Нейропластичность мозга отражает способность к репарации в случае возникновения структурно-морфологических и функциональных нарушений в тканях ЦНС. Свойство мозговых структур постоянно изменяться отражается в структурно-морфологической реорганизации нервной ткани, усилении или ослаблении синаптических контактов. Механизмы компенсации запускают процесс делегирования функций поврежденных участков мозга расположенным рядом мозговым структурам.
Характеристика
Нейропластичность мозга – это способность нейронов изменять функции с учетом текущих потребностей. Нейропластичность отождествляется с компенсаторными механизмами, которые активируются при повреждении определенного участка мозга головы. В этом случае другие нейроны принимают на себя функции поврежденных нервных клеток. В рамках нейронной пластичности нервные клетки изменяют функции, тип и количество продуцируемых нейромедиаторов.
Параллельно происходит ремоделирование структуры нейросети. За счет реорганизации нервной системы компенсируются нарушенные функции, происходят репаративные процессы, направленные на восстановление нормального функционирования мозговых структур. Концепция нейропластичности мозга предполагает гибкость работы системы жизнеобеспечения нейронов, которая самостоятельно переустраивается в соответствии с текущими требованиями.
В рамках переустройства проходят процессы разрастания нейроглии и регуляция церебрального кровотока. Глиальные клетки поддерживают гомеостаз и стабильное положение нейронов в нервной ткани, участвуют в образовании миелина (вещество защитного слоя нервных волокон). Глиальные клетки обеспечивают питание и защиту нейронов, выводят вторичные продукты жизнедеятельности нервных клеток.
В ходе структурной перестройки нейросети происходит разделение нейронов на взаимодействующие между собой группы. Если способность нейросети к самовосстановлению поддерживается регулярными тренировками в виде умственной и двигательной деятельности, репаративные процессы протекают быстрее и эффективнее. Факторы, которые положительно влияют на пластичность мозговых структур:
- Целостность личности, наличие морально-нравственных установок, жизненных принципов, постоянное самосовершенствование, саморазвитие.
- Занятость в сфере деятельности, сопряженной с творчеством и интеллектуальным трудом.
- Регулярные, дозированные физические нагрузки.
- Поддержание здорового, общественно одобряемого образа жизни.
- Полноценное, разнообразное питание.
- Регулярная тренировка мозга посредством решения интеллектуальных задач, головоломок, разгадывания кроссвордов, активной познавательной деятельности независимо от возраста.
- Благоприятная экологическая обстановка.
- Развитие навыков стрессоустойчивости, освоение методик релаксации, медитации, аутотренинга.
- Благополучные семейные отношения.
Нейропластичность мозга снижается, если человек употребляет питьевую воду и продукты питания низкого качества, при отсутствии интеллектуальных нагрузок и устойчивых интересов, в случае дефицита полноценного отдыха и постоянных стрессовых воздействий. Отрицательное влияние на пластичность нейрональных структур оказывают факторы:
- Интернет-зависимость, длительное, регулярное пребывание за компьютером, чрезмерное воздействие электромагнитного излучения.
- Расстройства сна, в том числе бессонница, трудности при засыпании, раннее пробуждение, беспокойный, прерывающийся сон.
- Несбалансированное питание, дефицит витаминов и других нутриентов.
Теория нейропластичности объясняет способность человека к обучению в любом возрасте. В рамках теории предполагается, что для приобретения нового навыка, знания необходимо формирование новых мозговых структур – рост нервных отростков, образование нейронных связей. Человек обучается и меняет представления об окружающем мире на протяжении всей жизни, что подтверждает возможность постоянной трансформации нейрональной сети.
Принципы теории
Польский нейробиолог Е. Конорски в 1948 году в ходе исследований обнаружил, что импульсы, поступающие через синаптические контакты к нервной клетке, кроме инициации процесса возбуждения нейрона провоцируют пластические изменения, которые выражаются в структурно-функциональных преобразованиях стойкого характера.
В 1973 году ученые Т. Блисс и Т. Лемо доказали возможность усиления синаптических контактов с долговременным эффектом. В 1999 году ученые представили результаты исследований, подтверждающие способность элементов в составе нервной системы к регенерации, что послужило поводом для появления терминов нейропластичность и нейрогенез.
Считается, что нервная система способна к структурной перестройке, увеличению количества нервных клеток и формированию новых синапсов на протяжении всей жизни индивида. Под нейрогенезом понимают многоуровневый процесс трансформации нейробластов – предшественников нервных клеток, которые в дальнейшем проходят этапы дифференцировки, миграции, интеграции новых нейронов в общую сеть.
Способность аксонов, подвергшихся повреждению, регенерировать и образовывать новые контакты на уровне синапсов с возрастом ослабевает. Нейрон с поврежденным аксоном может атрофироваться и погибнуть. В случае регенерации и роста поврежденного аксона происходит реиннервация (повторная иннервация) периферической мишени, что приводит к восстановлению свойств и синаптических связей нервной клетки.
В рамках теории рассматривается понятие церебральный резерв, который зависит от исходного количества нейронов и образованных ими связей, особенности функционирования нейрональной сети, ее потенциал в контексте формирования новых синапсов, церебральных трактов и способов передачи нервных импульсов.
Основа реабилитационных технологий
Корковые отделы головного мозга взрослых людей способны к функциональным перестройкам, что отражает пластичность нервной ткани. Ведущая роль в реализации механизма реорганизации принадлежит афферентным воздействиям. Ремоделирование (переустройство) кортикальных соединений в рамках нейропластичности происходит вследствие тренировки мозга, которая предполагает регулярность умственных и двигательных нагрузок.
Например, постоянная афферентация (постоянный поток нервных импульсов, поступающих от исполнительного органа в мозговой центр) от кисти руки пианистов или слепых людей, которые читают при помощи рельефного шрифта Брайля, приводит к увеличению топографического представительства в коре моторных и других заинтересованных зон.
Исследования показывают, повреждение моторных зон коры с последующим нарушением иннервации и двигательных функций кисти руки без тренировок приводит к уменьшению размеров представительства. И наоборот, в случае регулярной тренировки паретичной кисти происходит увеличение размеров кортикального представительства за счет распространения на области коры, формально отвечающие за двигательную активность плеча и предплечья.
Тренировки непосредственно влияют на реорганизацию корковых структур, провоцируя вовлечение неповрежденных участков мозга, расположенных рядом с очагом инфаркта. В основе нейропластичности мозга лежит идентичный механизм, регулирующий процессы обучения и запоминания новой информации, известный как долговременная потенциация (усиление на протяжении длительного времени синаптической передачи в рамках взаимодействия нейронов).
Исследования подтверждают, активация механизма репарации и стимуляция процесса нейропластичности происходит под влиянием методов, усиливающих афферентный вход – непрерывное поступление нервных импульсов от исполнительного органа, частично или полностью утратившего функции, к мозговому центру. Результаты исследований лежат в основе программ двигательной реабилитации пациентов, перенесших инсульт, черепно-мозговую травму, другие заболевания, сопровождающиеся повреждением нервной ткани.
Методы управления и развития
Чтобы развить нейропластичность мозга при таких патологиях, как инсульт, черепно-мозговая травма, применяют методы лечебной гимнастики и кинезитерапии (адаптивные движения пассивного и активного характера нередко в сочетании с массажными практиками). Метод кинезитерапии предполагает использование разных приспособлений и гимнастических приемов, направленных на отработку определенных движений.
Методика эффективна при парезах легкой и умеренной степени. Например, тренировка паретичной руки осуществляется при фиксации здоровой конечности. Плотно зафиксированная здоровая рука остается неподвижной в течение 5-6 часов, в то время, как паретичная конечность усиленно нагружается.
Для больных с гемипарезами (парез руки и ноги в одной половине туловища) постинсультной этиологии в рамках кинезитерапии разработано упражнение на беговой дорожке, где тело пациента поддерживают специальные механические устройства и системы. В ходе регулярных тренировок восстанавливаются навыки сохранения равновесия и ходьбы.
Чтобы развивать нейропластичность и устранить двигательные нарушения, обусловленные повреждением мозговых структур, применяют электростимулирующую терапию (нервно-мышечная электростимуляция), метод БОС – функциональное биоуправление с использованием обратной связи (активное обращение к больному с вовлечением обратной связи в качестве источника информации о результатах выполнения действий и регуляции поведения в целом).
Основная цель методики БОС – возможность глубокого осознания пациентом выполняемых движений и действий, повышение уровня произвольного управления двигательными, речевыми, поведенческими функциями. Интенсивное обучение провоцирует соответствующие изменения в мозговых структурах.
Упражнения, улучшающие нейропластичность мозга, содержат интеллектуальный компонент, предполагают необходимость интенсивного мышления, анализа информации, обдумывания условий и планирования результатов. Развитие пластичности нервной ткани происходит в результате приобретения полезных знаний и навыков, которые позитивно влияют на поведение и качество жизни. Ученые рекомендуют хорошо питаться, больше двигаться, расширять кругозор, активно заниматься познавательной деятельностью.
Нейропластичность – это способность мозговых структур к реорганизации и компенсации утраченных функций.
