Hva er nevroplastisitet?

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Dr. Lara Boyd forsikrer oss om at hjernen vår aldri vil bli den samme etter forelesningen hennes. I en vitenskapelig TEDx-tale snakker hun om hvordan vi endrer hjernen vår med hver ferdighet, forklarer hvordan og når en persons hjerner er unike, hvorfor noen mennesker synes det er lettere enn andre, og hvordan vi kan gjøre hjernen vår slik du vil ha dem.

Kunnskapen om hjernen går fremover i et spennende tempo i dag, og fysioterapeut og nevroforsker Lara Boyd står i spissen for denne oppdagelsen. Siden 2006 har hun vært ved University of British Columbia, hvor hun er involvert i forskning innen nevrovitenskap og motorisk læring. Siden den gang har hun opprettet Brain Behaviour Lab, rekruttert og trent over 40 doktorgradsstudenter, publisert over 80 artikler og mottatt over 5 millioner dollar i finansiering.

Lara Boyds forfatterskap fører til utviklingen av nye, mer effektive behandlinger for mennesker med hjerneskade, og finner også bredere anvendelse. For eksempel forklarer de hvorfor noen barn trives i tradisjonell utdanning og andre ikke, hvordan atferd er hovedmotoren for endring i hjernen, og hvorfor det ikke finnes nevroplastiske piller.

Lara Boyd: Denne videoen vil forandre hjernen din (transkripsjon nedenfor):

Så hvordan lærer vi? Og hvorfor er det lettere for noen å studere enn andre? Som jeg sa, jeg er Dr. Lara Boyd som driver med hjerneforskning her ved University of British Columbia, og disse spørsmålene hjemsøker meg.

Studiet av hjerneaktivitet åpner muligheter både for å forstå menneskets fysiologi og for å forstå spørsmålet: hva gjør oss til de vi er?

Dette er en fantastisk tid for hjerneforskere, og jeg vedder på at jeg har den mest interessante jobben noensinne. Måten vi tenker på hjernen endres i en svimlende hastighet. Mange av dem viste seg å være feil eller ufullstendige. Noen misoppfatninger er mer åpenbare, for eksempel trodde vi at hjernen bare kan endre seg i barndommen, og nå viste det seg at dette er rent tull.

Det er også feil å tro at en person vanligvis bare bruker noen deler av hjernen, og når han ikke er opptatt med noe, er hjernen også inaktiv. Dette stemmer heller ikke i det hele tatt. Det viser seg at selv når vi hviler og ikke tenker på noe, er hjernen svært aktiv. Teknologier som MR har gjort oss i stand til å gjøre disse og mange andre viktige funn. Den kanskje mest spennende, interessante og revolusjonerende oppdagelsen var at hver gang du tilegner deg ny kunnskap eller ferdigheter, endrer du hjernen din. Dette kalles nevroplastisitet.

For et par år siden trodde man at hjernen etter puberteten bare kan endre seg til det verre, celler dør med alderen eller av skader, for eksempel fra hjerneslag. Forskning har imidlertid avdekket et oppsiktsvekkende antall eksempler på hjernetransformasjon hos voksne. Så viste det seg at oppførselen vår påvirker endringene i hjernen. Og disse endringene avhenger ikke av alder. Gode nyheter. Faktisk skjer de gjennom hele livet, og, veldig viktig, bidrar reorganiseringsprosesser til gjenoppretting av hjernen etter skade.

Nevroplastisitet er nøkkelen til all endring. Hva det er? For å konsolidere informasjonen som mottas, endres hjernen i tre retninger:

1. Kjemisk. Faktisk er hjernens arbeid overføring av kjemiske signaler mellom cellene, kalt nevroner, som utløser en rekke reaksjoner. Og for at kunnskapen som er oppnådd skal bevares, øker hjernen antallet eller konsentrasjonen av kjemiske signaler som nevronene utveksler. Fordi disse endringene skjer raskt, bidrar de til korttidshukommelse eller kortsiktig forbedring av motorisk funksjon.

2. Den andre måten å endre hjernen på for å forsterke læring er strukturell. Det vil si at mens man lærer, endrer hjernen forbindelsen mellom nevroner, den fysiske strukturen i hjernen endres, noe som selvfølgelig tar mer tid. Disse endringene er assosiert med langtidshukommelse og langsiktig forbedring av motoriske ferdigheter.

Disse prosessene henger sammen. La meg gi deg et eksempel. Vi har alle lært en ny motorisk ferdighet på et tidspunkt, som å spille piano eller sjonglere. Og under ett forsøk ble det gitt deg bedre og bedre, og du tenkte: Jeg klarte det. Og neste gang, kanskje dagen etter, gikk alle prestasjonene tapt. Hvorfor det? I en kort periode økte hjernen intensiteten av utvekslingen av kjemiske signaler, men av en eller annen grunn forårsaket disse endringene ikke de strukturelle endringene som er nødvendige for langtidshukommelsen. Husk at å lagre minner i langtidshukommelsen ikke er en midlertidig prosess. Det kortsiktige resultatet lærer ikke ennå. Fysiske endringer forsterker langtidsminner. Og kjemiske endringer er kortvarige.

Strukturelle endringer kan også føre til etablering av nettverk som forbinder ulike områder av hjernen for å forsterke læring. Visse områder av hjernen som er ansvarlige for spesifikk atferd kan vokse eller endre struktur. Noen få eksempler. Folk som leser blindeskrift har et forstørret sensorisk område i hjernen, som er ansvarlig for følsomheten til fingrene. Hvis du er høyrehendt, har du et større område av hjernen som er ansvarlig for den dominerende hånden din enn den til høyre. Forskning har vist at drosjesjåfører som fyller ut et kart over London for å få lisens, har forstørrede hjerneområder knyttet til romlige eller kartografiske minner.

3. Og den siste måten å endre hjernen for å fikse informasjon er funksjonell.

Det brukte området av hjernen blir følsomt og lettere å bruke igjen. Og med utseendet til områder med økt eksitabilitet i hjernen, regulerer den allerede hvordan og når de skal aktiveres.

Under læringsprosessen ser vi hvordan hele blokker i hjernen aktiveres og endres. Dermed støtter kjemiske, strukturelle og funksjonelle endringer nevroplastisitet. Og de skjer over hele hjernen. De kan forekomme hver for seg, men oftest henger de sammen. Sammen forsterker de læringsutbyttet, og dette skjer hele tiden.

Så jeg fortalte deg hvor utrolig nevroplastiske hjernene våre er. Hvorfor er det så vanskelig å lære noe? Hvorfor klarer ikke barn alltid det bra på skolen? Hvorfor blir vi mer glemsomme når vi blir eldre? Og hvorfor kan vi ikke komme oss helt etter hjerneskade? Hvilke prosesser hjelper eller hindrer nevroplastisitet? Det er dette jeg studerer. Spesielt forsker jeg på hvordan det forholder seg til utvinning av hjerneslag.

Nylig har hjerneslag flyttet seg fra tredje til fjerde plass på listen over ledende dødsårsaker i USA. Gode nyheter, ikke sant? Bare faktisk har antallet slagrammede ikke gått ned. Det er bare det at vi har blitt bedre i stand til å opprettholde livet etter et alvorlig hjerneslag. Det viste seg å være vanskelig å hjelpe hjernen til å komme seg etter et slag, og for å være ærlig har vi ikke klart å utvikle en effektiv måte å rehabilitere på. En ting er sikkert: hjerneslag er den viktigste årsaken til funksjonshemming hos voksne over hele verden.

Stadig flere unge får hjerneslag, noe som betyr at de lever lenger med funksjonsnedsettelser. Og vår forskning viser at livskvaliteten til kanadiere med hjerneslag har gått ned. Derfor er det klart at du må gjøre det bedre for å hjelpe folk til å komme seg etter et hjerneslag. Dette er et alvorlig sosialt problem, og vi kan ikke løse det.

Hva kan bli gjort? En ting er klart: hoveddriveren bak nevroplastisk endring er din oppførsel. Problemet er at det krever mye trening, aktiviteten din, å tilegne seg nye motoriske ferdigheter eller å bygge opp gamle. Og å få nok aktiv trening er utfordrende og dyrt. Så min forskningstilnærming er å utvikle terapier som forbereder hjernen for læring. Disse inkluderer hjernestimulering, trening og robotikk.

Forskning har gjort det klart for meg at en stor hindring for å utvikle terapier som akselererer utvinning fra hjerneslag er mangfoldet av modeller for nevroplastisitet hos mennesker. Og dette mangfoldet gjør meg gal som forsker, og gjør det ekstremt vanskelig å bruke statistikk til å teste data og ideer. Dette er grunnen til at medisinsk forskning er designet for å minimere forskjellen. Min forskning har imidlertid avdekket dette mangfoldet i de viktigste og mest informative dataene vi har samlet inn.

Vi har lært mye av å studere hjernen etter et slag, og jeg tror disse leksjonene er nyttige på andre områder. Den første leksjonen er at hoveddriveren for endring i hjernen er atferd. Og det er derfor det ikke finnes nevroplastiske piller. Ingenting vil hjelpe deg med å lære som praksis. Så du må fortsatt jobbe. Dessuten har forskningen min vist at flere vanskeligheter, mer stress under praksis fører til bedre læring og større strukturelle endringer i hjernen.

Problemet er at nevroplastisitet er et tveegget sverd. Det har en positiv effekt når du lærer noe nytt eller finpusser en motorisk ferdighet, og en negativ effekt når du glemmer det du visste, avhengig av rusmidler, muligens på grunn av kroniske smerter. Så hjernen er ekstremt plastisk og alt du gjør, så vel som alt du ikke gjør, former den både strukturelt og funksjonelt.

Den andre lærdommen vi har lært er at det ikke finnes noen ensartet tilnærming til læring, så det er ingen oppskrift på hvordan man lærer. Mange tror for eksempel det tar timer med trening å lære en ny motorisk ferdighet. Jeg forsikrer deg, det er ikke så enkelt. Noen vil trenge mer trening, mens andre vil trenge mye mindre.

Å jobbe med plasthjernene våre er en for unik jobb til at det kan finnes en enkelt tilnærming som fungerer for alle. Da vi innså dette, kom vi på ideen om individualisert behandling. Det vil si at for optimale resultater krever hver person sine egne tiltak. Denne tanken kom faktisk fra erfaringen med kreftbehandling. Så viste det seg at genetikk er svært viktig for å velge type cellegift i behandlingen av en viss form for kreft. Forskningen min har vist at denne tilnærmingen også er anvendelig for utvinning av hjerneslag.

Det er visse egenskaper ved strukturen og funksjonen til hjernen, biomarkører. De er svært behjelpelige med å hjelpe til med å skreddersy terapien til den enkelte. Resultatene fra laboratoriet mitt viser at visse kombinasjoner av biomarkører kan forutsi nevroplastiske endringer og mønstre for utvinning fra hjerneslag, noe som ikke er overraskende gitt hvor kompleks den menneskelige hjernen er.

Jeg tror imidlertid også at dette konseptet kan betraktes mye bredere. Gitt den unike strukturen og funksjonen til hjernen, gjelder det vi har lært om nevroplastisitet etter hjerneslag for alle. Atferd i dagliglivet er veldig viktig. Det påvirker hjernen.

Jeg mener at vi ikke bare bør vurdere individuell behandling, men også individuell trening. Det unike med hjernen manifesterer seg i en person når han underviser og når han lærer. Denne ideen hjalp oss å forstå hvorfor noen barn trives med tradisjonell utdanning og andre ikke. Hvorfor språk er enkelt for noen, mens andre velger hvilken som helst sport og gjør det beste. Så når du forlater dette rommet i dag, vil ikke hjernen din lenger være den samme som den var morgenen du kom inn. Og jeg synes det bare er fantastisk. Men hjernen til hver enkelt av dere vil forandre seg på sin egen måte.

Å forstå disse forskjellene, disse personlige mønstrene, denne variasjonen av endringer vil tillate betydelig fremgang innen nevrovitenskap. Det vil tillate deg å utvikle nye, mer effektive tiltak for å hjelpe deg med å finne passende studenter og lærere, pasienter og behandlingsmetoder.

Og dette gjelder ikke bare for bedring etter hjerneslag, men for hver enkelt av oss som forelder, lærer, leder, og også, siden du er her i dag på TEDx, som en evig elev.

Finn ut hvordan og hva du lærer mest effektivt. Gjenta det som er bra for hjernen og forkast dårlige vaner og ineffektiv atferd. Øve på. Læring er jobben hjernen din trenger. Så den beste strategien er forskjellig for alle. Du vet, selv for én person kan disse strategiene være forskjellige med hensyn til forskjellige ferdigheter. Å lære musikk kan være enkelt, men snowboard kan være mye vanskeligere.

Jeg håper du drar i dag med en ny forståelse av hvor flott hjernen din er. Verden rundt deg former deg og plasthjernen din hele tiden. Forstå at hjernen din endrer seg på grunn av det du gjør, det du møter og alt du opplever. Dette kan være til det beste, men det kan være det verste. Så fortsett og lag hjernen din slik du vil ha den i dag. Mange takk.