Πλαστικότητα και βελτίωση των δεξιοτήτων του εγκεφάλου

Οι έρευνες στον χώρο της εκπαίδευσης και των νευροεπιστημών έχουν καταστήσει σαφές ότι η εκπαίδευση προκειμένου να είναι αποτελεσματική, δεν πρέπει να είναι μονοδιάστατη, παθητική και γραμμική. Ο εγκέφαλος μας τροποποιείται καθημερινά τόσο ανατομικά όσο και λειτουργικά ως απάντηση στα ερεθίσματα που δέχεται από το περιβάλλον. Πράγμα το οποίο πολύ απλά σημαίνει, ότι ο εγκέφαλος μας - παρά το τι τείνουμε να πιστεύουμε- δεν σταματά να αλλάζει καθόλη τη διάρκεια της ζωής μας. Η ικανότητα αυτή ονομάζεται πλαστικότητα και όπως ακριβώς η πλαστελίνη μας επιτρέπει να αλλάζουμε συνεχώς το σχήμα της, έτσι και ο εγκέφαλος μας επιτρέπει με τους κατάλληλους ερεθισμούς να τον αναδιαμορφώσουμε και να του μάθουμε πώς να μαθαίνει.

Από τις αρχές του 20ού αιώνα, αφού επετεύχθη η συμφωνία των Βιολόγων για την προέλευση του εμβρύου, μορφολογικές μελέτες του εγκεφάλου άρχισαν να επεκτείνονιαι στο έμβρυο και τη μετά τη γέννηση ανάπτυξή του. Οι νευρώνες του εγκεφάλου έχουν όλοι σχηματιστεί κατά τη γέννηση και έχουν σχεδόν όλοι λάβει την τελική τους θέση στον εγκέφαλο με τις κύριες συνδέσεις τους να ολοκληρώνονται μέχρι και τους πρώτους μήνες της ζωής. Οι συνάψεις μεταξύ νευρώνων φθάνουν ένα μέγιστο αριθμό κατά το δεύτερο έτος και μειώνονται έκτοτε, αρχικά λόγω επιλογής των καταλληλότερων νευρωνικών δικτύων (ως αποτέλεσμα των πρώτων εμπειριών) και αργότερα ως αποτέλεσμα φθοράς του γήρατος.

Ο εγκέφαλος λοιπόν είναι ένα πολύπλοκο όργανο που αυτο-οργανώνεται δυναμικά, ως αποτέλεσμα διαδράσεων με το σώμα μας και με το περιβάλλον αλλά και ανάμεσα στα πολλά επίπεδα οργάνωσής του - από το μοριακό σε εκείνο της συμπεριφοράς. Με αυτόν τον τρόπο αυτοεκπαιδεύεται ή, αν θέλετε, εμείς μαθαίνουμε και προσαρμοζόμαστε. Η μάθηση φαίνεται να στηρίζεται στην πλαστικότητα των συνάψεων ανάμεσα στους νευρώνες (LeDoux, 2002). Εκείνες οι συνάψεις ενισχύονται ειδικά και έτσι συνδέονται λειτουργικά στον χρόνο και ταυτόχρονα ενεργοποιούνται. Γία παράδειγμα, η θέα ενός ρόδου μάς θυμίζει συνειρμικά την οσμή του ρόδου και όχι του κρεμμυδιού. Αυτό πιθανώς οφείλεται σε ενίσχυση συνάψεων στα ειδικά κυκλώματα, κατόπιν ταυτόχρονης διέγερσης του ίδιου κεντρικού κυκλώματος από το οπτικό και το οσφρητικό ερέθισμα του ρόδου.

Φαίνεται ότι η μακροχρόνια ενίσχυση των συνάψεων οφείλεται και σε δομικές αλλαγές και ότι κάτι παρόμοιο με το εύρημά μας στους ποντικούς πρέπει να ισχύει και στον άνθρωπο, δεδομένου ότι από τις τομογραφίες εγκεφάλου οδηγών ταξί στο Λονδίνο βρέθηκε ότι το μέγεθος ειδικά του οπίσθιου τμήματος του ιπποκάμπου (αντίστοιχο του ραχιαίου στα ποντίκια) αυξάνεται ανάλογα με τα χρόνια που έχουν στο τιμόνι (Maguire et al., 2000). Για την επιτέλεση κάθε πράξης συνεργάζονται πολλές περιοχές του εγκεφάλου με παράλληλη αλλά διακριτά κατανεμημένη δραστηριότητα - σε αντίθεση με τον προωθούμενο μύθο ότι δήθεν χρησιμοποιούμε μικρό μόνο τμήμα του εγκεφάλου μας. Το ίδιο ισχύει και για κάθε σκέψη ή συναίσθημα, που χρησιμοποιούν εξόχως διαπλεκόμενους μηχανισμούς (η αντίθεση ανάμεσα στους μηχανισμούς λογικής σκέψης και συναισθηματικών κινήτρων είναι ένας ακόμη εδραιωμένος μύθος). Ο συντονισμός αυτών των ετερογενών περιοχών και διαδικασιών για την ανάδυση μιας πολυσήμαντης ολοκληρωμένης σκέψης ή πράξης φαίνεται να οφείλεται στη συνδυασμένη τροποποίηση των συνάψεων στις ετερογενείς αυτές περιοχές (Singer, 2001, LeDoux, 2002).

Ο εγκέφαλος τροποποιείται συνεχώς εξαιτίας των ερεθισμάτων που δέχεται από το περιβάλλον

Αν η ιδιαιτερότητα των εγκεφάλων μας εδράζεται στις γενετικές τους καταβολές και ακόμη περισσότερο στις επιγενετικές τροποποιήσεις τους, θα πρέπει να τονιστεί ότι αυτές δεν επιδρούν μόνο στο επίπεδο των συνάψεων. Οι συνάψεις αποτελούν το στοιχειώδες σημείο «μάθησης», αλλά η τελευταία σίγουρα προκύπτει και από διαδικασίες σε ανώτερα επίπεδα οργάνωσης, όπως τα νευρωνικά κυκλώματα και τα κατανεμημένα συστήματα. Σήμερα, που μπορούμε να μελετούμε μοναδιαίες μαγνητοεγκεφαλογραφικές απαντήσεις σε αισθητικά ερεθίσματα (Ioannides, 2001), διαπιστώνουμε ότι ήδη στον πρωτοταγή αισθητικό φλοιό οι απαντήσεις στο ίδιο ερέθισμα ποικίλουν σημαντικά και στον ακριβή εντοπισμό και στη χωρο-χρονική τους εξέλιξη και παρουσιάζουν φαινόμενα πλαστικότητας, όπως η εξοικείωση (Ioannides et al., 2002). Από αυτό το επίπεδο ανάλυσης αισθητικών μηνυμάτων και μετά είναι ακόμη πιο προφανής η διαφοροποίηση του κάθε εγκεφάλου. Όπως παρατήρησε ο Freeman (1999), η χαρακτηριστική νευρωνική δραστηριότητα, η οποία σηματοδοτεί αισθητικά ερεθίσματα στους πρωτοταγείς, δευτεροταγείς κ.ο.κ. αισθητικούς νευρώνες, εξαφανίζεται αφότου το σήμα φτάσει στον αισθητικό φλοιό και αναδύεται ένα νέο πρότυπο δραστηριότητας, κατανεμημένο σε ένα κύκλωμα νευρώνων.

Το νέο πρότυπο δεν αντιπροσωπεύει πλέον το ερέθισμα αλλά το «νόημα» που αυτό έχει για το συγκεκριμένο άτομο, τη στιγμή εκείνη, στη 6άση προηγούμενων εμπειριών κ.λπ. Ο εγκέφαλος, δηλαδή, δημιουργεί τη δική του εκδοχή για το τι συμβαίνει στον κόσμο, έτσι ώστε αυτή να είναι πλήρης και συνεπής με όλες τις άλλες σωματικές και εγκεφαλικές διαδικασίες της στιγμής. Η συνείδηση του γεγονότος ακολουθεί με καθυστέρηση μέχρι και μισού δευτερολέπτου (Libet, 1991). Η αντίληψη λοιπόν δεν είναι, όπως πιστεύεται, ένα ακόμη επίπεδο γνωστικών διαδικασιών αποκωδικοποίησης των εισερχομένων πληροφοριών, αποθήκευσης, ανάκλησης, κ.λπ., αλλά η «υποκειμενική δημιουργία μηνύματος». Τη μεγάλη σημασία των ιδιαίτερων διαδικασιών στον κάθε εγκέφαλο, η οποία αντιτίθεται στην ιδέα του ανθρώπου που απλά αντιδρά σε ερεθίσματα με απλά ή πολύπλοκα αντανακλαστικά, υποστηρίζει και ο Llinas (2001), αντλώντας επιχειρήματα από την εξέλιξη των μηχανισμών κίνησης (βλ. επίσης Greenfield, 2000).

Τα τελευταία 10 χρόνια τρία μεγάλα... «δόγματα» των νευροεπιστημών ανατράπηκαν: 

  • (α) Ότι οι νευρώνες δεν αναγεννώνται.
  • (β) Ότι οι δενδρίτες των νευρώνων δεν διεγείρονται.
  • (γ) Ότι ο συγχρονισμός στο ΗΕΓ σημαίνει μόνο ύπνο ή επιληψία.

    Σε αντίθεση με το επικρατούν δόγμα, απεδείχθη ότι ο εγκέφαλος του ενήλικα μπορεί, κάτω από ορισμένες συνθήκες, να παράγει νέους νευρώνες (Kempermann and Gage, 2002). Προφανείς είναι οι νέες δυνατότητες για τη θεραπευτική νόσων, που χαρακτηρίζονται από απώλεια νευρώνων.

Μέσα από τις πρόσφατες ανακαλύψεις, ο εγκέφαλος προκύπτει ως ένα εξόχως δυναμικό, εύπλαστο και αυτο-εκπαιδευόμενο σύστημα ανάλυσης πλήρoφοριών και ελέγχου της συμπεριφοράς, με σκοπό την αέναη προσαρμογή του ατόμου στις αλλαγές του εσωτερικού και εξωτερικού περιβάλλοντος. Πλησιάζουμε σε πολλούς στόχους, όπως στην κατανόηση των μηχανισμών της αίσθησης και της κίνησης, της ανάπτυξης του εγκεφάλου, της εξάρτησης από ουσίες και της μάθησης. Όμως, άλλοι στόχοι, όπως η κατανόηση του πώς παίρνουμε αποφάσεις ή πώς απελευθερώνεται η φαντασία μας, αποκαλύπτονται ακόμη πιο μακρινοί μετά την ανάλυση των πολύπλοκων συνιστωσών που τους συνθέτουν.

Γεώργιου Κ. Κωσιόπουλου, Καθηγητή Φυσιολογία, Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Πατρών.

----

Συνάψεις νευρώνων στον εγκέφαλο.

Οι επιδράσεις του περιβάλλοντος είναι ίσως ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες που βοηθούν στη φυσιολογική ανάπτυξη και διαμόρφωση του εγκεφαλικού μας ιστού. Είναι γνωστό και αποδεδειγμένο μέσα από πολλές έρευνες, τόσο σε νευροφυσιολογικό όσο και σε συμπεριφορικό επίπεδο, ότι τα ερεθίσματα που δεχόμαστε από το περιβάλλον επιδρούν είτε θετικά, είτε αρνητικά στην ανάπυξη και τροποποίηση των νευρωνικών μας συστημάτων.

Συγκεκριμένα, όσο πιο πλούσιο είναι το περιβάλλον σε αισθητηριακά ερεθίσματα, τόσο ευνοείται μια φυσιολογική ανάπτυξη και εξελιξη των εγκεφαλικών δομών. Αντίθετα, έρευνες τόσο σε ζώα όσο και σε ανθρώπους, έχουν δείξει ότι δεν υπάρχει χειρότερος προγνωστικός παράγοντας για την γνωστική και εγκεφαλική ανάπτυξη ενός οργανισμού, από ένα φτωχο σε αισθητηριακά ερεθίσματα περιβάλλον.

Τι σημαίνει αυτό; Ότι στον εγκέφαλο αρέσουν τα πολλά και ποικίλλα αισθητηριακά ερεθίσματα. Η μάθηση γίνεται πιο αποτελεσματική όταν ακολουθεί τα πρότυπα ανάπτυξης του οργανισμού μας, πράγμα το οποίο πολύ απλά σημαίνει ότι μια εκπαιδευτική διαδικασία οφείλει να σέβεται όλα τα αισθητηριακά μας συστήματα και να μας προσφέρει τόσο οπτικά, όσο και ακουστικά, απτικά, οσφρητικά και κιναισθητικά ερεθίσματα.

Δυστυχώς οι παραδοσιακές μορφές εκπαίδευσης και ο τρόπος με τον οποίο όλοι μας έχουμε διδαχτεί από το σχολείο, δεν είναι συμβατά με το παραπάνω πρότυπα. Το σύστημα διδασκαλίας το οποίο μέχρι πρότινος τουλάχιστον επικρατούσε, δεν άφηνε περιθώρια για ενεργητική και ολιστική μάθηση, που να σέβεται την ολότητα και την ποικιλομορφία του οργανισμού και του εγκεφαλικού μας συστήματος.

Διαρκής εξέλιξη: Πάντα γνωρίζαμε ότι ο εγκέφαλος έχει την ικανότητα να μαθαίνει καινούρια πράγματα και να αφομοιώνει νέες πληροφορίες σε όλη τη διάρκεια της ζωής του ανθρώπου. Μέχρι πριν από λίγα χρόνια πιστεύαμε ότι είναι ένα παγιωμένο όργανο που διαθέτει σταθερό αριθμό κυττάρων-νευρώνων από τη γέννησή μας και μετά. Οι πρώτες ανακριβείς ενδείξεις προέκυψαν από την εξέταση ανθρώπων που είχαν χάσει κάποια αίσθηση. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι οι άνθρωποι που είχαν χάσει την όρασή τους ανέπτυσσαν ισχυρότερη αφή. Το γεγονός αυτό υποδείκνυε ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος διέθετε μεγάλη πλαστικότητα και μπορούσε να προσαρμόζει τις λειτουργίες του ανάλογα με τις ανάγκες. Πρόσφατες ανακαλύψεις επιβεβαίωσαν ότι ο αριθμός των νευρώνων όχι μόνο δεν παραμένει σταθερός αλλά ότι οι νευρώνες του ιππόκαμπου, περιοχή που σχετίζεται με τη μάθηση και τη μνήμη, αναγεννώνται συνεχώς. Πάνω σ' αυτές στηρίχτηκε η νευροβική για να επιταχύνει τη διαδικασία αναγέννησης των νευρώνων και των συνδέσεων μεταξύ τους.

Η ισχύς εν τη συνάψει: Η νευροβική έκανε τα πρώτα δειλά βήματά της στα τέλη της δεκαετίας του 1970 κατά τη διάρκεια προπόνησης αθλητών του στίβου, οι οποίοι μέσω του συνδυασμού ασκήσεων αεροβικής και νευροβικής προσπάθησαν να βελτιώσουν τα αντανακλαστικά τους κατά την εκκίνηση στις κούρσες ταχύτητας. Τι ακριβώς είναι η νευροβική; Πρόκειται για μέθοδο ασκήσεων που χρησιμοποιούν ταυτόχρονα και τις πέντε αισθήσεις ώστε να ενεργοποιούνται όσο το δυνατόν περισσότερες περιοχές του εγκεφάλου. Η ενεργοποίησή τους αυξάνει την παραγωγή νευροτροφινών, φυσικές θρεπτικές ουσίες που προλαμβάνουν την καταστροφή των νευρώνων και βοηθούν στη δημιουργία περισσότερων συνδέσεων-συνάψεων. Οι επιστήμονες ισχυρίζονται ότι η πτώση των διανοητικών επιδόσεων και η εξασθένηση της μνήμης με την πάροδο των χρόνων οφείλεται στη μείωση των συνάψεων μεταξύ των νευρώνων. Η νωθρή χρήση του μυαλού και τα γηρατειά μειώνουν τις συνάψεις, οδούς επικοινωνίας ανάμεσα στα νεύρα. Εδώ ακριβώς επεμβαίνει η νευροβική και με μια σειρά απλών ασκήσεων επαναδραστηριοποιεί τις "κοιμισμένες" περιοχές του εγκεφάλου αυξάνοντας τις συνάψεις τους.

 

Οι νευρώνες του ιππόκαμπου περιοχή που σχετίζεται με τη μάθηση και τη μνήμη αναγεννώνται συνεχώς

 

Διαβάστε ακόμη: