Neuroplasticity

Le Neuroplasticity (différemment désigné sous le nom de plasticité de cerveau de ou de plasticité corticale ou de re-mapping cortical) se rapporte aux changements qui se produisent dans l'organisation du cerveau en raison de l'expérience. Une conséquence étonnante de neuroplasticity est que l'activité de cerveau liée à une fonction donnée peut se déplacer à un endroit différent par suite des dommages normaux d'expérience ou de cerveau/de rétablissement.

Le concept du neuroplasticity pousse les frontières des secteurs de cerveau qui refont l'installation électrique toujours en réponse aux changements de l'environnement. Il y a plusieurs décennies, le consensus était que le cerveau inférieur et les secteurs neocortical étaient immuables après développement, tandis que les secteurs se sont rapportés à la formation de mémoire, telle que le hippocampe et le le gyrus que dentelé , où de nouveaux neurones continuent à être produits dans l'âge adulte, étaient fortement en plastique. Le Hubel et le Wiesel avaient démontré que les colonnes oculaires de dominance dans le plus bas secteur visuel neocortical, V1, étaient en grande partie immuables après la période critique à l'étude. Des périodes critiques également ont été étudiées pour la langue et suggéré lui était probable que les voies sensorielles aient été fixes après leurs périodes critiques respectives. Les changements environnementaux ont pu causer des changements du comportement et de la connaissance en modifiant les raccordements des nouveaux neurones dans le hippocampe.

Les décennies de la recherche ont maintenant prouvé que les changements substantiels se produisent dans les plus bas secteurs de traitement neocortical, et que ces changements peuvent profondément changer le modèle de l'activation neuronale en réponse à l'expérience. Selon la théorie de neuroplasticity, pensant, apprenant, et agissant réellement changement anatomie fonctionnelle du du cerveau de haut en bas, sinon également son anatomie physique . Une réconciliation appropriée des études de période critique, qui démontrent un certain fonctionnel et les aspects anatomiques du neocortex sont en grande partie immuables après le développement, avec les nouveaux résultats sur le neuroplasticity, qui démontrent quelques aspects fonctionnels sont fortement mutable, sont un domaine actif de recherche courante.

Le canadien Doidge normand de psychiatre a appelé le " de neuroplasticity ; une des découvertes les plus extraordinaires du " de 20ème siècle. ;

Plasticité de cerveau et cartes corticales

L'organisation corticale, particulièrement pour les systèmes sensoriels est souvent décrite en termes de cartes par exemple, information sensorielle des projets de pied à un emplacement cortical et projections de la cible de main dans un autre emplacement. Comme résultat de cette organisation somatotopic des entrées sensorielles au cortex, la représentation corticale du corps ressemble à une carte (ou à homoncule ).

Vers la fin des années 70 et du début des années 80, plusieurs groupes ont commencé à explorer les impacts d'enlever des parties du sensoriel Michael Merzenich des entrées et Jon Kaas a employé la carte corticale en tant que leur variable dépendente. Elles found&mdash ; et c'a été depuis corroboré par un éventail de labs&mdash ; que si la carte corticale est privée de son entrée qu'elle deviendra activée à un temps postérieur en réponse à autre, entrées habituellement adjacentes. Au moins dans le système sensoriel somatique, dans lequel ce phénomène le plus à fond a été étudié, le mur et le J Xu de JT ont tracé les mécanismes étant à la base de cette plasticité. La réorganisation se produit à chaque niveau dans la hiérarchie de traitement pour avoir comme conséquence les changements de carte observés du cortex cérébral. Ce n'est pas cortical le émergent.

Merzenich et William Jenkins (1990) ont lancé des études rapportant une expérience sensorielle , sans perturbation pathologique, à la plasticité cortical observée dans le système Somatosensory du primat , avec la constatation que les emplacements sensoriels activés dans une augmentation occupée du comportement d'opérateur de de leur représentation corticale . Sous peu ensuite, Ford Ebner et les collègues (1994) ont fait les efforts semblables dans le baril du favori du rongeur (aussi système sensoriel somatique). Ces deux groupes ont en grande partie divergé au cours des années. Les efforts de baril de favori de rongeur sont devenus un foyer pour Ebner, diamant de Matthew, Michael Armstrong-James, Robert Sachdev, Fox de Kevin, et Dan Feldman, et de grandes incursions ont été faites en identifiant le lieu du changement en tant qu'étant au cortical des synapses exprimant les récepteurs du NMDA de et en impliquant les entrées cholinergiques du selon les besoins pour l'expression normale. Cependant, les études de rongeur ont été mal concentrées sur l'extrémité comportementale du , et Ron Frostig et Daniel Polley (1999, 2004) ont identifié des manipulations comportementales en tant que causer un impact substantiel sur la plasticité corticale dans ce système.

Le Merzenich et décollement Blake (2002, 2005, 2006) a continué pour utiliser les implants corticaux pour étudier l'évolution de la plasticité dans le les systèmes auditifs Somatosensory de et . Les deux systèmes montrent les changements semblables en ce qui concerne le comportement . Quand un stimulus est cognitif associé au renfort , sa représentation corticale est renforcée et agrandie. Dans certains cas, les représentations corticales peuvent augmenter le fois deux à trois en 1-2 jours alors à ce qu'un nouveau comportement sensoriel de moteur est d'abord acquis, et des changements sont en grande partie finis avec tout au plus quelques semaines. Les études de commande prouvent que ces changements ne sont pas provoqués par seule une expérience sensorielle : elles exigent se renseigner sur l'expérience sensorielle, et sont les plus fortes pour les stimulus qui sont associés à la récompense, et se produisent avec la même facilité dans l'opérateur et les comportements de traitement classique.

Un phénomène intéressant impliquant les cartes corticales est l'incidence des membres fantômes que ceci le plus généralement est décrit dans les personnes qui ont subi les amputations dans les mains, les bras, et des jambes, mais il n'est pas limité aux extrémités. Le sentiment de membre fantôme, qui est pensé pour résulter de la désorganisation dans l'homoncule et l'incapacité de recevoir l'entrée de la zone cible, peut être ennuyant ou le douloureux. Par ailleurs, il est plus commun après des pertes inattendues que les amputations prévues. Il y a une corrélation élevée avec l'ampleur de l'examen médical remapping et l'ampleur de la douleur fantôme. Car il se fane, c'est un exemple fonctionnel fascinant de nouveaux raccordements neuraux dans le cerveau adulte humain.

Le concept de la plasticité peut être appliqué à moléculaire aussi bien qu'à des événements environnementaux. Le phénomène lui-même est complexe et peut impliquer beaucoup de niveaux d'organisation. Dans une certaine mesure la limite elle-même a perdu sa valeur explicative parce que presque tous les changements d'activité de cerveau peuvent être attribués à une certaine sorte de " ; plasticity" ;.

Par exemple, le terme est employé répandu dans les études des conseils d'axone pendant le développement, l'adaptation visuelle à court terme pour faire signe ou les découpes, la maturation des cartes corticales, le rétablissement après amputation ou course, et les changements qui se produisent dans l'étude normale dans l'adulte. Quelques auteurs séparent des formes dans les adaptations qui ont des conséquences positives ou négatives pour l'animal. Par exemple, si une organization, après une course, peut récupérer aux niveaux normaux de l'exécution, que l'adaptation pourrait être considérée un exemple de " ; plasticity" positif ;. Un niveau excessif de la croissance neuronale menant à la spasticité ou à la paralysie tonique , ou un dégagement excessif des neurotransmetteurs en réponse aux dommages qui pourraient tuer des cellules nerveuses, devrait être considéré peut-être comme " ; négatif ou maladaptive" ; plasticité.

Traitement des dommages de cerveau

Neuroplasticity est une issue fondamentale qui soutient la base scientifique pour le traitement des dommages de cerveau acquis par avec des programmes thérapeutiques empiriques goal-directed dans le cadre des approches de la réadaptation aux conséquences fonctionnelles des dommages.

Le cerveau adulte n'est pas " ; " câblé du ; avec les circuits neuronaux fixe et immuable il y a beaucoup d'exemples de refaire l'installation électrique cortical et subcortical des circuits neuronaux en réponse à la formation aussi bien qu'en réponse à des dommages. Il y a d'évidence pleine que le Neurogenesis , la formation de nouvelles cellules nerveuses, se produit dans le cerveau adulte et mammifère--et de tels changements peuvent persister bien dans la vieillesse. L'évidence pour le neurogenesis est limitée au hippocampe et à l'ampoule olfactive . Dans le reste du cerveau, les neurones peuvent mourir, mais ils ne peuvent pas être créés. Cependant, il y a maintenant de preuve importante pour la réorganisation active et expérience-dépendante des réseaux synaptiques du cerveau impliquant les structures en corrélation multiples comprenant le cortex cérébral. Les détails spécifiques de la façon dont ce processus se produit aux niveaux moléculaires et d'ultrastructure sont des matières de la recherche en matière active de neurologie. La façon dont l'expérience peut influencer l'organisation synaptique du cerveau sert également de base à un certain nombre de théories de fonction de cerveau comprenant la théorie générale d'esprit et d'épistémologie désignés sous le nom du darwinisme neural et développés par le Gerald Edelman de Prix Nobel d'immunologiste. Le concept du neuroplasticity est également central aux théories de mémoire et apprenant cela sont associés au changement expérience-conduit de structure et de fonction synaptiques dans les études du traitement classique dans les modèles animaux invertébrés tels que l'aplysie . Ce dernier programme de la recherche en matière de neurologie a émané du travail d'inauguration d'un autre Prix Nobel, d'un Eric Kandel , et de ses collègues à l'université d'Université de Columbia de des médecins et des chirurgiens .

La plasticité de cerveau lors du fonctionnement de la Cerveau-machine de connecte

l'interface (BMI) de Cerveau-machine de est un champ se développant rapidement de la neurologie . Selon les résultats obtenus par Mikhail Lebedev, le Miguel Nicolelis et leurs collègues, opération des BMI a comme conséquence l'incorporation des déclencheurs artificiels dans des représentations de cerveau. Les scientifiques ont prouvé que les modifications dans la représentation neuronale de la main et du déclencheur du singe qui a été commandé par le cerveau de singe se sont produites dans des secteurs corticaux multiples tandis que le singe actionnait un BMI. Ces expériences de seul jour, les singes ont au commencement déplacé le déclencheur en poussant un manche. Après avoir tracé dehors les ensembles de neurone moteur, la commande du déclencheur n'a été commutée au modèle des ensembles de sorte que l'activité de cerveau, et pas à la main, directement commandée le déclencheur. L'activité de différents neurones et de populations neuronales est devenue moins de représentant des mouvements de la main de l'animal tout en représentant les mouvements du déclencheur. Vraisemblablement en raison de cette adaptation, les animaux ont pu par la suite cesser de déplacer leurs mains pourtant continuer à actionner le déclencheur. Ainsi, pendant la commande de BMI, les ensembles corticaux s'adaptent en plastique, dans des dizaines de minutes, pour représenter des paramètres comportemental significatifs de moteur, même si ceux-ci ne sont pas associés aux mouvements du propre membre de l'animal. Les groupes actifs de laboratoire incluent ceux du John Donoghue chez Brown, du Richard Andersen chez Caltech, du Krishna Shenoy chez Stanford, du Nicholas Hatsopoulos de l'Université de Chicago, du Andy Schwartz chez Pitt, du Sandro Mussa-Ivaldi à du nord-ouest et du Miguel Nicolelis au duc. Les groupes de Donoghue et de Nicolelis ont indépendamment prouvé que les animaux peuvent commander les interfaces externes dans les tâches exigeant la rétroaction, avec des modèles basés sur l'activité des neurones corticaux, et que les animaux peuvent de manière adaptative changer d'avis pour rendre le travail de modèles meilleur. Le groupe de Donoghue a pris les implants du laboratoire de Richard Normann chez l'Utah (le " ; Utah" ; rangée), et amélioré lui en changeant l'isolation du polyimide en parylénique-c, et commercialisé lui par le Cyberkinetics de compagnie. Ces efforts sont le principal candidat pour les premières épreuves humaines sur une large échelle pour que les implants corticaux de moteur aident le quadriplegic ou les patients emprisonnés à communiquer avec le monde extérieur.

Pensée et neuroplasticity

Le invité par Richard Davidson , un neurologiste Harvard-qualifié à l'université du laboratoire du W. Keck de Wisconsin-Madison pour la formation image de cerveau fonctionnelle et comportement de Dalai Lama de à sa maison dans le Dharamsala , Inde, en 1992 après s'être renseigné sur la recherche innovatrice de Davidson sur la neurologie des émotions. Le pourrait l'acte simple du changement de pensée l'esprit ? La plupart des scientifiques de ont cru cette idée d'être faux, mais ils ont accepté d'examiner la théorie. On tels expérience a fait participer les adeptes bouddhistes d'un moine du de Groupe des Huit et dix volontaires qui avaient été formés dans la méditation pour une semaine dans le laboratoire de Davidson. Toutes les personnes examinées ont été dites pour méditer sur la compassion et l'amour. Deux des commandes, et tous les moines, ont connu une augmentation du nombre de vagues gamma dans leur cerveau pendant la méditation. Dès qu'ils ont cessé de méditer, la production gamma de la vague des volontaires est revenue à la normale, alors que les moines, qui avaient médité sur la compassion pendant plus de 10.000 heures afin d'atteindre le rang de l'adepte, n'éprouvaient pas une diminution à la normale de la production gamma de vague après qu'ils aient cessé de méditer. Le secteur gamma synchronisé de vague des cerveaux des moines pendant la méditation sur l'amour et la compassion s'est avéré plus grand que cette activation correspondante des cerveaux des volontaires. Les résultats de Davidson ont été édités dans les démarches de l'Académie des Sciences nationale en novembre 2004 et le TEMPS a identifié Davidson en tant qu'une des dix personnes les plus influentes en 2006 sur la base de sa recherche.

Voir également

Effet de Tetris de

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