Plasticita mozková
Dr. Petr Konečný
Neuro-Plasticita
• Schopnost mozku adaptovat se na úkol v prostředí, na změny…
• Krátkodobá změna (akvizice) – posílení synaptických spojení
• Dlouhodobá změna (motorické učení, restituce porušených funkcí)strukturální
změny v organizaci a počtu spojů mezi neurony
Základní mechanismy plastických změn
AKTIVITA
↓
Změna regionálního průtoku krve a okysličení krve (BOLD procesy)
↓
Dlohodobá potenciace (LTP) X Dlouhodobá deprese (LTD)
Změny:
• biochemické (proteiny, enzymy)
• intracelulární (mitochondrie, ribosomy)
• intercelulární (synapse, sprouting)
• neurální sítě (kortikální remaping)
• celého mozku (gliální a vaskulární podpora)
Long- term potentiation (LTP)
• Na úrovni synapse
• Zvýšení synaptické síly (spoje) a počtu (spouting)
• Glutamát…váže se na NMDA
receptory…depolarizace a otevření Ca++ kanálů
… více se vysunou AMPA receptory – (citlivější na
depolarizaci)…posílení synapse- POTENCIACE
(krátkodobě)….
• Častý a intenzivním stimulováním…tvorba
bílkovin v bb. Na tvrbu nových synapsí
(sporuting)- růst dendritických trnů (dlouhodobá
POTENCIACE
Long-term Depresion
• NMDA recetor se uzavírá při hyperpolarizaci (přesycení Ca++
intracelularně)…vliv na AMPA receptory…snížení citlivosti bb…snížení
synaptické síly.
• Vliv na učení…selekce a specifikace synapsí
Plasticita
• MOTORICKÉ UČENÍ
• RESTITUCE MOTORICKÝCH FUNKCÍ
MOTORICKÉ UČENÍ (MU)
• TVORBA PAMĚTI (ukládat, uchovávat a vybavovat informace)
• Pomocí treninku a zkušenosti…získávání a modifikace pohybu
(osvojení si dovednosti)
• Trvalá změny v síti neuronů (tvorba N gramů) pomocí změn
synaptické síly (LTP,LTD)
• Krátkodobá změna (AKVIZICE)
– bezprostřední efekt terapie (1 a 2st MU)
MU…ve vztahu k paměti
1. AKVIZICE (KODOVÁNÍ)
• získání a zpracování nové informace při prvním setkání
• NA KVALITĚ AKVIZICE ZÁVISÍ KVALITA VYBAVENÍ
• POZORNOST A MOTIVACE (INTENZIVNÍ ZÁŽITEK)
• SMYSLUPLNOST A SYSTEMATIČNOST INFORMACE (PRVNÍ DOJEM)
• SOUVISLOST S JIŽ ZNÁMÝM
2. KONSOLIDACE
• VÝBĚR SMYSLUPLNÝCH INFORMACÍ K ZAPAMATOVÁNÍ
• Probíhá ON-LINE(nyní) a OFF-LINE (po skončení, ve spánku)…vliv psychiky (deprese-špatný spánek)
3. UCHOVÁNÍ
• PODRŽENÍ INFORMACE/VZPOMÍNKY/ PO URČITOU DOBU (závislé na odměně a komplexitě-aby to
bylo zajímavé)
4. VYBAVOVÁNÍ
• Použití informace (aby to mělo význam)
• Aktivně probíhající proces…propojuje i zvlášt uložené informace
Lokalizace MU
1. Učení nových pohybových dovedností (kortiko-striatální)
Premotorická Area (PMA), SuplementálníMA (SMA),lobus parietalis
(LP), thalamus (Th)
2. Adaptace pohybu na faktory prostředí (kortiko-cerebelární)
BG a CRBL – výběr motor.programů a predikce/kontrola provádění
pohybu
Společné pro obě (1 a 2): dorsální PMA
MU…Pamět
• Exciplitní učení (aktivní, cílené, zaměřené na porozumění a
zapamatování) ..př. Jízda autem, hudební nástroj, jazyky v
dospělosti,… produktem je exciplitní (deklarativní) pamět –lze to
přesně verbálně popsat (klíčová je role hippocampu -motivátor) …
• Implicitní učení (pasivní, mimochodem, automatická akvizice bez
vědomé snahy) př.plavání, udržování stability,řeč od dětství,
operování,… implicitní paměť(abstraktní-neverbální)…difusní plastické
změny napříč různými systémy NS…je více odolné (robustní) ale málo
univerzální (př:když umím plavat..nemusím umět lyžovat).
IMPLICITNÍ UČENÍ
• HABITUACE
• Snížení odpovědi při opakovaném nízkoprahovém stimulu (léčba bolesti- hlazení,
TENS, …vertigo- opakovaně vychylování)
• SENZITIVIZACE
• Zvýšení odpovědi při opakovaném vysokoprahovém až bolestivém stimulu (ostrá
tyčka – zvýšení bolesti a obranného reflexu)
• PROCEDURÁLNÍ UČENÍ
• Opakování s variabilitou…automatické schopnosti (trenink stoje v různých
podmínkách)
• ASOCIATIVNÍ UČENÍ
• Podmiňování (stimul –stimul jako Pavlov, výchova- potrestání X pochvala)
• PRIMING
• Podvědomé zpracování (reklama na KFC), trenink taxe u mozečkových lézí, škola zad.
Proces naučení-automatizace
• Vědomá úloha řízena –KORTIKÁLNĚ
• Automatizovaná uloha- CRBL, Th, BG (putamen)
• K automatizaci je potřeba LTP a LTD,
• Automatizovat se dá i exciplitní učení (automatizuje se i naučený jazyk)
• Při učení je nutno dávat POZOR (pozornost) a musí být MOTIVACE
• Je nutné dostatečné OPAKOVÁNÍ A INTENZITA
• Je nutná AKTIVNÍ POHYB (VLASTNÍ AKTIVITA)…pasivní vyvolává závislost (zlepšuje
akvizici, ale zhoršuje retenci a transfer)
• Než pasivní pohyb je lepší cv. v představě (MENTÁLNÍ TRENINK, VIRTUÁLNÍ REALITA)
nebo pozorování (ZRCADLOVÉ NEURONY)- např.sportovci-představa aktivity (lyžování,
bobaři, …)
• Analytické učení pohybu musí být ve funkčním kontextu (smysluplné)
• Variabilita prodlouží akvizici ale zlepší retenci a transfer
• IMPLICITNÍ UČENÍ potřebuje velkou variabilitu
Restituce motorický funkcí
Obdobné jako MU- SPONTÁNNÍ A INDUKOVANÉ RESTITUCE
• Lokálně
• SPROUTING A SYNAPTOGENEZE
• Intrahemisferické
• AKTIVACE SEK.OBLASTÍ, PŘESUN NA EXPY DRÁHY, KORTIKÁLNÍ REMAPING, AKTIVACE
INTAKTNÍ KORTIKÁLNÍ TKÁNĚ KOLEM LÉZE
• Interhemisferické
• AKTIVITA KONTRALATERÁLNÍ HEMISFÉRY
• NEURONÁLNÍ NEUOGENEZE (Rúst nových spojú do denervovaných oblastí)
• Ostatní
• Obnova funkce v penubře, ústup otoku