106 лет. возраста определил набор генов со сниженной экспрессией после 40 лет, и особенно после 70 лет. Гены, которые играют центральную роль в синаптической пластичности, в наибольшей степени зависели от возраста, обычно показывая уменьшение выражения со временем. Также отмечалось заметное увеличение кортикальных повреждений ДНК, вероятных окислительных повреждений ДНК, в промоторах гена с возрастом.
Появляются активные формы кислорода играть важную роль в регуляции синаптической пластичности и когнитивной функции. Однако возрастное увеличение количества активных форм кислорода также может привести к нарушению этих функций.
Сегодня хорошо известно благотворное влияние многоязычия на поведение и познание людей. Многочисленные исследования показали, что люди, изучающие более одного языка, обладают лучшими когнитивными функциями и гибкостью, чем люди, говорящие только на одном языке. Установлено, что двуязычные люди обладают большей продолжительностью концентрации внимания, более сильными организационными и аналитическими навыками и более развитой теорией психики, чем моноязычные. Исследователи обнаружили, что влияние многоязычия на лучшее познание связано с нейропластичностью.
В одном известном исследовании нейролингвисты использовали метод морфометрии на основе вокселей (VBM) для визуализации структурной пластичности мозга у здоровых одноязычных и двуязычных людей. Сначала они исследовали различия в плотности серого и белого вещества между двумя группами и обнаружили связь между структурой мозга и возрастом овладения языком. Результаты показали, что плотность серого вещества в нижней теменной коре у многоязычных людей была значительно выше, чем у одноязычных. Исследователи также обнаружили, что у ранних двуязычных была более высокая плотность серого вещества по сравнению с поздними двуязычными в том же регионе. Нижняя теменная кора головного мозга - это область мозга, тесно связанная с изучением языка, что соответствует результатам исследования VBM.
Недавние исследования также показали, что изучение нескольких языков не только реструктурирует мозг, но и способствует его развитию. способность мозга к пластичности. Недавнее исследование показало, что многоязычие влияет не только на серое вещество, но и на белое вещество мозга. Белое вещество состоит из миелинизированных аксонов, что во многом связано с обучением и общением. Нейролингвисты использовали метод сканирования тензорной диффузионной визуализации (DTI) для определения интенсивности белого вещества между моноязычными и двуязычными. Увеличение миелинизации в трактах белого вещества было обнаружено у двуязычных людей, которые активно используют оба языка в повседневной жизни. Требование владения более чем одним языком требует более эффективного взаимодействия в мозгу, что привело к большей плотности белого вещества для многоязычных людей.
Хотя до сих пор ведутся споры о том, являются ли эти изменения в мозге результатом генетической предрасположенности или требований окружающей среды, многие данные свидетельствуют о том, что экологический и социальный опыт ранних многоязычных людей влияет на структурную и функциональную реорганизацию в мозге.
