Capacitatea creierului uman de a se adapta și schimba, cunoscută sub numele de neuroplasticitate, a captivat de mult atât comunitatea științifică, cât și imaginația publică. Este un concept care aduce speranță și fascinație, mai ales atunci când auzim povești extraordinare despre, de exemplu, indivizi orbi care dezvoltă simțuri amplificate care le permit să navigheze printr-o cameră aglomerată bazată exclusiv pe ecolocație sau pe supraviețuitorii accidentului vascular cerebral care își recapătă în mod miraculos abilitățile motorii când se credeau pierdute.
De ani de zile, ideea că provocările neurologice precum orbirea, surditatea, amputația sau accidentul vascular cerebral duc la schimbări dramatice și semnificative în funcționarea creierului a fost larg acceptată. Aceste narațiuni descriu o imagine a unui creier extrem de maleabil care este capabil de reorganizare dramatică pentru a compensa funcțiile pierdute. Este o noțiune atrăgătoare: creierul, ca răspuns la leziuni sau deficit, deblochează potențiale neexploatate, se reconnectează pentru a obține noi capacități și își auto-reutilizează regiunile pentru a realiza noi funcții. Această idee poate fi, de asemenea, legată de mitul larg răspândit, deși în mod inerent fals, conform căruia folosim doar 10% din creier, sugerând că avem rezerve neuronale extinse pe care să ne sprijinim în momente de nevoie.
Dar cât de precisă este această reprezentare a abilităților de adaptare ale creierului de a se reorganiza? Suntem cu adevărat capabili să profităm de rezervele de potențial cerebral neutilizat în urma unei răni sau au condus aceste povești captivante la o înțelegere greșită a adevăratei naturi plastice a creierului? Într-o lucrare pe care am scris-o pentru jurnal eLife, am aprofundat în miezul acestor întrebări, analizând studiile clasice și reevaluând credințele de mult timp despre reorganizarea corticalei și neuroplasticitatea. Ceea ce am descoperit oferă o nouă perspectivă convingătoare asupra modului în care creierul se adaptează la schimbare și provoacă unele dintre noțiunile populare despre capacitatea sa flexibilă de recuperare.
Rădăcinile acestei fascinații pot fi urmărite până la neuroștiință Munca de pionierat a lui Michael Merzenichși a fost popularizat prin cărți precum cea a lui Norman Doidge Creierul care se schimbă. Perspectivele lui Merzenich au fost construite pe studiile influente ale Premiul Nobel– neurologii câștigători David Hubel și Torsten Wiesel, care au explorat dominanța oculară la pisoi. Experimentele lor au implicat sutura unei pleoape a unui pisoi, apoi observarea modificărilor rezultate în cortexul vizual. Ei au descoperit că neuronii din cortexul vizual, care ar răspunde în mod normal la inputul de la ochiul închis, au început să răspundă mai mult la ochiul deschis. Această schimbare a dominanței oculare a fost considerată un indiciu clar al capacității creierului de a-și reorganiza căile de procesare senzorială ca răspuns la experiențele senzoriale modificate la începutul vieții. Când Hubel și Wiesel au testat pisici adulte, totuși, ei nu au reușit să reproducă aceste schimbări profunde ale preferințelor oculare, sugerând că creierul adult este mult mai puțin plastic.
Lucrarea lui Merzenich a demonstrat că nici măcar creierul adultului nu este structura imuabilă care se credea cândva. În experimentele sale, el a observat cu meticulozitate cum, atunci când degetele unei maimuțe erau amputate, hărțile senzoriale corticale care reprezentau inițial aceste degete au devenit receptive la degetele învecinate. În relatarea sa, Merzenich a descris modul în care zonele din cortex s-au extins pentru a ocupa sau „prelua” spațiul cortical care reprezentase anterior degetele amputate. Aceste descoperiri au fost interpretate ca o dovadă că creierul adult și-ar putea reconecta structura ca răspuns la schimbările de intrare senzorială, un concept care a fost atât palpitant, cât și plin de potențial pentru îmbunătățirea proceselor de recuperare a creierului.
Aceste studii fundamentale, împreună cu multe altele care se concentrează pe privarea senzorială și leziunile cerebrale, au subliniat un proces numit remaparea creierului, în care creierul poate realoca o zonă a creierului – aparținând unui anumit deget sau ochi, de exemplu – pentru a susține un alt deget sau ochi. . În contextul orbirii, s-a presupus că cortexul vizual este reutilizat pentru a susține abilitățile îmbunătățite de auz, atingere și miros, care sunt adesea afișate de persoanele cu orbire. Această idee depășește simpla adaptare, sau plasticitate, într-o zonă existentă a creierului alocată unei anumite funcții; implică o reutilizare angro a regiunilor creierului. Cercetarea noastră dezvăluie o poveste diferită, totuși.
Conduși de un amestec de curiozitate și scepticism, am ales 10 dintre cele mai esențiale exemple de reorganizare în domeniul neuroștiinței și am reevaluat dovezile publicate dintr-o perspectivă nouă. Susținem că ceea ce se observă adesea în cazurile de reabilitare de succes nu este creierul care creează noi funcții în zone anterior neînrudite. În schimb, este mai mult despre utilizarea capacităților latente care au fost prezente încă de la naștere. Această distincție este crucială. Acesta sugerează că capacitatea creierului de a se adapta la răni nu implică, de obicei, acaparea de noi teritorii neuronale în scopuri complet diferite. De exemplu, în cazurile studiilor lui Merzenich pe maimuțe și ale lucrărilor lui Hubel și Wiesel asupra pisoilor, o examinare mai atentă dezvăluie o imagine mai nuanțată a adaptabilității creierului. În primul caz, regiunile corticale nu au început să prelucreze tipuri complet noi de informații. Mai degrabă, abilitățile de procesare ale celorlalte degete erau gata să fie lovite în zona creierului examinată chiar înainte de amputare. Oamenii de știință pur și simplu nu le acordaseră prea multă atenție pentru că erau mai slabi decât cei din degetul care urma să fie amputat.
În mod similar, în experimentele lui Hubel și Wiesel, schimbarea dominanței oculare la pisoi nu a reprezentat crearea de noi capacități vizuale. În schimb, a existat o ajustare a preferinței pentru ochiul opus în cortexul vizual existent. Neuronii adaptați inițial la ochiul închis nu au dobândit noi capacități vizuale, ci și-au sporit răspunsul la inputul de la ochiul deschis. De asemenea, nu am găsit dovezi convingătoare că cortexele vizuale ale indivizilor care s-au născut orbi sau corticele nevătămați ale supraviețuitorilor accidentului vascular cerebral au dezvoltat o nouă abilitate funcțională care altfel nu a existat de la naștere.
Acest lucru sugerează că ceea ce a fost adesea interpretat ca capacitatea creierului de reorganizare dramatică prin recablare ar putea fi de fapt un exemplu al capacității sale de a-și rafina intrările existente. În cercetarea noastră, am descoperit că, în loc să reutilizeze complet regiunile pentru noi sarcini, este mai probabil ca creierul să-și îmbunătățească sau să-și modifice arhitectura preexistentă. Această redefinire a neuroplasticității implică faptul că adaptabilitatea creierului este marcată nu de un potențial infinit de schimbare, ci de o utilizare strategică și eficientă a resurselor și capacităților sale existente. În timp ce neuroplasticitatea este într-adevăr un atribut real și puternic al creierului nostru, adevărata natură și amploarea sa sunt mai constrânse și mai specifice decât schimbările ample și radicale care sunt adesea descrise în narațiunile populare.
Deci, cum pot oamenii orbi să navigheze doar pe baza auzului sau persoanele care au suferit un accident vascular cerebral să-și recapete funcțiile motorii? Răspunsul, sugerează cercetările noastre, nu constă în capacitatea creierului de a suferi o reorganizare dramatică, ci în puterea de a antrena și de a învăța. Acestea sunt adevăratele mecanisme ale neuroplasticității. Pentru ca o persoană nevăzătoare să dezvolte abilități de ecolocație acută sau pentru ca un supraviețuitor al accidentului vascular cerebral să reînvețe funcțiile motorii, este necesar un antrenament intensiv și repetitiv. Acest proces de învățare este o dovadă a capacității remarcabile, dar limitate, de plasticitate a creierului. Este o călătorie lentă, progresivă, care necesită efort și practică persistente.
Analiza noastră extinsă a multor dintre cazurile descrise anterior ca „reorganizare” sugerează că nu există comenzi rapide sau căi rapide în această călătorie de adaptare a creierului. Ideea de a debloca rapid potențialul ascuns al creierului sau de a profita de vaste rezerve neutilizate este mai mult o iluzie decât realitate. Înțelegerea naturii adevărate și a limitelor plasticității creierului este crucială, atât pentru stabilirea așteptărilor realiste pentru pacienți, cât și pentru ghidarea practicienilor clinici în abordările lor de reabilitare. Capacitatea creierului de a se adapta, deși uimitoare, este legată de constrângeri inerente. Recunoașterea acestui lucru ne ajută să apreciem munca grea din spatele fiecărei povești de recuperare și să ne adaptăm strategiile în consecință. Departe de a fi un tărâm al transformărilor magice, calea către neuroplasticitate este una a dăruirii, rezistenței și progresului gradual.
Acest articol a fost publicat pentru prima dată la științific american. © ScientificAmerican.com. Toate drepturile rezervate. Urmați mai departe TikTok și Instagram, X și Facebook.