Neuroplasticitatea

• Balerinele care fac nenumărate răsuciri în timpul dansului nu amețesc.
• Șoferii de taxi din Londra au hipocampul mult mai mare decât șoferii de autobuz.
• După un accident în care o porțiune de la nivelul creierului este lezată, partea sănătoasă preia funcțiile primei.

Toate aceste situații sunt posibile datorită capacității creierului de a se adapta și reorganiza permanent sub efectul stimulilor din mediu. Este ceea ce oamenii de știință numesc plasticitatea creierului sau neuroplasticitate.

Studiul neuroplasticității pe scurt

Dacă astăzi este un concept foarte popular din domeniul neuroștiințelor, neuroplasticitatea este o descoperire de dată foarte recentă.

Până nu demult, medicii și oamenii de știință considerau că neuronii erau singurele celule din organism care nu se mai regenerează. Credința era că ne naștem cu toate celulele nervoase pe care le vom avea pe parcursul vieții, neuronii afectați fiind compromiși iremediabil. Această paradigmă a luat naștere în urma observațiilor privind pacienții care suferiseră traume sau atacuri cerebrale ori se confruntau cu boli la nivelul creierului. Se presupunea că nervii și ariile cerebrale afectate nu se mai recuperau, iar dacă se vedea totuși o evoluție, aceasta era pusă pe seama celulelor sau țesuturilor nervoase care nu fuseseră afectate.

Ce s-a schimbat între timp? În urmă cu jumătate de secol, în cadrul experimentelor pe rozătoare a fost identificată o zonă în hipocamp unde noi celule nervoase erau create (celule stem), de unde migrau către zonele cerebrale unde era nevoie de ele și preluau funcțiile de acolo. Pentru prima dată a fost pusă în discuție ideea plasticității creierului.

Astăzi creierul nu mai este văzut ca un organ static, iar capacitatea sa de a-și modifica permanent circuitele neuronale, structura, funcțiile și arhitectura este unanim recunoscută. (1), (2)

Ce este neuroplasticitatea?

Plasticitatea creierului sau neuroplasticitatea constă în capacitatea sistemului nervos de a-și modifica structura și funcțiile de-a lungul vieții, pentru a se adapta la condițiile și stimulii la care suntem expuși. Neuroplasticitatea este o abilitatea specifică mai ales cortexului, adică învelișul exterior al creierului. (3)

Neuroplasticitatea are loc:

• în cadrul dezvoltării creierului în primii ani de viață, când au loc primele procesări ale informațiilor senzoriale și creierul se organizează;
• ca mecanism adaptativ pentru a compensa pierderea unei funcții sau a maximiza funcțiile rămase după o traumă;
• pe tot parcursul vieții, sub influența mediului extern, respectiv experiențele și acțiunile unei persoane și ori de câte ori aceasta învață ceva nou. (4), (5)

Experiențele prin care trecem reorganizează căile neuronale (sinapsele), iar atunci când învățăm/memorăm informații, modificările la nivelul creierului sunt de mai lungă durată. Este cazul șoferilor de taxi, care spre deosebire de cei de autobuz, care urmează o rută fixă, au o regiune a hipocampului mult mai extinsă, pentru că aceasta este specializată în stocarea și procesarea informațiilor complexe spațiale care îi ajută să circule eficient prin tot orașul. (5)

Atunci când sistemul nervos trece prin astfel de modificări, apar și schimbări asociate la nivel psihologic și comportamental. Acestea sunt de fapt procese precum învățarea, memorarea, dependența, maturizarea și recuperarea (însănătoșirea). De exemplu, dobândirea unei deprinderi motorii, precum cântatul la un instrument, va implica o serie de modificări plastice la nivelul structurii celulelor din aria cerebrală care guvernează deprinderile motorii. Însă dacă aceste modificări sunt împiedicate, nici învățarea nu va avea loc. (1)

Revenind la exemplul balerinelor care nu amețesc, cercetătorii de la Imperial College London au realizat un experiment (2013) în care 29 de balerine și 20 de sportive (cu vârstă și condiția fizică similare) au fost solicitate să se învârtă într-o cameră în întuneric. Comparând senzațiile și reflexele oculare ale participantelor, s-a observat că balerinele erau mult mai rezistente la senzația de amețeală. Dacă la sportive senzația de amețeală și reflexele oculare corelau, la balerine acestea erau decuplate. Totodată, o zonă a cerebelului implicată în procesarea semnalelor de la urechi era mult mai mică la balerine decât la sportive, iar primele dansatoarele aveau și mai puțină materie albă la nivelul cortexului, ceea ce implică o mai mică probabilitate de a ameți. (6), (7)

Evoluția neuroplasticității pe parcursul vieții

În primii ani de viață, creierul unui copil se dezvoltă rapid. Pe măsură ce un neuron se maturizează, apar tot mai multe dendrite și axoni care vor forma din ce în ce mai multe sinapse. Dacă la naștere un bebeluș are 2500 de sinapse per neuron, numărul acestora va ajunge la 15 000 la vârsta de 2-3 ani, ceea ce reprezintă aproximativ jumătate din numărul specific unui adult.

Nivelul maxim de plasticitate a creierului este în timpul dezvoltării fetale și în anii copilăriei mici, ceea ce explică rapiditatea învățării în această perioadă. Pe de altă parte, creierul este acum mult mai vulnerabil la evenimente traumatice, adaptându-se și recuperându-se mai greu după astfel de experiențe. (8)

Dar neuroplasticitatea este un atribut al creierului care se menține pe toată durata vieții. Exemple grăitoare în acest sens sunt cazurile în care persoanele își revin după ce au fost implicate în accidente care le-au afectat creierul sau atunci când învață să poarte dispozitive protetice, recuperându-și astfel funcțiile sau simțurile pierdute ori afectate încă de la naștere (de exemplu, protezele auditive pentru cei cu surditate congenitală). (3)

Pe măsură ce înaintăm în vârstă, însă, conexiunile cerebrale care nu mai sunt folosite/activate sunt eliminate prin procesul numit „pruning”. Neuroplasticitatea este cea care permite această adaptare a creierului la condițiile de mediu. (4)

Ce factori influențează neuroplasticitatea?

Organizarea sinaptică, structura neuronală și implicit comportamentul pot fi influențate de o serie de factori, conform studiilor de până acum:

• experiențele pre- și postnatale;
• consumul de droguri psihoactive (amfetamine, morfine);
• hormonii gonadali (testosteronul, estrogenul);
• agenții antiinflamatori (cum ar fi inhibitorii de COX2);
• factorii de creștere (cum ar fi factorul de creștere al nervilor);
• factorii care țin de alimentație (vitaminele și suplimentele alimentare);
• factorii genetici;
• anumite afecțiuni (boala Parkinson, epilepsia, schizofrenia, atacul cerebral)
• stresul;
• leziunile cerebrale. (1)

Cum putem stimula plasticitatea creierului?

În studiile privind creierul și neuroplasticitatea, cercetătorii au identificat în ultimii ani și activități prin care acest proces este stimulat și menținut.

Cântatul la un instrument muzical

Această activitate este o experiență complexă și multisenzorială care presupune achiziția și menținerea câtorva abilități pe parcursul vieții (de obicei se învață cântatul la un instrument în copilărie, iar muzicienii continuă să exerseze și pe parcursul vieții). Exemple de abilități necesare în a cânta la un instrument: citirea și înțelegerea notelor muzicale, precizia metrică, memorarea de partituri lungi, acțiunile motorii specifice fiecărui instrument muzical, improvizația etc.

O analiză (2010) a cercetărilor privind efectele cântatului la un instrument muzical asupra creierului a arătat că antrenamentul muzical influențează neuroplasticitatea nu doar în prima parte a vieții, ci produce modificări plastice de durată mult după ce maturizarea creierului se încheie. Început la o vârstă fragedă, antrenamentul muzical se pare că este asociat cu performanțe cognitive mai bune, iar rezultatele preliminare ale unui studiu încă în derulare la Universitatea California de Sud sugerează o accelerare a maturizării sistemului auditiv la copii, ceea ce, presupun autorii, ar grăbi dezvoltarea unor abilități precum limbajul, însă această ipoteză rămâne să fie testată.

Chiar dacă majoritatea cercetărilor s-au axat pe creierul în dezvoltare, câteva studii au arătat că și creierul adult beneficiază de modificări plastice funcționale atunci când persoanele învață să cânte la un instrument. (9), (10)

Activitatea fizică

Beneficiile sportului pentru sănătate nu mai sunt de mult o noutate, pe măsură ce tot mai multe studii le susțin. Inclusiv creierul are de câștigat: încetinirea atrofierii cerebrale specifică îmbătrânirii, o mai bună funcționare cognitivă și stimularea neuroplasticității. (11)

Deși există încă prejudecata că un creier adult nu mai este capabil de plasticitate, cercetările arată că într-adevăr, un creier bătrân nu mai este la fel de plastic precum unul tânăr, dar el nu își pierde complet această capacitate. Iar dacă este ajutat de o activitate fizică moderată, deteriorararea inerentă vârstei ar putea fi prevenită, încetinită sau chiar combătută.

O meta-analiză (2012) a studiilor privind rolul sportului asupra creierului a ajuns la următoarele concluzii:

• începerea unei activități fizice moderate este benefică la adulți, indiferent de vârstă; chiar și persoanele care au avut un stil de viață sedentar prezintă o îmbunătățire a funcțiilor cerebrale odată ce încep să facă sport;
• o activitate fizică moderată este suficientă pentru a stimula modificări semnificative la nivelul creierului și a funcțiilor cognitive;
• numeroase funcții cognitive au de câștigat în urma activității fizice: atenția, memoria, domeniul controlului executiv (abilitatea de a gestiona mai multe activități, de a trece rapid de la o sarcină la alta, de a planifica evenimente viitoare). (12)

Așa cum menționează și autorii meta-analizei, chiar dacă multe studii au sugerat efectul benefic al activității fizice asupra plasticității creierului, nu se cunoaște deocamdată cu certitudine de cât sport este nevoie pentru a face creierul mai plastic și ce durată ar avea aceste efecte.

Un studiu de mică amploare, cu puțini participanți, realizat de cercetătorii de la Universitatea Adelaide (2014, Australia) a indicat că 30 de minute de exerciții intense de tip aerobic ar fi suficiente pentru a stimula modificările plastice la nivel cerebral. Creierul participanților (cu vârste între 20 și 30 de ani) a fost monitorizat înainte, imediat după și la 15 minute după realizarea a 30 de minute de exerciții intense. Cercetătorii au observat modificări pozitive în creier (la nivel celular, molecular și arhitectural) imediat după încheierea sesiunii de sport, efectele fiind menținute și la 15 minute de la finalizarea lor. Sunt necesare însă mai multe studii, cu mai mulți participanți, pentru investigarea duratei, frecvenței și intensității optime a activității sportive pentru a obține beneficii asupra neuroplasticității. (13)

Învățarea de limbi străine

Muzica și limbajul sunt considerate cele mai complexe activități care utilizează sunetul. La fel ca antrenamentul muzical, învățarea unei limbi străine stimulează neuroplasticitatea. Compararea creierului persoanelor bilingve cu al celor monolingve în cadrul unui studiu din 2004 a arătat că învățarea unei limbi străine duce la creșterea cantității de materie cenușie de la nivelul cortexului parietal inferior stâng. În plus, nivelul restructurării cerebrale este proporțional cu nivelul cunoașterii limbii respective. (14)

Dacă o persoană vorbește fluent două limbi străine și mai ales dacă a devenit biligvă încă din copilărie, are șanse mai mari a se concentra mai bine asupra unei activități, iar riscul de demență sau alte tulburări care implică declinul cognitiv este întârziat în medie cu 4 ani. O posibilă explicație pentru această protecție oferită de bilingvism ar fi creșterea fluxului de sânge și oxigen la nivelul creierului, care menține conexiunile cerebrale sănătoase. (15)

Un studiu recent (2016) a arătat că, cu cât numărul de limbi străine cunoscute este mai mare, cu atât creierul procesează mai rapid informațiile și formează noi reprezentări mentale ale cuvintelor noi. (16)

Cele trei activități sunt doar câteva exemple de experiențe prin care neuroplasticitatea este susținută. Pe măsură ce avansează cercetarea în domeniul neuroștiințelor, noi activități vor fi probabil analizate și aduse în vedere pentru rolul asupra plasticității cerebrale.


Chiar dacă progresul din neuroștiințe a făcut posibilă cunoașterea atâtor informații despre neuroplasticitate, rămân totuși o serie de întrebări care nu și-au găsit încă răspuns:

• prin ce mecanisme influențează factorii de mai sus neuroplasticitatea?
• care este limita modificărilor prin care pot trece celulele nervoase?
• interacționează sau nu schimbările plastice în urma experiențelor (de exemplu, fumatul/expunerea la nicotină influențează învățarea cântării la un instrument?)
• care este durata menținerii acestor modificări? (1)

Găsirea acestor răspunsuri este importantă nu doar pentru o mai bună înțelegere a funcționării creierului, ci și pentru dezvoltarea de noi tratamente pentru tulburările care îl afectează.