Mikä on neuroplastisuus?

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Tohtori Lara Boyd vakuuttaa meille, että hänen luennonsa jälkeen aivomme eivät ole koskaan ennallaan. Tieteellisessä TEDx-puheessa hän puhuu siitä, kuinka muutamme aivojamme jokaisen taidon myötä, selittää kuinka ja milloin ihmisen aivot ovat ainutlaatuisia, miksi joidenkin mielestä se on helpompi kuin toisten ja kuinka tehdä aivoistamme sellaiset kuin haluat.

Tieto aivoista kehittyy nykyään jännittävää vauhtia, ja fysioterapeutti ja neurotieteilijä Lara Boyd on tämän löydön eturintamassa. Vuodesta 2006 hän on työskennellyt British Columbian yliopistossa, jossa hän on mukana neurotieteen ja motorisen oppimisen tutkimuksessa. Sittemmin hän on perustanut Brain Behavior Labin, rekrytoinut ja kouluttanut yli 40 jatko-opiskelijaa, julkaissut yli 80 artikkelia ja saanut yli 5 miljoonaa dollaria rahoitusta.

Lara Boydin kirjoitukset johtavat uusien, tehokkaampien hoitomuotojen kehittämiseen ihmisille, joilla on aivovaurioita, ja ne löytävät myös laajempaa sovellusta. He esimerkiksi selittävät, miksi jotkut lapset menestyvät perinteisessä koulutuksessa ja toiset eivät, kuinka käyttäytyminen on aivojen muutosten päämoottori ja miksi neuroplastisia pillereitä ei ole.

Lara Boyd: Tämä video muuttaa aivosi (transkriptio alla):

Joten miten opimme? Ja miksi joidenkin on helpompi opiskella kuin toisten? Kuten sanoin, olen tohtori Lara Boyd, joka tekee aivotutkimusta täällä British Columbian yliopistossa, ja nämä kysymykset ahdistavat minua.

Aivojen toiminnan tutkiminen avaa mahdollisuuksia sekä ihmisen fysiologian ymmärtämiseen että kysymyksen ymmärtämiseen: mikä tekee meistä keitä olemme?

Tämä on uskomatonta aikaa aivotutkijoille, ja minulla on varmasti mielenkiintoisin työ ikinä. Tapa, jolla ajattelemme aivoja, muuttuu huimaa vauhtia. Monet niistä osoittautuivat virheellisiksi tai epätäydellisiksi. Jotkut väärinkäsitykset ovat ilmeisempiä, esimerkiksi uskoimme, että aivot voivat muuttua vain lapsuudessa, ja nyt kävi ilmi, että tämä on silkkaa hölynpölyä.

On myös väärin uskoa, että ihminen käyttää yleensä vain joitain aivojen osia, ja kun hänellä ei ole mitään kiirettä, hänen aivonsa ovat myös passiivisia. Tämä ei myöskään pidä ollenkaan paikkaansa. Osoittautuu, että vaikka lepäämme emmekä ajattele mitään, aivot ovat erittäin aktiiviset. MRI:n kaltaiset tekniikat ovat antaneet meille mahdollisuuden tehdä nämä ja monet muut tärkeät löydöt. Ehkä jännittävin, mielenkiintoisin ja vallankumouksellisin löytö oli, että joka kerta kun hankit uutta tietoa tai taitoa, muutat aivosi. Tätä kutsutaan neuroplastisuudeksi.

Pari vuotta sitten uskottiin, että murrosiän jälkeen aivot voivat muuttua vain huonompaan suuntaan, solut kuolevat iän myötä tai vaurioihin, esimerkiksi aivohalvaukseen. Tutkimukset ovat kuitenkin paljastaneet hämmästyttävän määrän esimerkkejä aikuisten aivojen muutoksesta. Sitten kävi ilmi, että käyttäytymisemme vaikuttaa aivoissa tapahtuviin muutoksiin. Ja nämä muutokset eivät riipu iästä. Hyviä uutisia. Itse asiassa niitä esiintyy koko elämän ajan, ja mikä on erittäin tärkeää, uudelleenjärjestelyprosessit edistävät aivojen palautumista vaurion jälkeen.

Neuroplastisuus on avain kaikkeen muutokseen. Mikä se on? Vastaanotetun tiedon vahvistamiseksi aivot muuttuvat kolmeen suuntaan:

1. Kemiallinen. Itse asiassa aivojen työ on kemiallisten signaalien välittämistä niiden solujen, joita kutsutaan neuroneiksi, välillä, mikä laukaisee sarjan reaktioita. Ja jotta saatu tieto säilyisi, aivot lisäävät neuronien vaihtamien kemiallisten signaalien määrää tai pitoisuutta. Koska nämä muutokset tapahtuvat nopeasti, ne edistävät lyhytaikaista muistia tai lyhytaikaista motorisen toiminnan paranemista.

2. Toinen tapa muuttaa aivoja oppimisen vahvistamiseksi on rakenteellinen. Eli oppiessa aivot muuttavat neuronien välistä yhteyttä, aivojen fyysinen rakenne muuttuu, mikä tietysti vie enemmän aikaa. Nämä muutokset liittyvät pitkäaikaiseen muistiin ja motoristen taitojen pitkäaikaiseen paranemiseen.

Nämä prosessit ovat yhteydessä toisiinsa. Annan sinulle esimerkin. Olemme kaikki oppineet jossain vaiheessa uusia motorisia taitoja, kuten pianonsoittoa tai jongleerausta. Ja yhdellä yrittämällä sitä annettiin sinulle paremmin ja paremmin, ja ajattelit: tein sen. Ja seuraavan kerran, ehkä seuraavana päivänä, kaikki saavutukset menetettiin. Miksi niin? Lyhyen aikaa aivot lisäsivät kemiallisten signaalien vaihdon intensiteettiä, mutta jostain syystä nämä muutokset eivät aiheuttaneet pitkäaikaismuistin edellyttämiä rakenteellisia muutoksia. Muista, että muistojen tallentaminen pitkäaikaismuistiin ei ole hetkellinen prosessi. Lyhyen aikavälin tulos ei ole vielä oppimista. Fyysiset muutokset vahvistavat pitkäaikaisia muistoja. Ja kemialliset muutokset ovat lyhytikäisiä.

Rakenteelliset muutokset voivat myös johtaa verkostojen syntymiseen, jotka yhdistävät aivojen eri alueita oppimisen vahvistamiseksi. Tietyt aivojen alueet, jotka ovat vastuussa tietystä käyttäytymisestä, voivat kasvaa tai muuttaa rakennetta. Muutama esimerkki. Pistekirjoitusta lukevilla ihmisillä on laajentunut aivojen sensorinen alue, joka on vastuussa sormien herkkyydestä. Jos olet oikeakätinen, hallitsevasta kädestäsi vastaa suurempi alue aivoissa kuin oikealla. Tutkimukset ovat osoittaneet, että taksinkuljettajilla, jotka täyttävät Lontoon kartan saadakseen ajokortin, on laajentuneet aivoalueet, jotka liittyvät spatiaaliseen tai kartografiseen muistiin.

3. Ja viimeinen tapa muuttaa aivoja korjaamaan tietoa on toimiva.

Käytetystä aivoalueesta tulee herkkä ja helpompi käyttää uudelleen. Ja kun aivoihin ilmestyy alueita, joilla on lisääntynyt kiihtyvyys, se säätelee jo sitä, kuinka ja milloin ne aktivoidaan.

Oppimisprosessin aikana näemme kuinka kokonaisia aivojen lohkoja aktivoituu ja muutetaan. Siten kemialliset, rakenteelliset ja toiminnalliset muutokset tukevat neuroplastisuutta. Ja niitä tapahtuu kaikkialla aivoissa. Ne voivat esiintyä erikseen, mutta useimmiten ne liittyvät toisiinsa. Yhdessä ne vahvistavat oppimistuloksia, ja tätä tapahtuu koko ajan.

Joten kerroin sinulle, kuinka hämmästyttävän hermoplastisia aivomme ovat. Miksi jonkin asian oppiminen on niin vaikeaa? Miksi lapset eivät aina pärjää koulussa? Miksi meistä tulee unohtelevampia vanhetessamme? Ja miksi emme voi täysin toipua aivovauriosta? Mitkä prosessit auttavat tai estävät neuroplastisuutta? Tätä minä opiskelen. Erityisesti tutkin, miten se liittyy aivohalvauksesta toipumiseen.

Viime aikoina aivohalvaus on noussut kolmannelta sijalta neljännelle johtavien kuolinsyiden luettelossa Yhdysvalloissa. Hienoja uutisia, vai mitä? Vain itse asiassa aivohalvauksen uhrien määrä ei ole vähentynyt. Se on vain, että olemme pystyneet paremmin ylläpitämään elämää vakavan aivohalvauksen jälkeen. Aivohalvauksesta toipuminen osoittautui vaikeaksi, ja rehellisesti sanottuna emme ole pystyneet kehittämään tehokasta kuntoutustapaa. Yksi asia on varma: aivohalvaus on yleisin vamman aiheuttaja aikuisilla ympäri maailmaa.

Yhä useammat nuoret kärsivät aivohalvauksista, mikä tarkoittaa, että he elävät pidempään vammaisten kanssa. Ja tutkimuksemme osoittaa, että aivohalvauksen saaneiden kanadalaisten elämänlaatu on heikentynyt. Siksi on selvää, että sinun on tehtävä paremmin auttaaksesi ihmisiä toipumaan aivohalvauksesta. Tämä on vakava yhteiskunnallinen ongelma, emmekä voi ratkaista sitä.

Mitä voidaan tehdä? Yksi asia on selvä: neuroplastisen muutoksen päätekijä on käyttäytymisesi. Ongelmana on, että uusien motoristen taitojen hankkiminen tai vanhojen uudelleen rakentaminen vaatii paljon harjoittelua, aktiivisuuttasi. Ja riittävän aktiivisen harjoittelun saaminen on haastavaa ja kallista. Tutkimustapani on siis kehittää hoitoja, jotka valmistavat aivot oppimiseen. Näitä ovat aivojen stimulaatio, liikunta ja robotiikka.

Tutkimus on tehnyt minulle selväksi, että suuri este aivohalvauksesta toipumista nopeuttavien hoitojen kehittämiselle on ihmisten neuroplastisuusmallien monimuotoisuus. Ja tämä monimuotoisuus saa minut hulluksi tutkijana, mikä tekee tilastojen käyttämisestä tietojen ja ideoiden testaamiseen erittäin vaikeaa. Tästä syystä lääketieteellinen tutkimus on suunniteltu minimoimaan ero. Tutkimukseni on kuitenkin paljastanut tämän monimuotoisuuden tärkeimmissä ja informatiivisimmissa keräämissämme tiedoissa.

Olemme oppineet paljon aivohalvauksen jälkeisten aivojen tutkimisesta, ja mielestäni nämä oppitunnit ovat hyödyllisiä muilla alueilla. Ensimmäinen oppitunti on, että aivojen muutoksen päätekijä on käyttäytyminen. Ja siksi ei ole olemassa neuroplastisia pillereitä. Mikään ei auta sinua oppimisessa niin kuin harjoittelu. Sinun on siis vielä tehtävä töitä. Lisäksi tutkimukseni on osoittanut, että vaikeudet, enemmän stressiä harjoituksen aikana johtavat parempaan oppimiseen ja suurempiin rakenteellisiin muutoksiin aivoissa.

Ongelmana on, että neuroplastisuus on kaksiteräinen miekka. Sillä on positiivinen vaikutus, kun oppii jotain uutta tai hio motorisia taitoja, ja negatiivinen, kun unohdat sen, mitä tiesit, huumeriippuvaisena, mahdollisesti kroonisen kivun vuoksi. Aivot ovat siis äärimmäisen plastiset ja kaikki mitä teet, samoin kuin kaikki mitä et tee, muokkaa niitä sekä rakenteellisesti että toiminnallisesti.

Toinen oppituntimme on se, että oppimiseen ei ole olemassa kaikille sopivaa lähestymistapaa, joten ei ole olemassa reseptiä kuinka oppia. Esimerkiksi monet uskovat, että uuden motorisen taidon oppiminen vaatii tunteja harjoittelua. Vakuutan teille, se ei ole niin yksinkertaista. Jotkut tarvitsevat enemmän harjoittelua, kun taas toiset tarvitsevat paljon vähemmän.

Muovisten aivojen parissa työskenteleminen on liian ainutlaatuista työtä, jotta olisi olemassa yksittäinen lähestymistapa, joka toimii kaikille. Tämän tajuttuamme päädyimme yksilölliseen hoitoon. Toisin sanoen optimaalisen tuloksen saavuttamiseksi jokainen vaatii omat toimenpiteet. Tämä ajatus tuli itse asiassa syövänhoidon kokemuksesta. Sitten kävi ilmi, että genetiikka on erittäin tärkeä kemoterapiatyypin valinnassa tietyn syövän hoidossa. Tutkimukseni on osoittanut, että tämä lähestymistapa soveltuu myös aivohalvauksen toipumiseen.

Aivojen rakenteessa ja toiminnassa on tiettyjä ominaisuuksia, biomarkkereita. Ne auttavat räätälöimään terapiaa yksilön mukaan. Laboratorioni tulokset osoittavat, että tietyt biomarkkerien yhdistelmät voivat ennustaa neuroplastisia muutoksia ja aivohalvauksesta toipumisen malleja, mikä ei ole yllättävää, kun otetaan huomioon, kuinka monimutkaisia ihmisen aivot ovat.

Uskon kuitenkin, että tätä käsitettä voidaan tarkastella paljon laajemminkin. Ottaen huomioon aivojen rakenteen ja toiminnan ainutlaatuisuuden, se, mitä olemme oppineet aivohalvauksen jälkeisestä neuroplastisuudesta, koskee kaikkia. Käyttäytyminen jokapäiväisessä elämässä on erittäin tärkeää. Se vaikuttaa aivoihin.

Mielestäni meidän tulisi harkita yksilöllisen kohtelun lisäksi myös yksilöllistä koulutusta. Aivojen ainutlaatuisuus ilmenee ihmisessä, kun hän opettaa ja kun hän oppii. Tämä ajatus auttoi meitä ymmärtämään, miksi jotkut lapset menestyvät perinteisessä koulutuksessa ja toiset eivät. Miksi kielet ovat joillekin helppoja, kun taas toiset valitsevat minkä tahansa urheilulajin ja tekevät parhaansa. Joten kun poistut tästä huoneesta tänään, aivosi eivät ole enää samat kuin aamulla, jolloin astuit sisään. Ja mielestäni se on vain hämmästyttävää. Mutta jokaisen teistä aivot muuttuvat omalla tavallaan.

Näiden erojen, näiden henkilökohtaisten mallien ja muutosten ymmärtäminen mahdollistaa merkittävän edistyksen neurotieteen alalla. Sen avulla voit kehittää uusia, tehokkaampia toimenpiteitä sopivien opiskelijoiden ja opettajien, potilaiden ja hoitomenetelmien löytämiseksi.

Ja tämä ei koske vain aivohalvauksesta toipumista, vaan meistä jokaista vanhempana, opettajana, johtajana ja myös ikuisena oppijana, koska olet tänään täällä TEDx:ssä.

Ota selvää, miten ja mitä opit tehokkaimmin. Toista se, mikä on hyväksi aivoille, ja hylkää huonot tavat ja tehoton käyttäytyminen. Harjoitella. Oppiminen on työtä, jota aivosi tarvitsevat. Paras strategia on siis erilainen kaikille. Tiedäthän, että jopa yhdelle henkilölle nämä strategiat voivat olla erilaisia eri taitojen suhteen. Musiikin oppiminen voi olla helppoa, mutta lumilautailu voi olla paljon vaikeampaa.

Toivon, että lähdet tänään uudella ymmärryksellä siitä, kuinka mahtavat aivosi ovat. Ympäröivä maailma muokkaa jatkuvasti sinua ja muovisia aivojasi. Ymmärrä, että aivosi muuttuvat sen vuoksi, mitä teet, mitä kohtaat ja kaikkea mitä koet. Tämä voi olla parasta, mutta se voi olla huonointa. Joten mene eteenpäin ja tee aivosi sellaisiksi kuin haluat tänään. Paljon kiitoksia.