مغزی که خود را تغییر می دهد! روایــــــــــــت انعـــــطاف‌پــــذیری عـــــــــــــصبی

ممکن است بارها از رسانه‌ها و فرهنگ عامیانه شنیده باشید که مغز انسان پس از تولد تغییری نمی‌کند. با این حال، تحقیقات علوم اعصاب در چند دهه‌ی گذشته نشان داده‌ است که این تصور بسیار دور از حقیقت است.
مغز انسان به طور قابل توجهی انعطاف‌پذیر است، به این معنی که توانایی تغییر و واکنش به محیط و تجارب شما را دارد. با شروع از سطح سلولی، سلول‌های عصبی انسانی با دروندادهای جدید سازگار می‌شوند؛ این پدیده از طریق فرآیندی به نام «سیناپتوژنز» رخ می‌دهد که به معنای تولید سیناپس یا برقراری ارتباط عصبی جدید میان سلول‌های عصبی است. با تشکیل سیناپس‌های جدید، اتصالات جدیدی بین سلول‌های عصبی‌ موجود برقرار می‌شود. این اتصالات وقتی شکل می‌گیرند که آکسون یک سلول عصبی با دندریت دیگری ارتباط برقرار می‌کند. این ارتباط معمولاً بر روی بخشی از دندریت که خار دندریتی (dendritic spine) نامیده می‌شود، برقرار می‌شود. تحقیقات نشان می‌دهد که ثبات و پایداری خارهای دندریتی، ذخیره‌سازی خاطرات مادام العمر را بازنمایی می‌کند.
سیناپتوژنز وابسته به تجربه است و در سراسر طول زندگی ما رخ می‌دهد. این فرآیند، فوق‌العاده پویا است. زیرا افزایش همکاری فعال بین دو سلول عصبی باعث تقویت اتصالات آن‌ها و کاهش همکاری آن‌ها به کاهش تدریجی قدرت سیناپسی منجر می‌شود. اگر اتصال به اندازه‌ی کافی ضعیف شود، هرس سیناپسی (Synaptic pruning) اتفاق می‌افتد و اتصال ایجاد شده بین دو سلول عصبی حذف می‌شود. به هرحال، این خبر چندان بدی نیست! هرس سیناپسی در سراسر طول عمر رخ می‌دهد و برای رشد طبیعی مغز ضروری است. تحقیقات نشان می‌دهد که در اختلالات طیف اوتیسم در فرآیند هرس سیناپسی اختلال ایجاد می‌شود و ارتباطات غیر کارآمد میان سلول‌های عصبی در ایجاد علایم اختلالات طیف اوتیسم نقش مهمی را ایفا می‌کند.
اما برای تغییر مغز چه چیزی لازم است؟ به خاطر سپردن عدد پی تا صد هزار رقم؟ یا تبدیل شدن به یک شطرنج‌باز قدرتمند؟ آیا تأثیر قدرتمند پیچیدگی محیط اطراف را نیز باید در نظر گرفت؟
در دهه‌ی 1960، ماریان دیاموند و همکارانش در دانشگاه کالیفرنیای برکلی، یک سری آزمایش ساده انجام دادند تا تعیین کنند که آیا محیط غنی‌شده بر مغز موش آزمایشگاهی تأثیر می‌گذارد یا خیر. دیاموند مغز موش‌هایی را که در محیط “غنی‌شده” نگهداری می‌شدند که شامل یک موش دیگر، اسباب‌بازی‌ها و یک هزارتوی کوچک چوبی بود، با موش‌هایی که در محیط “غیر غنی” به تنهایی، بدون اسباب‌بازی و هزارتو رها شده‌بودند، مقایسه کرد. نتایج او نشان داد که محیط غنی‌شده ضخامت قشر (cortex) موش را به ویژه در بخش قشر بینایی (visual cortex) افزایش داده‌ است. اگر چه این یافته‌ها امروزه دیگر بحث‌برانگیز نیست، ولی فرضیه‌ی غالب آن زمان را که در آن رشد مغز یک روند از پیش تعیین‌شده‌ی ژنتیکی تلقی می‌شد، کمرنگ کردند.
امروزه، با استفاده از تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی (fMRI) می‌توانیم اثرات محیط و تجربه را بر ساختار و عملکرد مغز ببینیم. این آزمایشات، درک صحیحی از انعطاف‌پذیری مغز انسان را در تمامی سطوح میسر می‌کنند.
یکی از مشهورترین نمونه‌های اولیه‌ی این تحقیقات در انگلستان انجام شد. محققان مغز 16 راننده‌ی تاکسی لندن را بررسی کردند تا اثرات “تجربه‌ی رفت و آمد گسترده در شهر لندن” (extensive navigation experience) را بر ساختار مغز بررسی کنند. برای اینکه یک راننده‌ی تاکسی، واجد شرایط اخذ گواهینامه در لندن باشد باید “تست دانش” را پشت سر بگذارد؛ آزمونی که نیاز به دانش وسیعی در مورد مسیرها و مکان‌های متعدد این شهر تاریخی دارد. محققان با مقایسه‌ی مغز این رانندگان تاکسی با گروه کنترل رانندگان غیر‌تاکسی دریافتند که رانندگان تاکسی دارای ماده‌ی خاکستری (gray matter) بیشتری در هیپوکمپ پشتی هر دو طرف (bilateral posterior hippocampus) مغز هستند. هیپوکمپ ساختاری در لوب گیجگاهی با عملکردهای متعدد است، اما به‌طور ویژه درگیر ذخیره‌سازی بازنمایی فضایی محیط اطراف خود فرد است. علاوه بر این، نشان داده‌ شد که رانندگان قدیمی‌تر نسبت به رانندگان جدیدتر ماده‌ی خاکستری بیشتری در این منطقه دارند. این یکی از اولین مطالعاتی بود که نشان داد تخصص در یافتن مسیرها در این رانند‌ه‌ها می‌تواند به تفاوت‌های خاص و موضعی در آناتومی مغزشان منجر شود.
مطالعه‌ی جالب توجه دیگر با رویکرد مداخله‌ای بیشتری انجام گرفت. گروهی در آلمان به جای بررسی تغییرات تدریجی حاصل از تخصص، مطالعه‌ای را انجام دادند که در آن شرکت‌کنندگان قبل و بعد از دستیابی به یک مهارت جدید اسکن می‌شدند. این دانشمندان مغز داوطلبان را قبل و بعد از 3 ماه تمرینات مداوم و منظم تردستی (juggling training) اسکن کردند. نسبت به سایر مهارت‌ها، تبدیل شدن به یک شعبده‌باز موفق نیاز به هماهنگی و تمرکز خوب دست و چشم دارد. این مطالعه افزایش قابل‌توجهی را در ماده‌ی خاکستری ناحیه‌ای در هر دو نیمکره‌ی مغز به نام hMT/V5 در شرکت‌کنندگان نشان داد، یعنی منطقه‌ای از مغز که در پردازش حرکات پیچیده‌ی دیداری درگیر است.
علاوه بر این، مطالعه‌ی دیگری نشان داد که پس از آموزش تردستی تغییراتی در ماده‌ی سفید (white matter) نیز در نزدیکی همین مناطق رخ می‌دهد. این دانشمندان با استفاده از رویکرد مداخله‌ای، به وجود یک ‌رابطه‌ی علت و معلولی بین تجربه و انعطاف‌پذیری عصبی پی بردند. این مسئله به ویژه در امور بالینی حائز اهمیت است تا اثر دارو یا رفتاردرمانی را در ایجاد نتایج مثبت در بیماران نشان دهد. بنابراین، افزایش چشمگیر شواهد دال بر انعطاف‌پذیری حاصل از مطالعات علوم پایه، زمینه را برای نشانگرهای عصبی و تصویربرداری مغز فراهم کرده‌ است که به عنوان معیارهای ارزیابی در بررسی‌های بالینی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
علیرغم نوآوری یافته‌های حاصل از مطالعات تصویربرداری، مکانیسم دقیق این تغییرات در ساختار مغز انسان بالغ هنوز ناشناخته باقی مانده‌ است. تا حدودی به این دلیل که روش‌های بررسی این موضوع بر روی انسان بیش از حد تهاجمی هستند. با این حال، مطالعات انجام شده بر روی بافت مغز انسان پس از مرگ نشان داده‌اند که «نوروژنز»، یعنی تولید سلول‌های عصبی‌ جدید، در هیپوکمپ در سراسر بزرگسالی اتفاق می‌افتد. اگرچه مطالعاتی که اخیراً در زمینه‌ی بالینی انجام شده‌ است، نمی‌تواند شواهدی برای نوروژنز در بزرگسالان پیدا کند، اما چندین فرآیند دیگر نشان داده‌اند که همواره در سراسر طول عمر تغییراتی در ماده‌ی خاکستری ایجاد می‌شود. از فرآیندهایی که انعطاف‌پذیری عصبی (neuroplasticity) را پشتیبانی می‌کنند، می‌توان به آنژیوژنز (تولید مویرگ‌های خونی جدید) و سیناپتوژنز اشاره کرد.
برای درک بهتر این چرخه و سایر فرآیندهایی که به تغییرات ساختاری مغز منجر می‌شوند، محققان در حال تلاش برای توسعه‌ی روش‌های پیشرفته‌تر تصویربرداری عصبی و افزایش همکاری بین دانشمندانی هستند که مغز را در سطوح شناختی و مولکولی مطالعه می‌کنند.
همانطور که می‌بینید، عوامل متنوعی از حافظه تا خبره شدن در مهارت‌ها می‌توانند مغز را تحت تأثیر قرار دهند. با وجود بسیاری از اکتشافات اخیر در این زمینه، هنوز هم محققانی که انعطاف‌پذیری عصبی را مطالعه می‌کنند با سؤالات زیادی روبرو هستند. به خصوص بخشی از تحقیقات، از انعطاف‌پذیری عصبی به عنوان رویکردی برای درک و تسهیل بهبود عملکرد پس از آسیب ناشی از سکته‌ی مغزی یا آسیب تروماتیک مغز حمایت می‌کنند.
با این حال یک چیز کاملاً روشن است: “همینک نسبت به زمانی که شما شروع به خواندن این مطلب کرده‌اید، مغزتان تغییر کرده‌ است! “

منبع: مجله مغز و شناخت، شماره 7، پاییز 1397

0
سیناپس
توسعه دهنده وب

بدون محدودیت به هزاران محتوای طبقه بندی شده، مقاله، کتاب‌، دوره‌ آموزشی، رویداد، اخبار، نوآوری و دستاوردهای حوزه علوم شناختی دسترسی پیدا کنید و به بزرگترین شبکه علوم شناختی کشور بپیوندید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سبد خرید
0