Musica del cervello. Regole per lo sviluppo armonioso Pren Anet

Plasticità cerebrale

Plasticità cerebrale

Allora perché possiamo suonare il nostro cervello come uno strumento musicale? La cosa principale è plastica cervello, la sua capacità di cambiare.

Fino all'inizio degli anni '90, la maggior parte dei ricercatori credeva che una persona ricevesse tutte le sue cellule nervose alla nascita e che dopo i venticinque anni iniziassero a morire, indebolendo gradualmente la forza e la complessità delle connessioni nervose.

Ma oggi, grazie alle tecnologie avanzate, l'opinione degli scienziati su questo tema è radicalmente cambiata. È ormai noto che il cervello umano contiene circa cento miliardi di neuroni collegati tra loro attraverso le cosiddette sinapsi e che nel corso della nostra vita ogni giorno vengono create almeno duecento nuove cellule nervose solo nella zona della memoria. In altre parole, il nostro cervello è in uno stato di cambiamento permanente.

Il nostro cervello è in uno stato di cambiamento permanente.

Inoltre, alcuni anni fa, i ricercatori credevano che centri specifici fossero responsabili della parola, dei sentimenti, della vista, dell’equilibrio, ecc. Oggi gli scienziati sono giunti alla conclusione che questo non è del tutto vero. Le funzioni di base che controllano la nostra attività motoria e il feedback sensoriale sono infatti localizzate in aree specifiche del cervello, ma le funzioni cognitive complesse sono distribuite in diverse parti del cervello. Tutte le otto chiavi presentate in questo libro corrispondono a diverse aree del cervello, ma nessuna chiave è limitata ad alcuna parte del cervello.

Ad esempio, la funzione del linguaggio è il risultato dell'attività di squadra di un numero di regioni del cervello che possono cooperare tra loro in modi diversi. Questo spiega perché ogni persona usa strutture linguistiche uniche e perché la struttura del nostro discorso cambia a seconda dell'ambiente.

Inoltre, il cervello è in costante riorganizzazione. I ricercatori hanno scoperto che le funzioni cerebrali indebolite possono essere ripristinate con altri aree del cervello. Lo psichiatra Norman Doidge considera una delle più grandi scoperte del 20° secolo il fatto che l’apprendimento e l’azione pratici e teorici possono “accendere e spegnere i nostri geni, modellando l’anatomia del nostro cervello e il nostro comportamento”. E il neurologo Vilayanur Subramanian Ramachandran definisce le scoperte fatte negli ultimi anni nel campo dell'attività cerebrale la quinta rivoluzione.

L’apprendimento e l’azione pratici e teorici possono accendere e spegnere i nostri geni.

Tuttavia, dobbiamo ammetterlo: oggi gli scienziati sono solo sulla soglia della comprensione delle innumerevoli meraviglie del cervello umano. E dopo aver letto questo libro, arriverai a comprendere solo una piccola, sebbene estremamente importante, parte di questi miracoli.

Questo libro parla sia della componente biologica che di quella mentale del cervello, ma soprattutto di quest'ultima. La parte di biologia si occupa della chimica e della fisica del cervello, dei neurotrasmettitori come la serotonina e la dopamina e della plasticità neuronale. La componente mentale riguarda la nostra capacità di pensare e agire, nonché la cognizione nel senso ampio del termine.

A questo punto, il lettore potrebbe chiedersi: “Ma so già molto sul cervello: cos’altro ho bisogno di sapere?” Credimi, ci sono molte sorprese in serbo per te, perché oggi molte delle idee radicate sul cervello sono irrimediabilmente obsolete. Ad esempio, in passato gli scienziati credevano che quanto più penetravano in profondità nel cervello, tanto più avrebbero potuto avanzare nella comprensione dell’evoluzione umana, e che la corteccia cerebrale “civilizzata” fosse responsabile delle funzioni basilari e primitive. Quindi: dovrai riconsiderare questa teoria popolare. Il nostro cervello non è costituito da strati evolutivi: non può essere considerato affatto una struttura modulare. Funziona più come una rete ed è molto più complesso e interessante di quanto potremmo immaginare.

E gli altri nostri lettori potrebbero dire: “Siamo quello che siamo, e tutto questo parlare di cambiamenti positivi non è altro che l’ennesima promessa vuota”. Ma ti dimentichi della plasticità, la qualità più importante del cervello: è malleabile e cambia costantemente, adattandosi all'ambiente. Oggi usi alcune cellule nervose quando esegui questa o quell'azione, e dopo un paio di settimane, facendo la stessa cosa, ne usi di diverse. Ad esempio, dopo aver letto questo libro, il tuo cervello non sarà più lo stesso.

Una persona sviluppa costantemente il suo cervello quando fa nuove scelte o impara qualcosa di nuovo nella vita di tutti i giorni. I famosi tassisti londinesi possono servire da chiaro esempio della plasticità del cervello. Dai due ai quattro anni si preparano e si allenano: memorizzano nomi di strade, percorsi e attrazioni nel raggio di dieci chilometri dal centro cittadino. Gli studi hanno dimostrato che di conseguenza il loro ippocampo destro è più grande rispetto a quello delle persone che svolgono altre professioni e la loro memoria spaziale è notevolmente migliorata. E più un tassista, guidando per la città, apprende nuove informazioni, più grande diventa questa parte del cervello. Pensa: quali parti del cervello Voi allenarsi e svilupparsi nella vita di tutti i giorni? Quali sono più addestrati di altri?

Alcune persone pensano che il cambiamento non sia affatto per loro. Ragionano in questo modo: "Sono troppo vecchio e non puoi insegnare nuovi trucchi a un vecchio cane". Tuttavia, oggi è già stato dimostrato che i neuroni eccitati producono il 25% in più di connessioni nervose, aumentano di dimensioni e migliorano l'afflusso di sangue al cervello, e questo accade a qualsiasi età. Una persona può cambiare, non importa quanti anni ha. Ciò non accadrà necessariamente dall’oggi al domani, anche se è possibile. Una nuova conoscenza, un piccolo aggiustamento e perfezionamento - e ciò che prima sembrava insormontabile improvvisamente appare in modo completamente diverso e scopri che ti comporti in modo completamente diverso.

I neuroni eccitati producono il 25% in più di connessioni neurali.

Nella vita di ogni persona ci sono esempi di entrambi i tipi di cambiamento, sia come risultato di un apprendimento pratico e mirato, sia come risultato di rapidi passi avanti nella comprensione che cambiano letteralmente il nostro mondo da un giorno all'altro. E comprendere noi stessi, il mondo che ci circonda e le opportunità a nostra disposizione.

Si presume che i nuovi prodotti software possano “costruire” il cervello di un bambino su ordinazione. In che modo i genitori possono trarre vantaggio dalla scienza moderna? Cosa succede al cervello di un bambino quando lo alleviamo?

La scoperta della natura e dell'entità della plasticità cerebrale ha portato a enormi progressi nella comprensione di ciò che accade al cervello durante il processo di apprendimento, nonché alla nascita di una varietà di prodotti software che, secondo i produttori, aumentano la plasticità cerebrale durante lo sviluppo. bambini. Molti prodotti pubblicizzano l'uso delle vaste capacità di plasticità del cervello come un vantaggio chiave; Oltre a ciò, l’affermazione che i genitori, utilizzando questi programmi informatici, possono rendere il cervello dei loro figli molto “più intelligente” di altri è, ovviamente, estremamente attraente. Ma cos’è la “plasticità” e cosa dovrebbero fare effettivamente i genitori per sfruttare questo aspetto dello sviluppo cerebrale dei loro figli?

La plasticità è la capacità intrinseca del cervello di formare nuove sinapsi, connessioni tra cellule nervose e persino di creare nuovi percorsi neurali, creando e rafforzando le connessioni in modo che l'apprendimento sia accelerato di conseguenza e la capacità di accedere alle informazioni e applicare ciò che è stato appreso diventi maggiore ...e più efficiente.

Studi scientifici sulla plasticità hanno tracciato cambiamenti nell’architettura e nel cablaggio del cervello quando è esposto a situazioni insolite e non standard. In questo caso, il termine “cablaggio cerebrale” si riferisce alle connessioni assonali tra le regioni del cervello e ai tipi di attività che queste regioni svolgono (cioè per le quali sono specializzate). Proprio come un architetto disegna uno schema elettrico per la tua casa, mostrando il percorso che i cavi seguiranno verso la stufa, il frigorifero, il condizionatore d'aria e così via, i ricercatori hanno disegnato uno schema elettrico per il cervello. Di conseguenza, hanno stabilito che la corteccia cerebrale non è una sostanza fissa, ma una sostanza che viene continuamente modificata a causa dell’apprendimento. Si scopre che i "fili" della corteccia cerebrale formano costantemente nuove connessioni e continuano a farlo sulla base dei dati in arrivo dal mondo esterno.

Diamo un'occhiata a cosa succede alla plasticità cerebrale quando un bambino impara a leggere per la prima volta. Inizialmente, nessuna parte del cervello è specificamente sintonizzata sulla lettura. Quando un bambino impara a leggere, sempre più cellule cerebrali e circuiti neurali vengono reclutati per il compito da svolgere. Il cervello usa la plasticità quando un bambino inizia a riconoscere le parole e a capire cosa leggono. La parola “palla”, che il bambino già capisce, è ora associata alle lettere M-Y-CH. Pertanto, imparare a leggere è una forma di plasticità neurale.

La scoperta che il cervello in via di sviluppo può “collegare” il processo di riconoscimento delle lettere e altre sorprendenti scoperte sulla plasticità neurale sono spesso incarnate in prodotti commerciali che pubblicizzano i benefici di una migliore “forma fisica del cervello”. Ma il fatto che un esperimento scientifico dimostri che una particolare attività attiva la plasticità cerebrale non significa che quella particolare attività, come ad esempio riconoscere le lettere sul monitor di un computer, sia necessaria per ottenere l’effetto, né significa che tale attività sia l'unico mezzo per raggiungere la plasticità.

Gli esercizi di riconoscimento delle lettere al computer attivano e allenano i centri di riconoscimento dei simboli nella corteccia visiva, utilizzando la plasticità cerebrale. Ma otterrai lo stesso effetto se ti siedi e leggi un libro con tuo figlio. Questo approccio interattivo genitore-figlio è chiamato lettura dialogica (un modo di leggere che consente ai bambini di assumere un ruolo più attivo nella storia). Ma lo schermo del computer e le app allenano il cervello a riconoscere solo le lettere, non a comprendere il significato delle parole composte da quelle lettere. Al contrario, la lettura dialogica – intuitiva e interattiva – coinvolge naturalmente la plasticità neurale per costruire connessioni assonali tra i centri di riconoscimento delle lettere e i centri del linguaggio e del pensiero del cervello.

I ricercatori hanno dimostrato che i bambini con sviluppo tipico imparano a discriminare i suoni del parlato in modo abbastanza efficace, sia con che senza l'aiuto di speciali esercizi di discriminazione dei suoni del parlato o di giochi per computer. Questi giochi di parlato sono commercializzati come prodotti speciali per promuovere la plasticità neurale e sono stati sviluppati da importanti neuroscienziati. Infatti, i bambini che non sono mai stati introdotti a tali esercizi e giochi sviluppano con successo una parte ben organizzata e flessibile della corteccia cerebrale responsabile della

Ecologia della cognizione: solo 30 anni fa il cervello umano era considerato un organo che termina il suo sviluppo nell'età adulta. Tuttavia, il nostro tessuto nervoso si evolve nel corso della nostra vita, rispondendo ai movimenti dell'intelletto e ai cambiamenti dell'ambiente esterno. La plasticità del cervello consente a una persona di apprendere, esplorare o addirittura convivere con un emisfero se l’altro è stato danneggiato.

©Adam Voorhes

Solo 30 anni fa il cervello umano era considerato un organo che terminava il suo sviluppo nell’età adulta. Tuttavia, il nostro tessuto nervoso si evolve nel corso della nostra vita, rispondendo ai movimenti dell'intelletto e ai cambiamenti dell'ambiente esterno. La plasticità del cervello consente a una persona di apprendere, esplorare o addirittura convivere con un emisfero se l’altro è stato danneggiato.

Tutto ciò è diventato possibile grazie alla capacità dei neuroni di creare nuove connessioni tra loro e di cancellare quelle vecchie se non sono necessarie. Alla base di questa proprietà del cervello ci sono eventi molecolari complessi e poco compresi che si basano sull’espressione genica. Un pensiero inaspettato porta alla nascita di un nuovo cane sin - zone di contatto tra i processi delle cellule nervose. Padroneggiare un fatto nuovo porta alla nascita di una nuova cellula cerebrale Hypot Alamuse . Il sonno ti dà l’opportunità di coltivare ciò di cui hai bisogno e di rimuovere ciò che non ti serve. assoni - lunghi processi di neuroni lungo i quali gli impulsi nervosi viaggiano dal corpo cellulare ai suoi vicini.

Neuroplasticità strutturale: una costante dello sviluppo

La neuroplasticità strutturale è associata alla memoria dichiarativa. Ogni volta che accediamo a informazioni familiari, le sinapsi tra le nostre cellule nervose cambiano: si stabilizzano, si rafforzano o si cancellano.

Ciò accade nel cervelletto, nell'amigdala, nell'ippocampo e nella corteccia cerebrale di ogni persona ogni secondo. I “ricevitori” di informazioni sulla superficie dei neuroni - le cosiddette spine dendritiche - crescono per assorbire più informazioni. Inoltre, se il processo di crescita inizia in una colonna vertebrale, quelle vicine seguono immediatamente volentieri il suo esempio. La condensazione postsinaptica, una zona densa che si trova in alcune sinapsi, produce più di 1.000 proteine ​​che aiutano a regolare lo scambio di informazioni a livello chimico. Molte molecole diverse circolano attraverso le sinapsi, la cui azione consente loro di non disintegrarsi. Tutti questi processi vanno avanti costantemente, quindi da un punto di vista chimico la nostra testa sembra una metropoli permeata di reti di trasporto, sempre in movimento.

Neuroplasticità dell'apprendimento: lampi nel cervelletto

La neuroplasticità dell’apprendimento, a differenza dell’apprendimento strutturale, avviene a raffiche. È associato alla memoria procedurale, responsabile dell'equilibrio e delle capacità motorie. Quando saliamo in bicicletta dopo una lunga pausa o impariamo a nuotare a passo d'uomo, le cosiddette fibre rampicanti e muschiose vengono ripristinate o compaiono per la prima volta nel nostro cervelletto: le prime sono tra le grandi https://ru.wikipedia. org/wiki/Purkinje cellule in uno strato di tessuto, il secondo - tra le cellule granulari nell'altro. Molte cellule cambiano insieme, “all’unisono”, nello stesso momento, così che noi, senza ricordare nulla di specifico, siamo in grado di muovere uno scooter o di restare a galla.

Norman Doidge, "Il cervello che cambia se stesso: storie di trionfo personale dalle frontiere della scienza del cervello"

È ovvio, tuttavia, che i due tipi di neuroplasticità non descrivono tutti i cambiamenti che si verificano nelle cellule nervose e tra di loro nel corso della vita. L'immagine del cervello sembra essere complessa quanto quella del codice genetico: più impariamo a riguardo, più ci rendiamo conto di quanto poco sappiamo in realtà. La plasticità consente al cervello di adattarsi e svilupparsi, modificare la propria struttura, migliorare le proprie funzioni a qualsiasi età e far fronte agli effetti di malattie e infortuni. Questo è il risultato del lavoro congiunto simultaneo di una varietà di meccanismi, le cui leggi dobbiamo ancora studiare. pubblicato

Danil Dekhkanov, redattore capo della risorsa TrendClub, ha scritto un articolo sul motivo per cui il nostro cervello inizia a degradarsi nel tempo e su come prevenirlo. Qui presentiamo estratti dal suo articolo.

Quando smettiamo di andare avanti, iniziamo a tornare indietro. Purtroppo è impossibile restare fermi.

Plasticità cerebrale

Con l'età, la questione del trattamento della pressione intracranica diventa per noi più rilevante. Molte persone notano che con l’avanzare dell’età diventiamo molto meno disposti ad accettare lavori insoliti o che richiedono maggiore concentrazione e l’apprendimento di nuove competenze.

Ecco un piccolo segreto per te. Leggere i tuoi giornali preferiti o i tuoi autori preferiti, lavorare costantemente in una specialità, usare solo la tua lingua madre nella comunicazione, visitare il tuo bar preferito, guardare le tue serie TV preferite: tutto ciò a cui siamo così abituati porta a degrado cerebrale.

Il cervello umano è molto pigro; si sforza sempre di ridurre i costi energetici per qualsiasi attività, creando programmi modello unici. Quando una persona si trova davanti a una macchina ed esegue operazioni monotone e ripetitive, il cervello “si spegne” e questi schemi iniziano a funzionare.

Dottore in scienze biologiche E. P. Kharchenko, M. N. Klimenko

Livelli di plasticità

All'inizio di questo secolo, i ricercatori del cervello hanno abbandonato le idee tradizionali sulla stabilità strutturale del cervello adulto e sull'impossibilità della formazione di nuovi neuroni in esso. È ormai chiaro che la plasticità del cervello adulto utilizza anche in misura limitata i processi della neuronogenesi.

Quando parliamo di plasticità cerebrale, spesso intendiamo la sua capacità di cambiare sotto l'influenza dell'apprendimento o del danno. I meccanismi responsabili della plasticità sono diversi e la sua manifestazione più perfetta nel danno cerebrale è la rigenerazione. Il cervello è una rete estremamente complessa di neuroni che entrano in contatto tra loro attraverso formazioni speciali: le sinapsi. Possiamo quindi distinguere due livelli di plasticità: macro e micro. Il livello macro comporta cambiamenti nella struttura della rete del cervello che consente la comunicazione tra gli emisferi e tra le diverse regioni all'interno di ciascun emisfero. A livello micro, i cambiamenti molecolari avvengono nei neuroni stessi e nelle sinapsi. Ad entrambi i livelli, la plasticità cerebrale può manifestarsi rapidamente o lentamente. Questo articolo si concentrerà principalmente sulla plasticità a livello macro e sulle prospettive della ricerca sulla rigenerazione del cervello.

Esistono tre semplici scenari per la plasticità cerebrale. Nel primo si verifica un danno al cervello stesso: ad esempio, un ictus della corteccia motoria, a seguito del quale i muscoli del tronco e degli arti perdono il controllo dalla corteccia e si paralizzano. Il secondo scenario è l'opposto del primo: il cervello è intatto, ma un organo o una parte del sistema nervoso alla periferia è danneggiato: un organo di senso - orecchio o occhio, midollo spinale, un arto viene amputato. E poiché le informazioni smettono di fluire nelle parti corrispondenti del cervello, queste diventano “disoccupate”, non sono funzionalmente coinvolte. In entrambi gli scenari, il cervello si riorganizza, cercando di riempire la funzione delle aree danneggiate con l’aiuto di aree non danneggiate, o di coinvolgere aree “inattive” nel servizio ad altre funzioni. Per quanto riguarda il terzo scenario, è diverso dai primi due ed è associato a disturbi mentali causati da vari fattori.

Un po' di anatomia

Nella fig. La Figura 1 mostra un diagramma semplificato della posizione dei campi sulla corteccia esterna dell'emisfero sinistro, descritti e numerati nell'ordine del loro studio dall'anatomista tedesco Korbinian Brodmann.

Ogni campo di Brodmann è caratterizzato da una composizione speciale di neuroni, dalla loro posizione (i neuroni corticali formano strati) e dalle connessioni tra loro. Ad esempio, i campi della corteccia sensoriale, in cui avviene l'elaborazione primaria delle informazioni provenienti dagli organi sensoriali, differiscono nettamente nella loro architettura dalla corteccia motoria primaria, che è responsabile della generazione di comandi per i movimenti muscolari volontari. Nella corteccia motoria primaria predominano i neuroni a forma piramidale e la corteccia sensoriale è rappresentata principalmente da neuroni la cui forma corporea ricorda grani o granuli, motivo per cui sono chiamati granulari.

Il cervello è solitamente diviso in proencefalo e rombencefalo (Fig. 1). Le aree della corteccia adiacenti ai campi sensoriali primari nel rombencefalo sono chiamate zone associative. Elaborano le informazioni provenienti dai campi sensoriali primari. Quanto più la zona associativa è lontana da loro, tanto più è in grado di integrare informazioni provenienti da diverse aree del cervello. La più alta capacità integrativa nel rombencefalo è caratteristica della zona associativa nel lobo parietale (non colorata in Fig. 1).

Nel prosencefalo, la corteccia premotoria è adiacente alla corteccia motoria, dove si trovano ulteriori centri per la regolazione del movimento. Al polo frontale c'è un'altra grande zona associativa: la corteccia prefrontale. Nei primati questa è la parte più sviluppata del cervello, responsabile dei processi mentali più complessi. È nelle zone associative dei lobi frontali, parietali e temporali nelle scimmie adulte che è stata rivelata l'inclusione di nuovi neuroni granulari con una durata di vita breve fino a due settimane. Questo fenomeno è spiegato dalla partecipazione di queste zone ai processi di apprendimento e memoria.

All'interno di ciascun emisfero, le aree vicine e distanti interagiscono tra loro, ma le aree sensoriali all'interno di un emisfero non comunicano tra loro direttamente. Le regioni omotopiche, cioè simmetriche, di diversi emisferi sono collegate tra loro. Gli emisferi sono anche collegati alle regioni sottocorticali del cervello sottostanti, evolutivamente più antiche.

Riserve cerebrali

Prove impressionanti della plasticità cerebrale ci vengono fornite dalla neurologia, soprattutto negli ultimi anni, con l'avvento di metodi visivi per lo studio del cervello: computer, risonanza magnetica e tomografia a emissione di positroni, magnetoencefalografia. Le immagini del cervello ottenute con il loro aiuto hanno permesso di verificare che in alcuni casi una persona è in grado di lavorare e studiare, di essere socialmente e biologicamente completa, anche dopo aver perso una parte molto significativa del cervello.

Forse l'esempio più paradossale di plasticità cerebrale è il caso dell'idrocefalo in un matematico, che ha portato alla perdita di quasi il 95% della corteccia e non ha influito sulle sue elevate capacità intellettuali. La rivista Science ha pubblicato un articolo sull’argomento dal titolo ironico “Abbiamo davvero bisogno di un cervello?”

Tuttavia, più spesso, danni significativi al cervello portano a una profonda disabilità permanente: la sua capacità di ripristinare le funzioni perdute non è illimitata. Le cause più comuni di danno cerebrale negli adulti sono gli incidenti cerebrovascolari (nella forma più grave, l'ictus), meno comunemente lesioni e tumori cerebrali, infezioni e intossicazioni. Nei bambini sono frequenti i casi di disturbi dello sviluppo cerebrale associati sia a fattori genetici che a patologie dello sviluppo intrauterino.

Tra i fattori che determinano le capacità di recupero del cervello va evidenziata innanzitutto l’età del paziente. A differenza degli adulti, nei bambini, dopo la rimozione di uno degli emisferi, l'altro emisfero compensa le funzioni dell'emisfero remoto, compreso il linguaggio. (È noto che negli adulti la perdita delle funzioni di uno degli emisferi è accompagnata da disturbi del linguaggio.) Non tutti i bambini subiscono un risarcimento altrettanto rapido e completo, ma un terzo dei bambini di 1 anno con paresi delle braccia e le gambe si liberano dei disturbi dell’attività motoria all’età di 7 anni. Fino al 90% dei bambini con disturbi neurologici nel periodo neonatale si sviluppano successivamente normalmente. Pertanto, il cervello immaturo affronta meglio i danni.

Il secondo fattore è la durata dell'esposizione all'agente dannoso. Un tumore a crescita lenta deforma le parti del cervello ad esso più vicine, ma può raggiungere dimensioni impressionanti senza interrompere le funzioni del cervello: i meccanismi compensatori hanno il tempo di attivarsi. Tuttavia, un disturbo acuto della stessa entità è molto spesso incompatibile con la vita.

Il terzo fattore è la posizione del danno cerebrale. Di piccole dimensioni, il danno può interessare un'area di denso accumulo di fibre nervose che si dirigono in varie parti del corpo e causare una grave malattia. Ad esempio, attraverso piccole aree del cervello chiamate capsule interne (ce ne sono due, una in ciascun emisfero), le fibre del cosiddetto tratto piramidale passano dai motoneuroni della corteccia cerebrale (Fig. 2), andando a midollo spinale e trasmette comandi a tutti i muscoli del corpo e degli arti. Quindi, l'emorragia nell'area della capsula interna può portare alla paralisi dei muscoli dell'intera metà del corpo.

Il quarto fattore è l’entità della lesione. In generale, quanto più grande è la lesione, tanto maggiore è la perdita della funzione cerebrale. E poiché la base dell'organizzazione strutturale del cervello è una rete di neuroni, la perdita di una sezione della rete può influenzare il lavoro di altre sezioni remote. Questo è il motivo per cui i disturbi del linguaggio si osservano spesso in aree del cervello lontane dalle aree specializzate del linguaggio, come l'area di Broca (aree 44–45 nella Fig. 1).

Infine, oltre a questi quattro fattori, sono importanti le variazioni individuali nelle connessioni anatomiche e funzionali del cervello.

Come si riorganizza la corteccia

Abbiamo già detto che la specializzazione funzionale delle diverse aree della corteccia cerebrale è determinata dalla loro architettura. Questa specializzazione che si è sviluppata nell'evoluzione funge da uno degli ostacoli alla manifestazione della plasticità cerebrale. Ad esempio, se in un adulto la corteccia motoria primaria è danneggiata, le sue funzioni non possono essere assunte dalle aree sensoriali ad essa adiacenti, ma può farlo la zona premotoria adiacente dello stesso emisfero.

Nei destrimani, quando il centro di Broca associato alla parola viene interrotto nell'emisfero sinistro, vengono attivate non solo le aree adiacenti ad esso, ma anche l'area omotopica al centro di Broca nell'emisfero destro. Tuttavia, un tale spostamento di funzioni da un emisfero all'altro non passa senza lasciare traccia: il sovraccarico dell'area della corteccia che aiuta l'area danneggiata porta ad un deterioramento dell'esecuzione dei propri compiti. Nel caso descritto, il trasferimento delle funzioni linguistiche nell'emisfero destro è accompagnato da un indebolimento dell'attenzione spazio-visiva del paziente - ad esempio, una persona del genere può ignorare parzialmente (non percepire) la parte sinistra dello spazio.

Solo 30 anni fa il cervello umano era considerato un organo che terminava il suo sviluppo nell’età adulta. Tuttavia, il nostro tessuto nervoso si evolve nel corso della nostra vita, rispondendo ai movimenti dell'intelletto e ai cambiamenti dell'ambiente esterno. La plasticità del cervello consente a una persona di apprendere, esplorare o addirittura convivere con un emisfero se l’altro è stato danneggiato. T&P spiegano cos'è la neuroplasticità e come funziona a livello fisiologico e molecolare.

Lo sviluppo del cervello non si ferma quando la sua formazione è completata. Oggi sappiamo che le connessioni neurali nascono, svaniscono e si ripristinano costantemente, quindi il processo di evoluzione e ottimizzazione nella nostra testa non si ferma mai. Questo fenomeno è chiamato “plasticità neuronale” o “neuroplasticità”. È ciò che permette alla nostra mente, coscienza e capacità cognitive di adattarsi ai cambiamenti ambientali, ed è la chiave dell’evoluzione intellettuale della specie. Tra le cellule del nostro cervello vengono costantemente create e mantenute trilioni di connessioni, piene di impulsi elettrici e lampeggianti come piccoli fulmini. Ogni cellula è al suo posto. Ogni ponte intercellulare viene attentamente controllato dal punto di vista della necessità della sua esistenza. Niente di casuale. E niente di prevedibile: in fondo la plasticità del cervello è la sua capacità di adattarsi, migliorarsi e svilupparsi a seconda delle circostanze.

La plasticità consente al cervello di sperimentare cambiamenti sorprendenti. Ad esempio, un emisfero può assumere anche le funzioni dell'altro se non funziona. Ciò è accaduto nel caso di Jodie Miller, una bambina a cui all'età di tre anni, a causa di un'epilessia incurabile, è stata asportata quasi tutta la corteccia dell'emisfero destro, riempiendo lo spazio vuoto con liquido cerebrospinale. L’emisfero sinistro iniziò quasi immediatamente ad adattarsi alle condizioni create e prese il controllo della metà sinistra del corpo di Jody. A soli dieci giorni dall'intervento, la ragazza ha lasciato l'ospedale: poteva già camminare e usare il braccio sinistro. Nonostante a Jodie sia rimasta solo la metà della corteccia, il suo sviluppo intellettuale, emotivo e fisico procede senza alcuna deviazione. L'unico ricordo dell'operazione è una leggera paralisi della parte sinistra del corpo, che però non ha impedito a Miller di frequentare le lezioni di coreografia. All'età di 19 anni, si è diplomata al liceo con ottimi voti.

Tutto ciò è diventato possibile grazie alla capacità dei neuroni di creare nuove connessioni tra loro e di cancellare quelle vecchie se non sono necessarie. Alla base di questa proprietà del cervello ci sono eventi molecolari complessi e poco compresi che si basano sull’espressione genica. Un pensiero inaspettato porta alla comparsa di una nuova sinapsi, una zona di contatto tra i processi delle cellule nervose. Padroneggiare un fatto nuovo porta alla nascita di una nuova cellula cerebrale nell'ipotalamo. Il sonno consente di far crescere gli assoni necessari e rimuovere gli assoni non necessari: lunghi processi di neuroni lungo i quali gli impulsi nervosi viaggiano dal corpo cellulare ai suoi vicini.

Se il tessuto è danneggiato, il cervello lo sa. Alcune cellule che precedentemente analizzavano la luce potrebbero iniziare, ad esempio, a elaborare il suono. Secondo la ricerca, quando si tratta di informazioni, i nostri neuroni hanno un appetito vorace, quindi sono pronti ad analizzare tutto ciò che viene loro offerto. Qualsiasi cellula è in grado di lavorare con informazioni di qualsiasi tipo. Gli eventi mentali provocano una valanga di eventi molecolari che si verificano nei corpi cellulari. Migliaia di impulsi regolano la produzione delle molecole necessarie alla risposta immediata del neurone. Il panorama genetico in cui si svolge questa azione - i cambiamenti fisici della cellula nervosa - appare incredibilmente sfaccettato e complesso.

"Il processo di sviluppo del cervello crea milioni di neuroni nei posti giusti e quindi istruisce ciascuna cellula a formare connessioni uniche con altre cellule", afferma Susan McConnell, neuroscienziata dell'Università di Stanford. «Si può paragonare a uno spettacolo teatrale: si svolge secondo una sceneggiatura scritta dal codice genetico, ma non ha né regista né produttore, e gli attori non si sono mai parlati in vita loro prima di salire sul palco. E nonostante tutto questo, lo spettacolo continua. Questo per me è un vero miracolo."

La plasticità cerebrale non si manifesta solo in casi estremi, dopo un infortunio o una malattia. Anche lo sviluppo delle capacità cognitive e della memoria stessa ne è una conseguenza. La ricerca ha dimostrato che padroneggiare qualsiasi nuova abilità, che si tratti di imparare una lingua straniera o abituarsi a una nuova dieta, rafforza le sinapsi. Inoltre, la memoria dichiarativa (ad esempio, ricordare fatti) e la memoria procedurale (ad esempio, mantenere le capacità motorie di andare in bicicletta) sono associate a due tipi di neuroplasticità che conosciamo.

Neuroplasticità strutturale: una costante dello sviluppo

La neuroplasticità strutturale è associata alla memoria dichiarativa. Ogni volta che accediamo a informazioni familiari, le sinapsi tra le nostre cellule nervose cambiano: si stabilizzano, si rafforzano o si cancellano. Ciò accade nel cervelletto, nell'amigdala, nell'ippocampo e nella corteccia cerebrale di ogni persona ogni secondo. I “ricevitori” di informazioni sulla superficie dei neuroni - le cosiddette spine dendritiche - crescono per assorbire più informazioni. Inoltre, se il processo di crescita inizia in una colonna vertebrale, quelle vicine seguono immediatamente volentieri il suo esempio. La condensazione postsinaptica, una zona densa che si trova in alcune sinapsi, produce più di 1.000 proteine ​​che aiutano a regolare lo scambio di informazioni a livello chimico. Molte molecole diverse circolano attraverso le sinapsi, la cui azione consente loro di non disintegrarsi. Tutti questi processi vanno avanti costantemente, quindi da un punto di vista chimico la nostra testa sembra una metropoli permeata di reti di trasporto, sempre in movimento.

Neuroplasticità dell'apprendimento: lampi nel cervelletto

La neuroplasticità dell’apprendimento, a differenza dell’apprendimento strutturale, avviene a raffiche. È associato alla memoria procedurale, responsabile dell'equilibrio e delle capacità motorie. Quando saliamo in bicicletta dopo una lunga pausa o impariamo a nuotare a passo d'uomo, le cosiddette fibre rampicanti e muschiose vengono ripristinate o compaiono per la prima volta nel nostro cervelletto: la prima - tra le grandi cellule del Purkinje in uno strato di tessuto, la secondo - tra le cellule granulari in un altro. Molte cellule cambiano insieme, “all’unisono”, nello stesso momento, così che noi, senza ricordare nulla di specifico, siamo in grado di muovere uno scooter o di restare a galla.

La neuroplasticità motoria è strettamente correlata al fenomeno del potenziamento a lungo termine: un aumento della trasmissione sinaptica tra i neuroni, che consente di preservare il percorso per lungo tempo. Gli scienziati ora credono che il potenziamento a lungo termine sia alla base dei meccanismi cellulari di apprendimento e memoria. È stato questo che, durante l'intero processo di evoluzione di varie specie, ha assicurato la loro capacità di adattarsi ai cambiamenti ambientali: non cadere da un ramo in sogno, scavare il terreno ghiacciato, notare le ombre dei rapaci in una giornata soleggiata .

È ovvio, tuttavia, che i due tipi di neuroplasticità non descrivono tutti i cambiamenti che si verificano nelle cellule nervose e tra di loro nel corso della vita. L'immagine del cervello sembra essere complessa quanto quella del codice genetico: più impariamo a riguardo, più ci rendiamo conto di quanto poco sappiamo in realtà. La plasticità consente al cervello di adattarsi e svilupparsi, modificare la propria struttura, migliorare le proprie funzioni a qualsiasi età e far fronte agli effetti di malattie e infortuni. Questo è il risultato del lavoro congiunto simultaneo di una varietà di meccanismi, le cui leggi dobbiamo ancora studiare.

“Il libro di Doidge è un resoconto straordinario e pieno di speranza della capacità illimitata di adattamento del cervello umano... Solo pochi decenni fa, gli scienziati credevano che il cervello fosse immutabile e 'cablato' e che la maggior parte delle forme di danno cerebrale fossero incurabili. Il dottor Doidge, un illustre psichiatra e ricercatore, rimase colpito da come le trasformazioni avvenute nei suoi pazienti contraddicessero queste idee, così iniziò a studiare la nuova scienza della neuroplasticità. È stato aiutato dalla comunicazione con gli scienziati che erano alle origini della neurologia e con i pazienti che sono stati aiutati dalla neuroriabilitazione. Nel suo affascinante libro, scritto in prima persona, parla di come il nostro cervello abbia incredibili capacità di modificare la sua struttura e compensare anche le malattie neurologiche più gravi”.

Oliver Sacks

“Nelle librerie, gli scaffali dei libri di scienza tendono ad essere abbastanza lontani dalle sezioni che vendono libri di auto-aiuto, con il risultato di descrizioni di dura realtà su alcuni scaffali e conclusioni speculative su altri. Ma l’affascinante panoramica di Norman Doidge sulla rivoluzione in corso oggi nelle neuroscienze riduce il divario: man mano che il potere del pensiero positivo guadagna sempre più credito scientifico, la distinzione secolare tra cervello e mente sta cominciando a confondersi. Il libro presenta materiale sorprendente, che fa esplodere la realtà, che ha un enorme significato... non solo per i pazienti affetti da malattie neurologiche, ma per tutte le persone, per non parlare della cultura umana, della cognizione e della storia."

Il New York Times

“Vivido ed estremamente emozionante... un libro educativo ed emozionante. Dà soddisfazione sia alla mente che al cuore. Doidge riesce a spiegare le ultime ricerche nel campo delle neuroscienze in modo chiaro e comprensibile. Parla delle prove che hanno colpito i pazienti di cui scrive: persone che sono state private di una parte del cervello fin dalla nascita; persone con difficoltà di apprendimento; persone che hanno subito un ictus - con tatto e luminosità sorprendenti. La cosa principale che unisce i migliori libri scritti da specialisti nel campo della medicina - e il lavoro di Doidge ... è il coraggioso superamento dello stretto ponte tra corpo e anima."

Chicago Tribune

“I lettori vorranno sicuramente leggere ad alta voce intere sezioni del libro e trasmetterlo alla persona che potrebbe trarne beneficio. Combinando storie di sperimentazione scientifica con esempi di trionfo personale, Doidge evoca nel lettore un senso di soggezione per il cervello e la fiducia degli scienziati nelle sue capacità."

Il Washington Post

“Didge ci racconta, una per una, le storie affascinanti che ha imparato viaggiando per il mondo e interagendo con eminenti scienziati e i loro pazienti. Ognuna di queste storie è intrecciata con un'analisi degli ultimi progressi nella scienza del cervello, descritti in modo semplice e coinvolgente. Può essere difficile immaginare che un’opera contenente una ricchezza di dati scientifici possa essere affascinante, ma questo libro è impossibile da mettere da parte”.

Jeff Zimman, Posit Science, newsletter via e-mail

“Per parlare di scienza in modo chiaro e accessibile bisogna avere un talento straordinario. Oliver Sacks lo fa molto bene. Lo stesso si può dire dell'ultimo lavoro di Stephen Jay Gould. E ora abbiamo Norman Doidge. Libro fantastico. Per leggerlo non è richiesta una conoscenza speciale della neurochirurgia: è sufficiente avere una mente curiosa. Doidge è la migliore guida in questo campo scientifico. Il suo stile è leggero e senza pretese ed è in grado di spiegare concetti complessi comunicando con i lettori da pari a pari. I casi di studio sono un genere tipico della letteratura psichiatrica e Doidge lo fa bene.

La teoria della neuroplasticità sta suscitando crescente interesse perché rivoluziona la nostra comprensione del cervello. Ci dice che il cervello non è affatto un insieme di parti specializzate, ognuna delle quali ha un posto e una funzione specifici, ma è un organo dinamico capace di riprogrammarsi e ricostruirsi se necessario. Questa intuizione ha il potenziale per avvantaggiare tutti noi. Ciò è particolarmente importante per le persone che soffrono di malattie gravi - ictus, paralisi cerebrale, schizofrenia, difficoltà di apprendimento, disturbo ossessivo-compulsivo e altre - ma chi di noi non vorrebbe ottenere qualche punto in più in un test di intelligenza o migliorare la propria memoria? Compra questo libro. Il tuo cervello ti ringrazierà."

The Globe & Mail (Toronto)

"Oggi questo è il libro più accessibile e universale su questo argomento."

Michael M. Merzenich, Ph.D., professore, Centro per le neuroscienze integrative. Keck University of California a San Francisco

"Un viaggio magistralmente guidato attraverso il campo di ricerca in continua espansione legato alla neuroplasticità."

“Norman Doidge ha scritto un libro eccellente che solleva e illumina molti dei problemi neuropsichiatrici che bambini e adulti devono affrontare. Nel libro ogni sindrome è illustrata con storie specifiche della pratica che si leggono come grandi storie... quindi viene percepito quasi come un giallo scientifico e non si lascia annoiare... riesce anche a rendere un campo così misterioso come scienza più riconoscibile e comprensibile per la gente comune. Il libro è rivolto a lettori istruiti, ma non è necessario un dottorato di ricerca per beneficiare delle conoscenze che offre."

Barbara Milrod, MD, psichiatra, Weill Medical College, Università della Cornovaglia

“Un libro affascinante e molto importante. Doidge fornisce al lettore una quantità impressionante di informazioni sull'argomento prescelto e lo fa in modo esperto. Allo stesso tempo, la sua capacità di spiegare l'essenza di una questione che, con una copertura meno abile, potrebbe sembrare spaventosamente complessa e persino inaccessibile alla comprensione, accompagna sempre un sentimento di miracolo. Le storie che racconta forniscono la massima soddisfazione emotiva... Doidge discute di come le influenze culturali letteralmente "plasmano" il nostro cervello... Diventa chiaro che la nostra risposta al mondo che ci circonda non è solo un fenomeno sociale o psicologico, ma anche un lungo- termine processo neurologico. .

La Gazzetta (Montreal)

“Didge offre una storia di ricerca in questo campo emergente della scienza, presentandoci gli scienziati che hanno fatto scoperte rivoluzionarie e raccontando le storie affascinanti delle persone che hanno aiutato”.

La psicologia oggi

“Per molti anni c’è stata una visione generalmente accettata secondo cui la funzione cerebrale negli adulti può cambiare solo nella direzione del deterioramento. Si pensava che i bambini con disabilità intellettiva e gli adulti che avevano subito lesioni cerebrali non avessero alcuna speranza di raggiungere una normale funzione cerebrale. Doidge sostiene che non è così. Descrive la capacità del cervello di riorganizzarsi formando nuove connessioni neurali durante la vita di una persona. Fornisce numerosi casi di studio, raccontandoci di pazienti che, dopo aver subito un ictus, hanno imparato di nuovo a muoversi e a parlare; persone anziane che sono riuscite a migliorare la propria memoria; e bambini che hanno aumentato il loro livello di intelligenza e superato le difficoltà di apprendimento. "Suggerisce che le scoperte fatte nel campo della neuroplasticità potrebbero rivelarsi utili ai professionisti in una varietà di campi, ma soprattutto agli educatori di tutti i tipi."

Settimana dell'educazione

“Libro straordinario. È senza dubbio degno di paragone con il lavoro di Oliver Sacks. Doidge ha il dono straordinario di trasformare materiale complesso e specializzato in una lettura avvincente. È difficile immaginare un argomento più affascinante o una migliore introduzione ad esso."

Il disco di Kitchener Waterloo

“Sappiamo da tempo che i cambiamenti nel cervello possono influenzare la nostra psicologia e il modo in cui pensiamo. Norman Doidge ci mostra che il processo di pensiero e i nostri pensieri hanno il potere di trasformare il nostro cervello. Rivela i fondamenti della guarigione psicologica."

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Quante volte sentiamo che i pensieri modellano il nostro futuro. “The Secret”, “Transurfing of Reality”, Louise Hay, Sytin e molti, molti altri affermano questo: “Noi siamo oggi - questi sono i nostri pensieri di ieri. I nostri pensieri oggi modellano il nostro domani”. Ci sono anche degli scettici. Se dici che anche le visualizzazioni aiutano, ci sarà sicuramente chi affermerà che non li ha aiutati e in generale tutto questo non ha senso, “non importa quanto dici la parola halva, non diventerà più dolce in bocca. "

A Hangzhou, in Cina

E oggi, nella sezione libri, mi sono imbattuta in un libro che mi ha incuriosito: Norman Doidge" Plasticità cerebrale". Dopo aver sfogliato appena poche pagine, mi sono reso conto che questo era ciò che cercavo da molto tempo: non solo affermazioni come "pensa positivamente e otterrai tutto", ma fatti scientifici che dimostrano che i pensieri riorganizzano la struttura del nostro cervello e, quindi, cambiare il nostro corpo.

... La medicina e la scienza classiche tradizionali credevano che le leggi del funzionamento del cervello fossero immutabili. Era opinione generalmente accettata che dopo la fine dell'infanzia il cervello comincia a cambiare solo nella direzione del deterioramento del suo funzionamento: presumibilmente le cellule cerebrali perdono la capacità di svilupparsi correttamente, si danneggiano o muoiono, il loro recupero è impossibile...

... Tra la fine degli anni '60 e l'inizio degli anni '70 furono fatte diverse importanti scoperte. La ricerca ha dimostrato che il cervello cambia con ogni azione che intraprendiamo, trasformando i suoi circuiti in modo che si adattino meglio al compito da svolgere (enfasi aggiunta - M.A.). Se alcune strutture cerebrali falliscono, altre entrano in gioco. L’idea del cervello come meccanismo costituito da parti altamente specializzate non poteva spiegare completamente gli straordinari cambiamenti osservati dagli scienziati. La chiamavano la proprietà più importante del cervello neuroplasticità.

… All’inizio, molti ricercatori erano riluttanti a usare la parola “neuroplasticità” nel loro lavoro, e i colleghi li criticavano per aver introdotto un concetto da loro inventato. Tuttavia, gli scienziati hanno continuato a insistere sul loro punto, confutando gradualmente la teoria di un cervello immutabile. Sostenevano che le inclinazioni inerenti a noi dalla nascita non sempre rimangono invariate; che un cervello danneggiato può effettuare la propria riorganizzazione (se il funzionamento di una delle sue parti viene interrotto, un'altra è in grado di sostituirla); che a volte le cellule cerebrali morte vengono sostituite (!); che molti “modelli” delle funzioni cerebrali e persino dei riflessi di base che erano considerati costanti non lo sono. Un ricercatore lo ha persino scoperto il pensiero, l’apprendimento e le azioni attive possono “accendere” o “spegnere” alcuni dei nostri geni…

Durante i miei viaggi, ho incontrato uno scienziato che ha fatto sì che le persone cieche dalla nascita cominciassero a vedere, e uno scienziato che ha dato la capacità di sentire alle persone sorde. Ho parlato con persone che decenni fa hanno avuto ictus ritenuti incurabili e che sono state aiutate a riprendersi da trattamenti mirati alle proprietà neuroplastiche del cervello. Ci sono stati anche coloro le cui difficoltà di apprendimento sono state superate e il loro quoziente di intelligenza (QI) è aumentato notevolmente. Ho visto prove che gli ottantenni potevano migliorare la loro memoria: la loro memoria è stata ripristinata al livello che avevano all'età di cinquantacinque anni. Ho visto persone che, grazie al pensiero, hanno “riprogrammato” il proprio cervello, liberandosi da condizioni patologiche e dalle conseguenze di infortuni prima considerati incurabili...

Secondo me, l'idea è quella il cervello è in grado di cambiare la propria struttura e il proprio funzionamento grazie ai pensieri e alle azioni di una persona, è l'innovazione più importante nella nostra comprensione del cervello umano...

... la presenza in esso (cioè nel cervello - M.A.) di una proprietà come la neuroplasticità non ha solo aspetti positivi; non solo conferisce al nostro cervello maggiori capacità, ma lo rende anche più vulnerabile alle influenze esterne. La neuroplasticità può modellare sia comportamenti più flessibili che rigidi... Stranamente, alcune delle nostre abitudini e disturbi più persistenti sono un prodotto della nostra plasticità. Una volta che si è verificato un cambiamento plastico nelle strutture cerebrali, a seguito del suo consolidamento, può interferire con altri cambiamenti.

In effetti, quanti casi conosciamo di persone guarite dalle malattie più gravi e che conducevano una vita piena. Tutti conoscono l’effetto placebo. È anche noto che per la coscienza non fa alcuna differenza se qualcosa le accade nella realtà o viene visualizzato. Si è accumulata un'enorme quantità di fatti per confermare tutto ciò. E ognuno di noi, forse, può fornire esempi tratti dalla propria vita, quando i sogni si sono avverati e le malattie gravi si sono ritirate. Questo processo è lungo e richiede auto-organizzazione interna e disciplina. Ma ne vale la pena.

Nel complesso, consiglio vivamente la lettura di questo libro. Io, a mia volta, penso che ne scriverò di nuovo: dopotutto, queste sono cose che capovolgono la nostra comprensione della realtà e ci danno uno strumento molto potente per migliorare la qualità e il contenuto della vita.

Mi sembra che sia , che , di cui ho già scritto, ricevano una nuova spiegazione alla luce della teoria della neuroplasticità. Gettando via paure inutili ed esperienze vuote, cambiamo così la struttura del nostro cervello, ripristinandone il corretto funzionamento, volto a creare e non a distruggere il corpo.

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