Phần 1: cấu trúc và tổ chức chủ đề

"Tính dẻo dai của não đề cập đến khả năng của hệ thần kinh thay đổi cấu trúc và chức năng của nó trong suốt cuộc đời, để phản ứng lại với sự đa dạng môi trường. Mặc dù thuật ngữ này hiện được sử dụng phổ biến trong tâm lý học và thần kinh học, nhưng nó không dễ dàng được định nghĩa và được sử dụng để đề cập đến những thay đổi ở nhiều cấp độ trong hệ thần kinh, từ các sự kiện ở cấp độ phân tử, chẳng hạn như những thay đổi trong biểu hiện gen, đến hành vi."^[1] Ba dạng chính của tính dẻo dai được mô tả dưới đây: tính dẻo dai của synapse, tạo sinh thần kinh và xử lý bù chữa chức năng.

Tính Dẻo Dai Của Synapse

Khi tham gia vào học tập và trải nghiệm mới, não tạo ra các đường dẫn thần kinh. Các đường dẫn thần kinh hoặc mạch là các tuyến đường được tạo thành bởi các neuron giao tiếp lẫn nhau. Những tuyến đường này được tạo ra trong não thông qua học tập và thực hành; giống như một con đường trên núi được tạo ra thông qua việc sử dụng hàng ngày cùng một tuyến đường bởi một牧羊人 và đàn gia súc của anh ta. Các trong một đường dẫn thần kinh giao tiếp với nhau tại một điểm gặp gỡ, synapse. Mỗi khi kiến thức mới được thu nhận (thông qua thực hành lặp lại), giao tiếp hoặc truyền synapse được tăng cường giữa các neuron liên quan. Giao tiếp tốt hơn giữa các neuron có nghĩa là các tín hiệu điện truyền hiệu quả hơn dọc theo con đường mới. Ví dụ, khi cố gắng nhận biết một con chim mới, những kết nối mới được tạo ra giữa các neuron cụ thể. Các neuron trong vỏ thị giác sẽ ghi chú màu của cổ họng, trong khi những neuron khác trong vỏ thính giác sẽ chú ý đến tiếng gọi đặc biệt của nó và những neuron khác nữa, đến tên con chim. Để biết con chim, tên của nó và các thuộc tính, màu sắc, bài hát và tên của nó được tham dự lặp lại. Quay lại mạch thần kinh và thiết lập lại truyền thần kinh giữa các neuron liên quan ở mỗi lần cố gắng mới tăng cường hiệu quả của truyền synapse. Giao tiếp giữa các neuron có liên quan được tạo điều kiện, nhận thức được thực hiện nhanh hơn và nhanh hơn nữa. Tính dẻo dai của synapse có lẽ là trụ cột mà trên đó sự linh hoạt tuyệt vời của não tựa dựa.

Tạo Sinh Thần Kinh

Trong khi tính dẻo dai của synapse được đạt được thông qua tăng cường giao tiếp tại vị trí synapse giữa các neuron hiện có, tạo sinh thần kinh đề cập đến sự sinh ra và tăng sinh của các neuron mới trong . Trong một thời gian rất dài, khái niệm về sự sinh ra neuron liên tục trong não người trưởng thành được coi là dị giáo. Các nhà khoa học tin rằng các neuron chết và không bao giờ được thay thế bằng những neuron mới. Kể từ năm 1944, nhưng chủ yếu là trong những năm gần đây, sự tồn tại của tạo sinh thần kinh đã được thiết lập về mặt khoa học và chúng ta biết rằng nó xảy ra khi các tế bào gốc, một loại tế bào đặc biệt nằm trong xoang tạo, hồi đậu và có thể ở vỏ tiền trán, chia thành hai tế bào: một tế bào gốc và một tế bào sẽ trở thành một neuron được trang bị đầy đủ với trục và chân. Những neuron mới đó sau đó sẽ di chuyển đến những khu vực thậm chí xa xôi của não nơi chúng cần thiết và do đó có khả năng cho phép não bổ sung lại nguồn cung cấp neuron của nó. Từ nghiên cứu động vật và con người, chúng ta biết rằng tử thần kinh đột ngột (ví dụ sau đột quỵ) là một kích hoạt mạnh mẽ cho tạo sinh thần kinh.

Tính Dẻo Dai Bù Chữa Chức Năng

Sự suy giảm thần kinh sinh học kèm theo lão hóa được ghi chép tốt trong tài liệu nghiên cứu và giải thích lý do tại sao người lớn tuổi hơn hoạt động kém hơn những người trẻ trong các bài kiểm tra hiệu suất thần kinh nhận thức. Đáng ngạc nhiên, không phải tất cả người lớn tuổi hơn đều thể hiện hiệu suất thấp hơn. Một số đạt được cũng như các đồng tuổi trẻ hơn của họ. Ưu thế hành vi bất ngờ này cho một nhóm con của các cá nhân lão hóa đã được điều tra khoa học và người ta phát hiện ra rằng, khi xử lý thông tin mới, những người lớn tuổi hơn hoạt động cao hơn phần lớn các vùng não giống như những người trẻ hơn, nhưng, cũng tuyển dụng các vùng não bổ sung mà những người trẻ và những người lớn tuổi hơn hoạt động kém không kích hoạt. Các nhà nghiên cứu đã suy ngẫm về việc tuyển dụng quá mức các vùng não ở những người lớn tuổi hơn hoạt động cao hơn và nhìn chung đã đi đến kết luận rằng tuyển dụng các tài nguyên nhận thức bổ sung phản ánh một chiến lược bù chữa. Trong bối cảnh của các khiếm khuyết liên quan đến tuổi tác và giảm tính dẻo dai của synapse kèm theo lão hóa, não, một lần nữa biểu hiện tính dẻo dai đa nguồn của nó bằng cách tổ chức lại các mạng thần kinh nhận thức của nó. Các nghiên cứu cho thấy rằng não đạt được giải pháp chức năng này thông qua kích hoạt các đường dẫn thần kinh thay thế, trong đó thường kích hoạt các vùng ở cả hai bán cầu (khi chỉ một được kích hoạt ở những người trẻ hơn).

Phần 2: chức năng và hành vi

Học tập, trải nghiệm và môi trường

Chúng ta đã thấy rằng tính dẻo dai là thuộc tính của não bộ cho phép nó thay đổi các tính chất sinh học, hóa học và vật lý của mình. Tuy nhiên, khi não thay đổi, chức năng và hành vi cũng thay đổi theo một quá trình song song. Trong những năm gần đây, chúng ta đã biết rằng các thay đổi não bộ ở mức độ di truyền hoặc synap được gây ra bởi nhiều yếu tố môi trường và kinh nghiệm. Học tập mới là trung tâm của tính dẻo dai và một bộ não thay đổi có lẽ là biểu hiện rõ ràng nhất cho thấy học tập mới đã xảy ra, được tạo điều kiện bởi môi trường. Học tập mới diễn ra dưới nhiều hình thức và vì nhiều lý do, và bất cứ lúc nào trong cuộc đời của chúng ta. Ví dụ, trẻ em học hỏi những kiến thức mới với số lượng rất lớn và não của chúng thay đổi đáng kể vào những thời điểm học tập mới chuyên sâu này. Học tập mới cũng có thể được yêu cầu khi có tổn thương thần kinh gây ra, chẳng hạn như tổn thương hoặc đột quỵ, khi các chức năng được hỗ trợ bởi vùng não bị tổn thương bị suy yếu, và phải học lại từ đầu. Học tập mới có thể nằm trong bản chất của cá nhân và được hướng dẫn bởi niềm khát vọng tìm hiểu kiến thức. Sự đa dạng của các hoàn cảnh dẫn đến học tập mới đặt ra câu hỏi liệu não sẽ thay đổi bất cứ khi nào nó đang học điều gì đó. Nghiên cứu cho thấy rằng điều này không phải là trường hợp. Có vẻ như não sẽ tiếp nhận kiến thức mới, do đó thực hiện tiềm năng của nó đối với tính dẻo dai, nếu học tập mới phù hợp về mặt hành vi. Để học tập tạo dấu ấn về mặt sinh lý trên não, học tập đó phải dẫn đến những thay đổi trong hành vi. Nói cách khác, học tập mới phải phù hợp về mặt hành vi và cần thiết. Ví dụ, học tập mới đảm bảo sự sống còn sẽ được tổ chức tích hợp và được áp dụng như một hành vi, và kết quả là, não sẽ đã thay đổi. Có lẽ còn quan trọng hơn là mức độ mà một trải nghiệm học tập có tính phần thưởng. Ví dụ, học tập mới dưới dạng chơi tương tác đặc biệt có lợi cho tính dẻo dai của não và được phát hiện làm tăng hoạt động PFC. Ngoài ra, trong bối cảnh cung cấp động lực này, chúng ta sẽ lưu ý truyền thống lâu đời là cung cấp cho trẻ em sự gia cố và phần thưởng khi chúng tham gia vào quá trình học tập.

Hiểu các điều kiện để gây ra tính dẻo dai

Khi nào trong vòng đời, não có khả năng thay đổi nhất khi tiếp xúc với kích thích từ môi trường? Có vẻ như các mô hình tính dẻo dai khác nhau ở các độ tuổi khác nhau và vẫn còn nhiều điều chưa biết về sự tương tác giữa loại hoạt động gây tính dẻo dai và độ tuổi của đối tượng. Tuy nhiên, chúng ta biết rằng hoạt động trí tuệ và tinh thần gây ra tính dẻo dai của não khi được áp dụng cho người cao tuổi khỏe mạnh hoặc những người cao tuổi mắc bệnh thoái hóa thần kinh. Quan trọng hơn, có vẻ như não có khả năng chịu cả sự thay đổi tích cực lẫn tiêu cực ngay cả trước khi sinh vật sinh ra. Các nghiên cứu động vật cho thấy rằng khi các bà mẹ mang thai được đặt trong các môi trường phong phú và kích thích, số lượng synap của con cái tăng lên ở các vùng não cụ thể. Ngược lại, khi căng thẳng nhẹ được tác dụng lên các bà mẹ mang thai, con cái của họ sau đó thể hiện số lượng tế bào thần kinh PFC giảm. Ngoài ra, có vẻ như PFC nhạy cảm hơn đối với các ảnh hưởng của môi trường so với phần còn lại của não. Những phát hiện này có những hàm ý quan trọng cho cuộc tranh luận "bẩm sinh" so với "nuôi dạy", vì có vẻ như "nuôi dạy" có thể gây ra những thay đổi trong biểu hiện gen thần kinh. Tính dẻo dai của não phát triển như thế nào và tác dụng của độ dài thời gian kích thích môi trường được áp dụng là gì? Đây là một câu hỏi rất quan trọng đối với các vấn đề điều trị và nghiên cứu động vật di truyền cung cấp những câu trả lời rất cơ bản cho thấy một số gen bị ảnh hưởng ngay cả với khoảng thời gian kích thích ngắn nhất, các gen bổ sung tiếp tục bị ảnh hưởng với khoảng thời gian kích thích lâu hơn, trong khi những gen khác không thay đổi hoặc đảo ngược xu hướng thay đổi. Mặc dù việc sử dụng từ tính dẻo dai chủ yếu mang ý nghĩa tích cực, tính dẻo dai đề cập đến tất cả các cách não thay đổi, và một số thay đổi có thể đi kèm với chức năng và hành vi bị suy yếu. training dường như lý tưởng để gây ra tính dẻo dai não bộ. Nó cung cấp thực hành có hệ thống cần thiết để thiết lập các mạch thần kinh mới và để tăng cường các kết nối synap giữa các tế bào thần kinh trong mạch. Tuy nhiên, như chúng ta đã thấy, trong trường hợp không có lợi ích hành vi rõ ràng, não sẽ không học hiệu quả. Do đó, tầm quan trọng của việc tích hợp các mục tiêu được cá nhân hóa cao và phù hợp với việc đào tạo không thể được nhấn mạnh quá mức.

^[1]Định nghĩa được chấp nhận từ: Kolb, B., Muhammad, A., & Gibb, R., Searching for factors underlying cerebral plasticity in the normal and injured brain, Journal of Communication Disorders (2010), doi:10.1016/j.jcomdis.2011.04.007

Phần này được lấy từ công trình của Kolb, B., Muhammad, A., & Gibb, R., Searching for factors underlying cerebral plasticity in the normal and injured brain, Journal of Communication Disorders (2010), doi:10.1016/j.jcomdis.2011.04.007