神经可塑性是神经心理学中的一个迷人主题,有许多角度可以研究,从认知过程到生物过程,比如突触发生和神经发生,以及大脑的不同部分,如小脑和海马。
什么是神经可塑性?
神经可塑性是一个现象,指的是大脑不仅在儿童时期发生变化,在成年后也会发生变化。这些变化包括解剖结构上的变化,如新神经元的生长,也包括通过神经网络和活动的功能性变化(可以想象一下著名的短语“一起发火的神经元会互联”)。
多年来,心理学家认为大脑是固定的,新的神经元不会生长,成年人的大脑不会变化。直到1960年代,经过一项利用电子显微镜的实验发现了大脑结构的解剖变化后,“神经可塑性”这个术语才被创造出来(Fuchs & Flugge, 2014)。
在当今,神经可塑性被广泛接受为一种大脑过程,并被研究人员和治疗师利用,以促进健康发展和大脑功能。
神经可塑性与认知和神经心理学领域密切相关。一些令人着迷的神经可塑性实例包括:语言学习、获取新技能和经验、认知康复、音乐、运动等!
关于神经可塑性的一般研究发现
在这一部分,我们将更仔细地看看运动如何刺激神经可塑性过程,以及新经验如何塑造大脑。
运动与神经可塑性
运动是神经可塑性最强有力的例证之一。事实上,它在社区中受到更多关注,不仅因为其对健康人群认知的积极影响,还因为它改善严重问题的能力,如精神病或神经退行性疾病。
研究表明,进行锻炼的年轻人在许多认知方面有显著进展,如在视觉模式分离任务中的表现改善(Dery et al., 2013).。而且,在进行锻炼的老年人群中,短期和长期记忆都更强(Cassilhas et al., 2007)。这些研究,以及无数其他研究,展示了运动对海马体的积极影响,而海马体对记忆处理至关重要。 运动改变了神经可塑性所需的分子,比如脑源性神经营养因子(BDNF),这是一种刺激细胞生长的生长因子(Cassilhas, Tufik, & de Mello, 2016).
新经验推动神经可塑性
新经验被认为推动神经可塑性。事实上,丰富的环境和经历许多不同的事物已被证明导致许多不同的大脑区域发生变化,这些区域响应和处理环境刺激,包括:杏仁核、听觉皮层、海马、基底神经节和初级躯体感觉皮层。此外,研究表明,作为经验的结果,不仅仅是神经元会发生变化,其他大脑部位也会变化,包括脑血管和大胶质细胞(Markham & Greenough, 2004).
在线实验如何捕捉神经可塑性?
神经可塑性是一个广泛关注的话题,其中结合了许多方法和途径,以更好地理解这种现象。因为神经可塑性是发生在解剖水平上的事情,因此使用动物模型和组织学分析的研究对于展示像神经发生这样的神经可塑性过程至关重要。
然而,在人类中,采用非侵入性方法研究神经可塑性,包括:脑电图(EEGs)和经颅磁刺激(TMS)。
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参考文献
Cassilhas, R. C., Tufik, S., & de Mello, M. T. (2016). 体能锻炼、神经可塑性、空间学习和记忆。细胞与分子生命科学,73(5), 975-983。
Cassilhas, R. C., Viana, V. A., Grassmann, V., Santos, R. T., Santos, R. F., Tufik, S. E. R. G. I. O., & Mello, M. T. (2007). 抵抗性锻炼对老年人认知功能的影响。《医学与运动科学期刊》,39(8), 1401。
Déry, N., Pilgrim, M., Gibala, M., Gillen, J., Wojtowicz, J. M., MacQueen, G., & Becker, S. (2013). 成年海马神经发生减少人类记忆干扰:有氧运动和抑郁的对立效应。《神经科学前沿》,7, 66。
Fuchs, E., & Flügge, G. (2014). 成年神经可塑性:40多年的研究。《神经可塑性》,2014。
Markham, J. A., & Greenough, W. T. (2004). 经验驱动的大脑可塑性:超越突触。《神经元胶质生物学》,1(4), 351-363。