Neuroplastizität und kognitive Flexibilität sind entscheidend für die Anpassung an eine sich verändernde Welt

0 Kommentare

Neuroplastizität und kognitive Flexibilität sind entscheidend für die Anpassung an eine sich verändernde Welt

Νέα έρευνα δείχνει πώς ο εγκέφαλός μαθαίνει νέους κανόνες

Το άρθρο αναφέρεται στη σημασία της ευελιξίας και της προσαρμοστικότητας στην αλλαγή του κόσμου. Αναφέρεται ότι η δεξιότητα αυτή είναι απαραίτητη για την αντιμετώπιση νέων καταστάσεων, όπως η προσαρμογή σε νέα εργασιακά περιβάλλοντα ή η χρήση νέων τεχνολογιών.

Επιπλέον, το άρθρο υπογραμμίζει ότι η δεξιότητα αυτή εξασκείται καθημερινά και ότι η προσαρμοστικότητα μπορεί να είναι βασική για την επιτυχία και την ανάπτυξη στην επαγγελματική και προσωπική ζωή.

Μια ομάδα νευροεπιστημόνων ανακάλυψε μια ειδική κατηγορία νευρώνων στον προμετωπιαίο φλοιό που επιτρέπουν την ευέλικτη συμπεριφορά και, όταν δυσλειτουργούν, μπορεί να συμβάλλουν σε καταστάσεις όπως η σχιζοφρένεια και η διπολική διαταραχή. Αυτές οι μεγάλης εμβέλειας ανασταλτικές συνδέσεις συγχρονίζουν τις ταλαντώσεις γάμμα στον αριστερό και δεξιό προμετωπιαίο φλοιό, επιτρέποντας στον εγκέφαλο να αλλάξει τη συμπεριφορά του τη σωστή στιγμή.
Αυτή η έρευνα θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για ψυχιατρικές παθήσεις στοχεύοντας αυτές τις μακροχρόνιες ανασταλτικές συνδέσεις.
Η νευροπλαστικότητα (neuroplasticity) αναφέρεται στην ικανότητα του εγκεφάλου να προσαρμόζεται και να αλλάζει τη δομή και τη λειτουργία του με βάση τις εμπειρίες και τις αλλαγές στο περιβάλλον. Πρόκειται για μια σημαντική ικανότητα που επιτρέπει στον εγκέφαλο να προσαρμόζεται σε διάφορες καταστάσεις, όπως τραυματισμούς, αλλαγές στο περιβάλλον και απαιτήσεις λειτουργικότητας.
Η νευροπλαστικότητα σχετίζεται με τη δημιουργία και αποθήκευση νέων συνάψεων μεταξύ των νευρώνων, καθώς και με τη δημιουργία νέων νευρώνων (νευρογένεση) σε ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου. Η νευροπλαστικότητα είναι επίσης σημαντική για την ανάκτηση λειτουργικότητας μετά από τραυματισμούς του εγκεφάλου, καθώς και για την εκμάθηση νέων δεξιοτήτων και γνώσεων.
Η έρευνα στον τομέα της νευροπλαστικότητας έχει αποδείξει τη σημασία της στην κατανόηση των νευρολογικών και ψυχιατρικών διαταραχών και στην ανάπτυξη νέων θεραπευτικών.
Το άρθρο αναφέρεται στην σημασία της γνωστικής ευελιξίας και της νευροπλαστικότητας στην προσαρμογή σε έναν μεταβαλλόμενο κόσμο. Αναλύει τη λειτουργία του εγκεφάλου και την ικανότητά του να προσαρμόζεται και να αναδιαμορφώνεται, καθώς και την σχέση ανάμεσα στη γνωστική ευελιξία και τη νευροπλαστικότητα.
Η νευροπλαστικότητα και η γνωστική ευελιξία σχετίζονται στενά μεταξύ τους, καθώς  η νευροπλαστικότητα επιτρέπει στον εγκεφάλου να δημιουργεί νέους νευρικούς διαδρόμους και συνάψεις, η γνωστική ευελιξία ως νευρολογικός μηχανισμός της δημιουργικής προσαρμογής, του επιτρέπει να προσαρμόζεται σε νέες εμπειρίες και καταστάσεις, να επεξεργάζεται πληροφορίες, να επιλύει προβλήματα με διαφορετικούς τρόπους και  να προσαρμόζεται στις αλλαγές, να μάθει νέες δεξιότητες και να λάβει αποφάσεις με βάση αυτές.
Η νευροπλαστικότητα και η γνωστική ευελιξία είναι σημαντικές για την επιβίωση σε έναν μεταβαλλόμενο κόσμο. Η ικανότητα να προσαρμόζεται σε νέες καταστάσεις και να μαθαίνει νέες δεξιότητες είναι απαραίτητη για την αντιμετώπιση των προκλήσεων που εμφανίζονται σε κάθε στάδιο της ζωής.
Η γνωστική ευελιξία αναφέρεται στην ικανότητα να προσαρμόζει κάποιος τις γνωστικές του διαδικασίες και στρατηγικές για να αντιμετωπίζει νέες καταστάσεις και να επιλύει προβλήματα. Σε έναν μεταβαλλόμενο κόσμο, η γνωστική ευελιξία είναι απαραίτητη για την πλοήγηση στις αλλαγές και την αντιμετώπιση των προκλήσεων που μπορεί να εμφανιστούν.
Σύμφωνα με την ερευνητική βιβλιογραφία, η γνωστική ευελιξία σχετίζεται με διάφορες ικανότητες, όπως η επίλυση προβλημάτων, η ευέλικτη σκέψη, η καινοτομία και η δημιουργικότητα. Αυτές οι ικανότητες είναι σημαντικές για την ανάπτυξη και την επιτυχία στην επαγγελματική και προσωπική ζωή.
Επιπλέον, η γνωστική ευελιξία μπορεί να βοηθήσει στην αντιμετώπιση του στρες και της ανησυχίας, καθώς επιτρέπει στον άνθρωπο να αντιμετωπίζει τις προκλήσεις με μεγαλύτερη αυτοπεποίθηση και αποτελεσματικότητα.
Στην καθημερινή ζωή, ο εγκέφαλός μας προσαρμόζεται σε νέες καταστάσεις χρησιμοποιώντας τον προμετωπιαίο φλοιό. Για να κάνετε αυτές τις προσαρμογές, ο εγκέφαλός σας αλλάζει τα μοτίβα δραστηριότητάς του μέσα σε μια δομή που ονομάζεται προμετωπιαίος φλοιός (prefrontal cortex) – μια περιοχή του εγκεφάλου κρίσιμη για γνωστικές λειτουργίες όπως η προσοχή, ο προγραμματισμός και η λήψη αποφάσεων.
Ο προμετωπιαίος φλοιός του εγκεφάλου εμπλέκεται σε εκτελεστικές λειτουργίες όπως ο αυτοέλεγχος και η λήψη αποφάσεων.
Αλλά ποια συγκεκριμένα κυκλώματα «λένε» στον προμετωπιαίο φλοιό να ενημερώσει τα μοτίβα δραστηριότητάς του προκειμένου να αλλάξει συμπεριφορά είναι άγνωστα.

 

Μια ομάδα νευροεπιστημόνων μελετούν τους μηχανισμούς και τις διαδικασίες με τους οποίους ο εγκέφαλος επεξεργάζεται πληροφορίες και τι συμβαίνει όταν αυτή η λειτουργία είναι μειωμένη. Στην πρόσφατα δημοσιευμένη έρευνά μας, ανακαλύψαμε μια ειδική κατηγορία νευρώνων (special class of neurons) στον προμετωπιαίο φλοιό που μπορεί να επιτρέψει την ευέλικτη συμπεριφορά και, όταν δυσλειτουργούν, μπορεί να οδηγήσουν σε καταστάσεις όπως η σχιζοφρένεια και η διπολική διαταραχή.

Ανασταλτικοί νευρώνες και εκμάθηση νέων κανόνων

Οι ανασταλτικοί νευρώνες (inhibitory neurons) μειώνουν τη δραστηριότητα άλλων νευρώνων στον εγκέφαλο. Οι ερευνητές παραδοσιακά υποθέτουν ότι στέλνουν τις ηλεκτρικές και χημικές εξόδους τους μόνο σε κοντινούς νευρώνες. Ωστόσο, βρήκαμε μια συγκεκριμένη κατηγορία ανασταλτικών νευρώνων στον προμετωπιαίο φλοιό που επικοινωνούν σε μεγάλες αποστάσεις με νευρώνες στο αντίθετο ημισφαίριο του εγκεφάλου.
Αναρωτηθήκαμε αν αυτές οι μεγάλης εμβέλειας ανασταλτικές συνδέσεις εμπλέκονται στο συντονισμό των αλλαγών στα πρότυπα δραστηριότητας κατά μήκος του αριστερού και δεξιού προμετωπιαίου φλοιού. Με αυτόν τον τρόπο, μπορεί να παρέχουν τα κρίσιμα σήματα που θα σας βοηθήσουν να αλλάξετε τη συμπεριφορά σας την κατάλληλη στιγμή.

Οι ενδονευρώνες συνδέουν άλλους νευρώνες μεταξύ τους.  Εργαστήριο NICHD/McBain μέσω Flickr, CC BY-NC-ND

Για να ελέγξουμε τη λειτουργία αυτών των ανασταλτικών συνδέσεων μεγάλης εμβέλειας, παρατηρήσαμε ποντίκια να εκτελούν μια εργασία που απαιτούσε να μάθουν έναν κανόνα για να λάβουν μια ανταμοιβή και στη συνέχεια να προσαρμοστούν σε έναν νέο κανόνα για να συνεχίσουν να λαμβάνουν την ανταμοιβή. Σε αυτό το έργο, τα ποντίκια έσκαψαν σε κύπελλα για να βρουν κρυμμένο φαγητό. Αρχικά, η μυρωδιά του σκόρδου ή η παρουσία άμμου μέσα σε ένα μπολ μπορεί να υποδεικνύει τη θέση του κρυμμένου φαγητού. Το συγκεκριμένο σύνθημα που σχετίζεται με την ανταμοιβή θα άλλαζε αργότερα, αναγκάζοντας τα ποντίκια να μάθουν έναν νέο κανόνα.
Διαπιστώσαμε ότι η αποσιώπηση των ανασταλτικών συνδέσεων μεγάλης εμβέλειας μεταξύ του αριστερού και του δεξιού προμετωπιαίου φλοιού προκάλεσε στα ποντίκια να κολλήσουν (caused the mice to get stuck) ή να επιμείνουν σε έναν κανόνα και τους εμπόδισε να μάθουν νέους. Δεν μπόρεσαν να αλλάξουν ταχύτητα και έμαθαν ότι το παλιό σύνθημα δεν είχε πλέον νόημα και το νέο σύνθημα σήμαινε φαγητό.

Εγκεφαλικά κύματα και ευέλικτη συμπεριφορά

Κάναμε επίσης εκπληκτικές ανακαλύψεις σχετικά με το πώς αυτές οι ανασταλτικές συνδέσεις μεγάλης εμβέλειας δημιουργούν συμπεριφορική ευελιξία. Συγκεκριμένα, συγχρονίζουν ένα σύνολο «εγκεφαλικών κυμάτων» που ονομάζονται ταλαντώσεις γάμμα (gamma oscillations) στα δύο ημισφαίρια. Οι ταλαντώσεις γάμμα είναι ρυθμικές διακυμάνσεις στην εγκεφαλική δραστηριότητα που συμβαίνουν περίπου 40 φορές το δευτερόλεπτο. Αυτές οι διακυμάνσεις μπορούν να ανιχνευθούν κατά τη διάρκεια πολλών γνωστικών λειτουργιών, όπως κατά την εκτέλεση μιας εργασίας που απαιτεί τη διατήρηση πληροφοριών στη μνήμη σας ή την πραγματοποίηση διαφορετικών κινήσεων με βάση αυτό που βλέπετε σε μια οθόνη υπολογιστή.
Αν και οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει την παρουσία ταλαντώσεων γάμμα για πολλές δεκαετίες, η λειτουργία τους ήταν αμφιλεγόμενη. Πολλοί ερευνητές πιστεύουν ότι ο συγχρονισμός αυτών των ρυθμικών διακυμάνσεων σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου δεν εξυπηρετεί κανένα χρήσιμο σκοπό. Άλλοι έχουν υποθέσει ότι ο συγχρονισμός σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου ενισχύει την επικοινωνία μεταξύ αυτών των περιοχών.
Οι διακυμάνσεις της νευρικής δραστηριότητας εκδηλώνονται ως εγκεφαλικά κύματα ή νευρικές ταλαντώσεις.

 

What Do Different Brainwaves Mean? – YouTube

Βρήκαμε έναν εντελώς διαφορετικό πιθανό ρόλο για το συγχρονισμό γάμμα. Όταν οι ανασταλτικές συνδέσεις μεγάλης εμβέλειας συγχρονίζουν τις ταλαντώσεις γάμμα στον αριστερό και δεξιό προμετωπιαίο φλοιό, φαίνεται επίσης να επικοινωνούν μεταξύ τους (gate communication between them).
Όταν τα ποντίκια μαθαίνουν να αγνοούν έναν προηγουμένως καθιερωμένο κανόνα που δεν οδηγεί πλέον σε ανταμοιβή, αυτές οι συνδέσεις συγχρονίζουν τις ταλαντώσεις γάμμα και φαίνεται να σταματούν το ένα ημισφαίριο από τη διατήρηση περιττών μοτίβων δραστηριότητας στο άλλο.
Με άλλα λόγια, οι ανασταλτικές συνδέσεις μεγάλης εμβέλειας φαίνεται να σταματούν την είσοδο από το ένα ημισφαίριο από το να «εμποδίζει» το άλλο όταν προσπαθεί να μάθει κάτι νέο.
Για παράδειγμα, ο αριστερός προμετωπιαίος φλοιός μπορεί να «υπενθυμίσει» στον δεξιό προμετωπιαίο φλοιό τη συνήθη διαδρομή σας προς την εργασία. Αλλά όταν οι ανασταλτικές συνδέσεις μεγάλης εμβέλειας συγχρονίζουν αυτές τις δύο περιοχές, φαίνεται επίσης να κλείνουν αυτές τις υπενθυμίσεις και να επιτρέπουν νέα μοτίβα εγκεφαλικής δραστηριότητας που αντιστοιχούν στη νέα σας μετακίνηση.
Τέλος, αυτές οι ανασταλτικές συνδέσεις μεγάλης εμβέλειας προκαλούν επίσης μακροχρόνιες επιπτώσεις (trigger long-lasting-effects). Η διακοπή αυτών των συνδέσεων μόνο μία φορά έκανε τα ποντίκια να έχουν πρόβλημα να μάθουν νέους κανόνες αρκετές ημέρες αργότερα. Αντίθετα, η ρυθμική διέγερση αυτών των συνδέσεων για τον τεχνητό συγχρονισμό ταλαντώσεων γάμμα μπορεί να αντιστρέψει αυτά τα ελλείμματα και να αποκαταστήσει την κανονική μάθηση.

Γνωστική ευελιξία και σχιζοφρένεια

Οι ανασταλτικές συνδέσεις μεγάλης εμβέλειας παίζουν σημαντικό ρόλο στη γνωστική ευελιξία. Η αδυναμία κατάλληλης ενημέρωσης των κανόνων που έχουν μάθει προηγουμένως είναι μια χαρακτηριστική μορφή γνωστικής εξασθένησης (hallmark form of cognitive impairment) σε ψυχιατρικές καταστάσεις όπως η σχιζοφρένεια και η διπολική διαταραχή.
Η έρευνα έχει επίσης δει ελλείψεις στο συγχρονισμό γάμμα (deficiencies i gamma synchronization) και ανωμαλίες σε μια κατηγορία προμετωπιαίων ανασταλτικών νευρώνων, η οποία περιλαμβάνει αυτούς που μελετήσαμε, σε άτομα με σχιζοφρένεια. Σε αυτό το πλαίσιο, η μελέτη μας δείχνει ότι οι θεραπείες που στοχεύουν σε αυτές τις ανασταλτικές συνδέσεις μεγάλης εμβέλειας μπορούν να βοηθήσουν στη βελτίωση της γνωστικής λειτουργίας σε άτομα με σχιζοφρένεια συγχρονίζοντας τις ταλαντώσεις γάμμα.
Πολλές λεπτομέρειες για το πώς αυτές οι συνδέσεις επηρεάζουν τα εγκεφαλικά κυκλώματα παραμένουν άγνωστες. Για παράδειγμα, δεν γνωρίζουμε ακριβώς ποια κύτταρα εντός του προμετωπιαίου φλοιού λαμβάνουν εισροές από αυτές τις ανασταλτικές συνδέσεις μεγάλης εμβέλειας και αλλάζουν τα πρότυπα δραστηριότητάς τους για να μάθουν νέους κανόνες. Επίσης, δεν γνωρίζουμε αν υπάρχουν συγκεκριμένες μοριακές οδοί που παράγουν τις μακροχρόνιες αλλαγές στη νευρική δραστηριότητα.
Η απάντηση σε αυτές τις ερωτήσεις θα μπορούσε να αποκαλύψει πώς ο εγκέφαλος αλλάζει ευέλικτα μεταξύ της διατήρησης και της ενημέρωσης παλαιών πληροφοριών και ενδεχομένως να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για τη σχιζοφρένεια και άλλες ψυχιατρικές παθήσεις.

 

About this neuroscience research news

Συγγραφέας: Vikaas Sohal και Kathleen Cho: The Conversation

Πηγή : Cognitive Flexibility: How the Brain Learns New Rules to Navigate the Changing World – Neuroscience News

 

Wählen Sie Ihr Reaktion!
Einen Kommentar hinterlassen