Tính dẻo phụ thuộc kinh nghiệm

Tính dẻo phụ thuộc kinh nghiệm là khả năng của các mạch thần kinh thay đổi cấu trúc và chức năng của chúng để đáp ứng với kinh nghiệm, học tập và sử dụng. Các kiểu hoạt động điều chỉnh sức mạnh của khớp thần kinh và định hình lại kết nối, cho phép não bộ lưu trữ thông tin, thích nghi với môi trường thay đổi và tái tổ chức sau khi đầu vào bị thay đổi. Nó hoạt động trong suốt cuộc đời, mặc dù phạm vi của nó lớn nhất vào giai đoạn đầu phát triển.

Definition

Tính dẻo phụ thuộc kinh nghiệm là sự điều chỉnh theo hoạt động của sức mạnh khớp thần kinh, kết nối và cấu trúc mạch để đáp ứng với kinh nghiệm của một sinh vật, làm nền tảng cho học tập, trí nhớ và tái tổ chức thích nghi của hệ thần kinh.

Scope

Chủ đề này bao gồm cách hoạt động và kinh nghiệm điều chỉnh khớp thần kinh và mạch: sự tăng cường và suy yếu của các kết nối, tái cấu trúc hình thái của khớp thần kinh và sợi nhánh, và cách kinh nghiệm cảm giác định hình bản đồ vỏ não. Đây là một mục tham khảo khoa học cơ bản và khác biệt, mặc dù có liên quan, với tính dẻo trong giai đoạn nhạy cảm và phục hồi chức năng, những chủ đề này có các mục riêng.

Core questions

• Hoạt động thần kinh theo kiểu mẫu thay đổi sức mạnh của các kết nối khớp thần kinh như thế nào?
• Kinh nghiệm định hình lại bản đồ vỏ não và cấu trúc mạch như thế nào?
• Điều gì phân biệt tính dẻo phụ thuộc kinh nghiệm suốt đời với tính dẻo trong giai đoạn nhạy cảm có giới hạn thời gian?
• Những thay đổi dẻo được ổn định như thế nào để việc học tập được duy trì?

Key concepts

• Tính dẻo khớp thần kinh
• Tăng cường và suy yếu dài hạn
• Tính dẻo Hebbian
• Tái tổ chức bản đồ vỏ não
• Tính dẻo cấu trúc của sợi nhánh và khớp thần kinh
• Tinh chỉnh phụ thuộc hoạt động

Mechanisms

Kinh nghiệm thay đổi các mạch chủ yếu bằng cách điều chỉnh sức mạnh khớp thần kinh: hoạt động tiền và hậu khớp thần kinh phối hợp có thể tạo ra sự tăng cường (tăng cường dài hạn) hoặc suy yếu (suy yếu dài hạn) kéo dài của các kết nối, cung cấp cơ sở tế bào cho việc học. Những thay đổi này đi kèm với tái cấu trúc hình thái, bao gồm sự phát triển, rút lại và ổn định của gai sợi nhánh và mạng lưới sợi trục. Trong quá trình phát triển, các quá trình phụ thuộc hoạt động như vậy tinh chỉnh hệ thống dây thần kinh ban đầu không chính xác, do đó các cơ chế tương tự lưu trữ kinh nghiệm cũng giúp xây dựng các mạch ngay từ đầu (Katz & Shatz, 1996). Khi hoạt động theo kiểu mẫu bị thay đổi, như trong trường hợp thiếu hụt cảm giác, các biểu diễn vỏ não được tái tổ chức, cho thấy rằng các bản đồ liên tục được định hình bởi đầu vào (Wiesel & Hubel, 1963).

Clinical relevance

Tính dẻo phụ thuộc kinh nghiệm là nền tảng sinh học của học tập và các liệu pháp định hướng phục hồi, và sự rối loạn điều hòa của nó có liên quan đến một số tình trạng thần kinh và tâm thần. Mục này mô tả cơ chế như tài liệu tham khảo và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Chủ đề này dựa trên điện sinh lý tế bào, hình ảnh in vivo và các nghiên cứu cấp hệ thống về vỏ não cảm giác. Bằng chứng nền tảng bao gồm việc phát hiện ra sự tăng cường dài hạn như một sự gia tăng bền vững, do hoạt động gây ra trong sức mạnh khớp thần kinh (Bliss & Lomo, 1973) và các minh chứng cho thấy kinh nghiệm cảm giác định hình lại các phản ứng vỏ não (Wiesel & Hubel, 1963).

History

Ý tưởng rằng hoạt động trùng hợp tăng cường các kết nối đã được trình bày như một quy tắc học tập vào giữa thế kỷ XX và có được cơ sở sinh lý học với việc phát hiện ra sự tăng cường dài hạn ở hồi hải mã (Bliss & Lomo, 1973). Song song đó, các nghiên cứu về hệ thống thị giác cho thấy kinh nghiệm định hình lại bản đồ vỏ não, thiết lập tính dẻo phụ thuộc kinh nghiệm như một đặc tính chung của não chứ không phải là một đặc điểm của bất kỳ hệ thống đơn lẻ nào.

Debates

Tính dẻo vỏ não ở người trưởng thành phản ánh bao nhiêu phần trăm các kết nối mới so với việc bộc lộ các kết nối hiện có?

Sự tái tổ chức bản đồ vỏ não ở người trưởng thành có thể phát sinh từ các kết nối khớp thần kinh thực sự mới hoặc từ những thay đổi trong sự cân bằng của các đầu vào hiện có; sự đóng góp tương đối của thay đổi cấu trúc so với thay đổi chức năng vẫn còn đang được tranh luận.

Key figures

• Carla Shatz
• Torsten Wiesel
• David Hubel
• Timothy Bliss

Seminal works

• wiesel-hubel-1963
• katz-shatz-1996
• bliss-lomo-1973

Frequently asked questions

Tính dẻo phụ thuộc kinh nghiệm có giống với giai đoạn nhạy cảm không?

Không. Giai đoạn nhạy cảm là những khoảng thời gian giới hạn của tính dẻo tăng cường, trong khi tính dẻo phụ thuộc kinh nghiệm tiếp tục trong suốt cuộc đời; tính dẻo trong giai đoạn nhạy cảm là một dạng đặc biệt mạnh mẽ, có giới hạn thời gian của nó.

Cơ sở tế bào của việc học trong khuôn khổ này là gì?

Những thay đổi lâu dài về sức mạnh khớp thần kinh, chẳng hạn như tăng cường và suy yếu dài hạn, cùng với tái cấu trúc hình thái của khớp thần kinh, được cho là lưu trữ các tác động của kinh nghiệm và làm nền tảng cho việc học và trí nhớ.