Khoa học thần kinh phát triển và tính dẻo
Khoa học thần kinh phát triển và tính dẻo nghiên cứu cách hệ thần kinh được hình thành trong quá trình phát triển và cách nó tiếp tục thay đổi trong suốt cuộc đời để đáp ứng với kinh nghiệm, chấn thương và lão hóa. Nó liên kết sự phát sinh và biệt hóa của tế bào thần kinh, sự kết nối của các mạch, và khả năng của các mạch đó được định hình lại bởi hoạt động, coi não là một cấu trúc được lắp ráp và sau đó liên tục được tái tạo hơn là cố định.
Definition
Khoa học thần kinh phát triển và tính dẻo là nghiên cứu về các quá trình xây dựng hệ thần kinh và cho phép các mạch của nó được điều chỉnh bởi hoạt động và kinh nghiệm trong suốt quá trình phát triển, trưởng thành, lão hóa và phục hồi sau chấn thương.
Scope
Lĩnh vực này định hướng người đọc về vòng đời của mô thần kinh: cách các tế bào thần kinh được tạo ra và xác định, cách các giai đoạn quan trọng có giới hạn thời gian mở ra và đóng lại, cách kinh nghiệm thúc đẩy sự thay đổi mạch lâu dài, cách não lão hóa suy giảm và được bảo vệ, và cách chức năng có thể được phục hồi sau tổn thương. Đây là một tổng quan tham khảo về một lĩnh vực khoa học cơ bản trong khoa học thần kinh và không cung cấp hướng dẫn lâm sàng.
Sub-topics
Core questions
- Các tế bào thần kinh được tạo ra, xác định và lắp ráp thành các mạch chức năng như thế nào?
- Tại sao một số hình thức học tập và tinh chỉnh mạch bị giới hạn trong các giai đoạn quan trọng có giới hạn thời gian?
- Kinh nghiệm để lại những thay đổi cấu trúc và chức năng lâu dài trong các mạch thần kinh như thế nào?
- Điều gì thúc đẩy sự suy giảm của não lão hóa, và những quá trình nào bảo vệ nó?
- Hệ thần kinh phục hồi chức năng sau chấn thương bằng cơ chế nào?
Key concepts
- Phát sinh thần kinh và biệt hóa tế bào thần kinh
- Tinh chỉnh mạch phụ thuộc hoạt động
- Các giai đoạn quan trọng và nhạy cảm
- Tính dẻo phụ thuộc kinh nghiệm
- Tính dẻo khớp thần kinh
- Lão hóa não và các dấu hiệu của lão hóa
- Phục hồi chức năng và phục hồi chức năng thần kinh
Mechanisms
Trong suốt vòng đời, cùng một logic lặp lại: các mạch thần kinh được định hình bởi hoạt động có mẫu. Trong quá trình phát triển, các tế bào thần kinh được tạo ra và biệt hóa, sau đó kéo dài sợi trục và hình thành các khớp thần kinh được cắt tỉa và tinh chỉnh theo hoạt động điện, để cấu trúc ban đầu được định hình bởi việc sử dụng (Katz & Shatz, 1996). Trong các cửa sổ xác định, tính dẻo được tăng cường và sau đó bị hạn chế khi các mạch ức chế trưởng thành và các phanh phân tử tích lũy, tạo ra các giai đoạn quan trọng (Hensch, 2005). Trong não trưởng thành, kinh nghiệm tiếp tục điều chỉnh sức mạnh khớp thần kinh và khả năng kết nối, trong khi lão hóa mang lại một loạt các thay đổi tế bào và phân tử tiến triển làm suy giảm khả năng này (Lopez-Otin et al., 2013). Sau chấn thương, tính dẻo còn lại hỗ trợ phục hồi chức năng một phần, là cơ sở để phục hồi chức năng thần kinh hoạt động (Langhorne et al., 2009).
Clinical relevance
Các nguyên tắc trong lĩnh vực này làm nền tảng cho cách các nhà lâm sàng và nhà khoa học hiểu các tình trạng phát triển thần kinh, suy giảm nhận thức liên quan đến tuổi tác và phục hồi sau đột quỵ hoặc chấn thương não. Mục này mô tả sinh học cung cấp thông tin cho các lĩnh vực này và cách phục hồi chức năng khai thác tính dẻo; đây là tài liệu tham khảo về các cơ chế và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc quyết định điều trị cá nhân.
Evidence & guidelines
Bằng chứng trong lĩnh vực này bao gồm các nghiên cứu cơ bản trên động vật và tế bào về sự phát triển và tính dẻo, các nghiên cứu hình ảnh và tổn thương ở người, và các thử nghiệm lâm sàng về phục hồi chức năng. Các đánh giá hệ thống tóm tắt những gì đã biết về phục hồi vận động sau đột quỵ và các can thiệp hỗ trợ nó (Langhorne et al., 2009).
History
Lĩnh vực này phát triển từ công trình thế kỷ XX cho thấy kinh nghiệm cảm giác định hình vỏ não đang phát triển, nổi tiếng nhất là các nghiên cứu của Hubel và Wiesel về sự thiếu hụt thị giác ở mèo con, đã chứng minh các cửa sổ tính dẻo của vỏ não có giới hạn thời gian. Việc phát hiện ra sự phát sinh thần kinh ở người trưởng thành, sự phân tích phân tử của các giai đoạn quan trọng, và việc định khung lão hóa như một tập hợp các dấu hiệu có thể xác định sau đó đã mở rộng lĩnh vực này thành một tài khoản về vòng đời của cách hệ thần kinh được xây dựng, duy trì và tái tạo.
Key figures
- Carla Shatz
- Takao Hensch
- David Hubel
- Torsten Wiesel
Related topics
Seminal works
- katz-shatz-1996
- hensch-2005
- lopez-otin-2013
Frequently asked questions
- Não có cố định sau khi phát triển, hay nó tiếp tục thay đổi?
- Nó tiếp tục thay đổi. Mặc dù kiến trúc rộng lớn được thiết lập trong quá trình phát triển, các mạch vẫn có thể điều chỉnh được bởi kinh nghiệm trong suốt cuộc đời, và tính dẻo còn lại hỗ trợ học tập và phục hồi một phần sau chấn thương, mặc dù khả năng thay đổi thường giảm theo tuổi tác.
- Lĩnh vực này liên quan đến bệnh phát triển thần kinh và thoái hóa thần kinh như thế nào?
- Nó cung cấp sinh học cơ bản về cách các mạch hình thành, thích nghi và suy giảm, điều này làm nền tảng cho cách hiểu về sự phát triển rối loạn và thoái hóa liên quan đến tuổi tác; bản thân lĩnh vực này là tài liệu tham khảo cơ chế chứ không phải hướng dẫn lâm sàng.