top of page

Нейропластичность: как мозг меняется и адаптируется на протяжении всей жизни

Фото автора: Ivan ZviaginIvan Zviagin

За последние десятилетия термин «нейропластичность» перестал быть узкоспециализированным и стал применяться для описания самых разных явлений – от способности взрослых осваивать новые навыки до методов обучения в компаниях.


Популярные объяснения часто упрощают сложные процессы в мозге, сводя всё к простой «тренировке мозга»
Популярные объяснения часто упрощают сложные процессы в мозге, сводя всё к простой «тренировке мозга»

Что такое нейропластичность и как она помогает нам учиться?


Представьте, что ваш мозг – это пластилин. С каждым новым навыком или опытом он принимает новую форму, адаптируясь и изменяясь. Эта способность называется нейропластичностью.


Прежде чем говорить о нейропластичности, стоит вспомнить, что такое мозг.

Мозг – это орган центральной нервной системы, состоящий из:

  • продолговатого мозга,

  • моста,

  • мозжечка,

  • среднего мозга,

  • полушарий, соединённых мозолистым телом.

Более древние части мозга контролируют базовые функции – дыхание, простые поведенческие реакции, а неокортекс отвечает за речь, мышление, внимание и память.
Более древние части мозга контролируют базовые функции – дыхание, простые поведенческие реакции, а неокортекс отвечает за речь, мышление, внимание и память.

Раньше думали, что мозг разделён на отдельные зоны, но оказалось, что это не совсем так. Конечно, при повреждении зоны Брока человек утрачивает способность говорить, а при поражении зоны Вернике – понимать речь, но современные исследования показывают, что локализация функций характерна именно для повреждённого мозга, а здоровый мозг работает как единое целое.


Примерно 90 миллиардов нейронов образуют сложные сети, в которых и находятся наши способности думать, решать задачи, творить. Современные методы картирования мозга позволяют увидеть, что нейронные ансамбли разбросаны по всему мозгу, а не сосредоточены в одной области.


Здесь и проявляется нейропластичность – способность здоровых участков мозга брать на себя функции повреждённых.

Примеры нейропластичности: восстановление речи после инсульта, адаптация после потери сенсорной функции, освоение нового навыка в зрелом возрасте.


Более того, мозг умеет перераспределять функции между областями, усиливать связи между нейронами, что повышает умственные возможности и помогает адаптироваться к стрессу.


Однако эту возможность мозга менять свои связи для восстановления и улучшения когнитивных функций поняли совсем недавно. Долгое время считалось, что с возрастом мозг неизбежно деградирует, а повреждения мозга – необратимы, и никто не задумывался о тренировке умственных способностей у людей с аномалиями.


История исследования нейропластичности


В 1780-х годах швейцарский натуралист Шарль Бонне и итальянский анатом Мишель Винченцо Малакарне вели осторожную переписку о том, как умственные упражнения могут развивать мозг. Немецкий физиолог Самуэль Томас фон Зёммеринг примерно тогда же писал:


«Может ли применение и напряжение умственных способностей постепенно менять физическую структуру мозга? ... Это не получится легко продемонстрировать с помощью скальпеля».

Это было ещё до того, как появилось понятие «нервная клетка» (Рене Дютроше, 1824) и клеточная теория (1830, Теодор Шванн и Матиас Шлейден).


Чарльз Дарвин отмечал, что мозг домашнего кролика меньше, чем у дикого, потому что домашним кроликам поколениями не приходилось активно использовать «интеллект, инстинкты, чувства и двигательную систему».
Чарльз Дарвин отмечал, что мозг домашнего кролика меньше, чем у дикого, потому что домашним кроликам поколениями не приходилось активно использовать «интеллект, инстинкты, чувства и двигательную систему».

В 1888 году Сантьяго Рамон-и-Кахаль описал нейрогенез, основы теории дегенерации и регенерации нервной системы, а также теорию нейротропизма, а в 1890 году Вильгельм Вальдейер ввёл термин «нейрон» для обозначения нервной клетки с отростками – дендритами и аксоном.


Профессор психологии Гарвардского университета Уильям Джеймс, организатор первой лаборатории прикладной психологии в США, в 1890 году в главе о привычках своей книги «Принципы психологии» впервые описал понятие пластичности мозга. Джеймс предполагал, что пластичность объясняет, как обучение, приобретение навыков, межличностное и социальное взаимодействие влияют на изменение и создание новых связей между нейронами:


«Если привычки возникают из-за того, что вещество мозга поддаётся внешним воздействиям, то мы можем сразу увидеть, под каким воздействием изменяется мозг, если изменяется вообще… Импульсы, поступающие на вход, должны найти выход. Выходя, они оставляют следы на путях, которыми идут... Единственное, что они могут сделать, — усилить старые пути или проложить новые».

В 1894 году Сантьяго Рамон-и-Кахаль в докладе Лондонскому королевскому обществу сообщил, что умственные упражнения способствуют появлению новых отростков нервной ткани, а связи между нервными клетками имеют большое значение. Немного позже, в 1897 году Чарльз Скотт Шеррингтон назвал связи между нервными клетками «синапсами» и предположил, что именно они играют ключевую роль в обучении.


Через десяток лет, в 1913 году, Сантьяго Рамон-и-Кахаль в своей книге «Дегенерация и регенерация нервной системы» внезапно заявил, что в центрах взрослого человека нервные пути постоянны и не меняются, что всё отмирает и ничто не регенерирует. Это мнение на долгое время остановило дискуссию о нейропластичности.


Лишь в 1948 году понятие пластичности нервной системы возродил польский биолог Ежи Конорски. Он описал явление «синаптического прунинга» – постоянного процесса разрушения и создания новых связей между нейронами.


Синаптический прунинг — это процесс удаления слабых или неиспользуемых нейронных связей. Подобно тому, как садовник обрезает лишние ветви для улучшения роста растения, мозг избавляется от ненужных синапсов, чтобы оптимизировать свою работу.
Синаптический прунинг — это процесс удаления слабых или неиспользуемых нейронных связей. Подобно тому, как садовник обрезает лишние ветви для улучшения роста растения, мозг избавляется от ненужных синапсов, чтобы оптимизировать свою работу.

После работ Ежи Конорского последовали важные открытия, которые окончательно изменили представление о стабильности взрослого мозга.


В 1949 году канадский психолог и нейрофизиолог Дональд Хебб опубликовал книгу «Организация поведения: нейропсихологическая теория», где сформулировал принцип, ныне известный как «правило Хебба»:


«Нейроны, которые активируются одновременно, устанавливают между собой прочные связи».

Эта идея стала основой для понимания того, как опыт может приводить к долговременным изменениям в синаптических связях, и внесла значительный вклад в развитие концепции нейропластичности.


Следующим этапом стало экспериментальное подтверждение изменений синаптических связей, связанных с обучением. В 1973 году британские учёные Т. Блисс и Т. Лёмо продемонстрировали явление долгосрочной потенциации (LTP) в гиппокампе – центре формирования памяти. Они показали, что при определённых стимулах синаптическая эффективность между нейронами возрастает, что может быть механизмом обучения и памяти.


В конце XX века исследования Майкла Мерзенича и его коллег сыграли решающую роль в понимании пластичности взрослого мозга. Мерзенич доказал, что мозг взрослых способен значительно реорганизовываться в ответ на сенсорные сигналы и обучение. Его эксперименты на приматах и людях показали, что, например, при травмах или потере сенсорной информации (например, слуха или зрения) соответствующие участки мозга могут перераспределять свои функции, приспосабливаясь к новым условиям. Эти исследования стали отправной точкой для разработки методов нейрореабилитации при инсультах и черепно-мозговых травмах.


Технологии нейровизуализации подтвердили, что изменения в мозге происходят не только в детстве, но и на протяжении всей жизни.
Технологии нейровизуализации подтвердили, что изменения в мозге происходят не только в детстве, но и на протяжении всей жизни.

С появлением современных методов нейровизуализации, таких как функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) и диффузионно-тензорная визуализация (DTI), учёные смогли наблюдать, как нейронные сети меняются в реальном времени.


Механизмы нейропластичности


В повседневной жизни нейропластичность часто упрощают до понятия «тренировки мозга» или «гибкости» при решении умственных задач, но на самом деле это гораздо сложнее.


Каждый раз, когда мы что-то учим, в мозге образуются новые нейронные связи. Если навык используется часто, связи укрепляются. Если нет – ослабевают.

  • Когда вы учитесь ездить на велосипеде, сначала все кажется сложным. Но со временем движения становятся автоматическими – это значит, что нейронные пути укрепились.

  • Если вы долго не катаетесь, навыки немного "забываются", но восстановить их проще, чем учиться заново.


На клеточном уровне выделяют следующие механизмы нейропластичности:


  • Спраутинг - прорастание нейронов новыми ответвлениями, чтобы компенсировать утраченные связи.

  • Арборизация - дендриты (короткие отростки нейрона) становятся более разветвлёнными.

  • Изменение синаптической проводимости - усиление или ослабление проводимости нервной клетки или активация малозадействованных нервных путей. Подразумевается динамическая перестройка синаптических связей, включая такие явления, как долгосрочное потенцирование (LTP) и долгосрочное депрессиование (LTD).

  • Нейрогенез - образование новых нервных клеток в результате деления предшественниц, последующей миграции в нужный отдел мозга, дифференцировки. Например, в субвентрикулярной зоне боковых желудочков и зубчатой извилине гиппокампа находятся нервные стволовые клетки, из которых образуются нейробласты, которые мигрируют в обонятельные луковицы, где проходят дифференцировку и интегрируются в существующие нейронные сети.

  • Глиогенез — образование новых глиальных клеток (астроцитов, олигодендроцитов, микроглии), которые обеспечивают поддержку, метаболическую помощь и защиту нейронов.

  • Ангиогенез — образование новых кровеносных сосудов, поддерживающих питание и выживание как нейронов, так и глиальных клеток.


Нейрогенез также регулируется многими поведенческими факторами. Бег - один из самых мощных стимуляторов нейрогенеза, повышающий выживаемость нейронов на стадии их созревания. Напротив, стресс является серьезным негативным регулятором рождения новых нейронов. Эффекты обучения более сложны: на одних этапах они подавляют процесс нейрогенеза, а на других усиливают его.
Нейрогенез также регулируется многими поведенческими факторами. Бег - один из самых мощных стимуляторов нейрогенеза, повышающий выживаемость нейронов на стадии их созревания. Напротив, стресс является серьезным негативным регулятором рождения новых нейронов. Эффекты обучения более сложны: на одних этапах они подавляют процесс нейрогенеза, а на других усиливают его.

На функциональном уровне нейропластичность отражается в изменениях работы и взаимодействия нейронных сетей, что непосредственно влияет на когнитивные функции, память, обучение и восстановление после повреждений.


1. Увеличение объёма белого вещества посредством миелинизации, повышением плотности аксонов, укреплении существующих связей.

2. Увеличение объёма серого вещества в результате нейрогенеза, дендритной арборизации, увеличении количества синапсов.

3. Повышенная активность рецепторов вследствие экспрессии рецепторов (AMPA и NMDA-рецепторов в синапсах) и увеличение чувствительности рецепторов к нейротрансмиттерам.

5. Повышенная активность нейронов, реализуемая через усиление синаптической передачи, перестройку ионных каналов и внутриклеточных процессов, активацию компенсаторных механизмов в ответ на обучение, стресс или повреждения мозга.


Нейропластичность в преодолении стресса и кризисов


Нейропластичность играет важную роль в адаптивных процессах организма. Хронический стресс может негативно влиять на нейропластичность, особенно в таких областях мозга, как гиппокамп, префронтальная кора и миндалевидное тело. Длительное воздействие стресса приводит к повышению уровня кортизола, что может вызывать сокращение дендритов, уменьшение количества синаптических связей и даже гибель нейронов. Эти изменения могут ухудшать когнитивные функции и повышать риск развития депрессии и тревожных расстройств.


Как нейропластичность помогает преодолевать кризисы?


Несмотря на разрушительное действие стресса, мозг обладает способностью перестраиваться:

  1. Создание новых нейронных связей — при смене работы или карьеры мозг активизирует ранее менее задействованные области, помогая быстрее осваивать новые навыки.

  2. Реорганизация нейросетей — при длительном стрессе префронтальная кора может восстановить контроль над миндалевидным телом, снижая эмоциональную реактивность.

  3. Компенсаторные механизмы — даже если одна область мозга теряет эффективность (например, гиппокамп при выгорании), другие структуры берут на себя её функции.

Этот процесс можно ускорить с помощью осознанных действий, направленных на поддержку нейропластичности.


На практике для преодоления стресса и профессиональных кризисов можно опираться на следующие подходы:

  • Физическая активность: Регулярные аэробные упражнения стимулируют выработку нейротрофических факторов (например, BDNF), способствующих нейрогенезу и росту новых синаптических связей. Это помогает смягчить негативное воздействие кортизола и поддерживать структурную целостность мозга.

  • Циркадная регуляция и качественный сон: Соблюдение нормального режима сна и бодрствования способствует синхронизации циркадных ритмов, что критически важно для регуляции гормонального баланса и поддержания нейропластичности. Нарушения циркадных ритмов усугубляют нейродегенеративные процессы, а их восстановление способствует улучшению когнитивных функций.

  • Персонализированное питание и здоровье микробиоты кишечника: Здоровая диета, богатая питательными веществами и направленная на поддержание функциональной биомикробиоты, положительно влияет на ось «кишечник–мозг». Это способствует снижению воспалительных процессов и оптимизации энергетического обмена, что, в свою очередь, поддерживает процессы нейропластичности.

  • Когнитивно-поведенческие и нейрореабилитационные подходы: Терапевтические методы, направленные на восстановление адекватного восприятия и саморегуляции, помогают переориентировать внутреннюю модель мозга, что позволяет снизить симптомы депрессии и адаптироваться к профессиональным стрессам.


Роль микробиоты в поддержке нейропластичности


Одним из важных факторов, влияющих на способность мозга адаптироваться к стрессу и профессиональным кризисам, является микробиота кишечника. Между кишечником и мозгом существует сложная взаимосвязь, известная как ось "кишечник-мозг".

Бактерии кишечника участвуют в выработке нейротрансмиттеров (например, серотонина и гамма-аминомасляной кислоты), которые регулируют настроение, тревожность и уровень стрессоустойчивости.
Бактерии кишечника участвуют в выработке нейротрансмиттеров (например, серотонина и гамма-аминомасляной кислоты), которые регулируют настроение, тревожность и уровень стрессоустойчивости.

При хроническом стрессе состав микробиоты изменяется, что может нарушать нейропластичность и способность мозга к адаптации. Это может проявляться снижением концентрации, хронической усталостью, раздражительностью и нарушениями эмоциональной регуляции.


Однако поддержание здоровой микробиоты может помочь мозгу справляться со стрессом и восстанавливаться:

  • Пробиотики и пребиотики

  • Сбалансированное питание

  • Уменьшение потребления сахара и ультрапереработанной пищи 


Связь "мозг–глаза–сосуды" и её роль в нейропластичности


Помимо микробиоты, восстановление и поддержка нейропластичности зависят от взаимосвязи "мозг–глаза–сосуды". Световые сигналы, поступающие через сетчатку глаз, регулируют циркадные ритмы, что влияет на сон, бодрствование и эмоциональную стабильность.

Состояние сосудистой системы мозга определяет уровень снабжения нейронов кислородом и питательными веществами, что напрямую влияет на когнитивные способности и адаптацию к стрессу.
Состояние сосудистой системы мозга определяет уровень снабжения нейронов кислородом и питательными веществами, что напрямую влияет на когнитивные способности и адаптацию к стрессу.

Как поддерживать сосудисто-мозговую регуляцию для укрепления нейропластичности?

  • Регулярное пребывание на дневном свету

  • Контроль сосудистых факторов риска

  • Адекватное снабжение мозга кислородом и питательными веществами


Мини-тест: как пластичен ваш мозг?


Попробуйте ответить на вопросы:


  • Когда вы в последний раз осваивали что-то совершенно новое?

  • Способны ли вы легко менять планы или привязаны к привычкам?

  • Насколько быстро вы адаптируетесь к неожиданным ситуациям?


Если ответы показали, что вам сложно менять привычки – хорошая новость: мозг можно тренировать! Попробуйте включить в свою жизнь больше новизны – и вы удивитесь результату.


Ваш мозг – это не статичная машина, а гибкий инструмент, который можно развивать. Чем больше вы его используете, тем сильнее он становится. Так что, может, сегодня самое время выучить пару новых слов на другом языке или попробовать написать текст левой рукой?


 

Таким образом, нейропластичность становится ключевым ресурсом для восстановления функций мозга в условиях хронического стресса и профессиональных кризисов. Применение комплексных подходов – от физической активности и качественного сна до персонализированного питания и когнитивных интервенций – позволяет не только смягчить негативное воздействие стресса, но и способствовать реорганизации нейронных сетей, что повышает устойчивость к будущим стрессовым ситуациям.

22 просмотра1 комментарий

1件のコメント


Ivan Zviagin
Ivan Zviagin
2 дня назад

Вы знали что такое нейропластичность? Поделитесь в комментариях.

いいね!
bottom of page