Photo by meo on Pexels

По видимому мозг не способен перестраиваться

Учёные из Кембриджского университета и Университета Джонса Хопкинса утверждают, что вопреки распространенному мнению, мозг не обладает способностью перестраиваться, чтобы компенсировать, например, потерю зрения, ампутацию или инсульт.

Профессора Тамар Макин из Кембриджского университета и Джон Кракауэр из Университета Джона Хопкинса утверждают, что представление о том, что определенные области мозга в ответ на травму или недостаток могут реорганизоваться и перепрофилироваться для новых функций, в корне ошибочно, несмотря на то, что его часто цитируют в научных учебниках.

Вместо этого они утверждают, что происходящее – это всего лишь результат тренировки уже существующих, но скрытых способностей мозга. Статья опубликована в журнале eLife.

Одним из наиболее распространенных приведенных примеров является ситуация, когда человек теряет зрение – или рождается слепым – и зрительная кора, ранее специализировавшаяся на обработке зрения, перенастраивается на обработку звуков, позволяя человеку использовать “эхолокацию” для навигации по загроможденной комнате. Другой распространенный пример – у людей, перенесших инсульт и изначально неспособных двигать конечностями, для восстановления контроля перепрофилируются другие области мозга.

“Идея о том, что наш мозг обладает удивительной способностью перенастраиваться и реорганизовываться, кажется очень привлекательной”. “Она вселяет в нас надежду и восхищение, особенно когда мы слышим необычные истории о слепых людях, у которых развиваются почти сверхчеловеческие способности к эхолокации, или о людях, переживших инсульт, у которых чудесным образом восстанавливаются двигательные способности, которые, как они думали, были утрачены”, – говорит Кракауэр, директор Центра изучения моторного обучения и восстановления мозга при Университете Джона Хопкинса.

“Эта идея выходит за рамки простой адаптации или пластичности – она подразумевает полное перепрофилирование областей мозга. Но хотя эти истории вполне могут оказаться правдой, объяснение происходящего на самом деле неверное”.

В своей статье Макин и Кракауэр рассматривают 10 фундаментальных исследований, которые были призваны продемонстрировать способность мозга к реорганизации.

Однако они утверждают, что, хотя исследования действительно показывают способность мозга адаптироваться к изменениям, он не создает новых функций в ранее не связанных между собой областях, а вместо этого использует скрытые способности, которые присутствуют с рождения.

Например, в одном из исследований, проведенных в 1980-х годах профессором Майклом Мерценихом из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, изучалось, что происходит, когда рука теряет палец.

Рука имеет в мозге определенное отображение, причем каждый палец, по-видимому, соотносится с определенной областью мозга. “Удалите указательный палец, и область мозга, ранее отведенная этому пальцу,будет перераспределена для обработки сигналов от соседних пальцев. Другими словами, мозг перестроится в ответ на изменения в сенсорной информации”, – утверждает Мерцених.

Но это не так, говорит Макин, чьи собственные исследования дают альтернативное объяснение.

В исследовании, опубликованном в 2022 году, Макин использовала нервный блокатор, чтобы временно имитировать эффект ампутации указательного пальца у своих испытуемых. Она показала, что даже до ампутации сигналы от соседних пальцев отображались в области мозга, «ответственной» за указательный палец – другими словами, хотя эта область мозга могла быть в первую очередь ответственной за обработку сигналов от указательного пальца, это было не только так.

Все, что происходит после ампутации, – это то, что сигналы от других существующих пальцев “набираются” в этой области мозга.

“Способность мозга адаптироваться к травмам не связана с использованием новых областей мозга для совершенно других целей”, – говорит Макин из Отделения познания и наук о мозге Совета по медицинским исследованиям Кембриджского университета.

“Эти области не начинают обрабатывать совершенно новые типы информации. Информация о других пальцах была доступна в исследуемой области мозга еще до ампутации, просто в первоначальных исследованиях исследователи не обращали на это особого внимания, потому что она была слабее, чем о пальце, который собирались ампутировать”.

Еще один убедительный контрпример к аргументу о реорганизации можно увидеть в исследовании кошек с врожденной глухотой, у которых слуховая кора – область мозга, обрабатывающая звук, – по-видимому, перепрофилируется для обработки зрения. Но когда им устанавливают кохлеарный имплантат, эта область мозга немедленно снова начинает обрабатывать звук, что говорит о том, что мозг на самом деле не перепрофилировался.

Рассматривая другие исследования, Макин и Кракауэр не нашли убедительных доказательств того, что у зрительной коры людей, родившихся слепыми, или у неповрежденной коры головного мозга людей, переживших инсульт, когда-либо развивались новые функциональные способности, которых в противном случае не существовало.

Макин и Кракауэр не отвергают истории о том, что слепые могут ориентироваться на слух, или что у людей, перенесших инсульт, восстанавливаются двигательные функции.

Вместо этого они утверждают, что вместо полного перепрофилирования областей для выполнения новых задач, в мозге улучшается или модифицируется ранее существовавшая архитектура – и делается это посредством повторения и обучения.

Они утверждают, что понимание истинной природы и пределов пластичности мозга имеет решающее значение как для формирования реалистичных ожиданий у пациентов, так и для практикующих врачей в их реабилитационных подходах.

“Этот процесс обучения является свидетельством замечательной, но ограниченной способности мозга к пластичности. В этом путешествии нет коротких путей. Идея о том, что можно быстро раскрыть скрытые возможности мозга или задействовать огромные неиспользуемые резервы – это скорее принятие желаемого за действительное, чем реальность. Это медленный, постепенный путь, требующий настойчивых усилий и практики. Осознание этого помогает нам оценить тяжелую работу, стоящую за каждой историей выздоровления, и соответствующим образом адаптировать наши стратегии”, – добавляет Макин.

“Так часто способность мозга перестраиваться описывалась как “чудесная”, но мы ученые, мы не верим в волшебство. Эти удивительные модели поведения, которые мы видим, коренятся в упорном труде, повторении и тренировках, а не в магическое перераспределение ресурсов мозга”.

Поделиться ссылкой

Check Also

ИИ идентифицирует тревожность у молодежи

Уникальное многоцентровое исследование, в котором приняли участие около 3500 молодых людей в возрасте от 10 …

Определены неврологические причины анорексии

Психическое расстройство нервная анорексия, при котором люди опасно ограничивают себя в еде или опорожняют желудок …