什么是神经可塑性?

我们都听过这样的句子，比如“大脑是一个复杂的结构!或“大脑控制着身体的所有功能!”“但我们很少有人知道，大脑并不是一成不变地坐在我们的头骨里。它总是在适应各种不同的事物和情况。在你读完这篇文章后，我们保证你的大脑会有所不同!

大脑通过一个叫做神经可塑性．让我们来解读一下这个词。神经可塑性是两个术语的组合:神经而且可塑性．当我们谈论与大脑有关的事物时，我们使用前缀神经．第二项，可塑性，指的是大脑总是在自我转化。当你遇到某人或了解一件新事情时，你的大脑会改变它的结构和功能。环境可以改变我们的大脑，即使我们没有意识到这一点。有些事件通过加强或削弱这种交流来改变脑细胞之间的交流方式。其他事件会影响大脑对事物的理解。所有这些改变最终都会改变我们的行为!

在继续示例之前，我们必须考虑两个问题。首先，神经可塑性随着年龄的增长而变化。随着年龄的增长，大脑会继续寻找不同的方法来处理新事物和新情况。1，2］．这样做的能力与大脑的健康有关。为什么那些经常锻炼身体、阅读大量书籍的老年人不那么健忘呢?因为一个活跃、健康的大脑可以储存精神资源，当它变老时，这些资源可以用来调整自己。我们必须考虑的第二个问题是，一些神经可塑性事件可能对我们没有帮助，甚至可能是极其有害的!这就是我们所说的不适应的可塑性［3.］．

社会经验与神经可塑性

所以，我们知道我们必须经常尝试参与活动来增强大脑的能力，如果我们想在变老时保持大脑健康，这将是非常重要的。但是神经可塑性对年轻的大脑有什么好处吗?答案是肯定的!科学家们发现，在我们的一生中，学习和大脑发育在特定的时间段内得到加强。这适用于各种系统，如视觉系统，甚至更复杂的系统，如社会认知系统这是一组帮助我们理解社会信息的大脑区域。我们称之为高度可塑性时刻关键的时期．

神经可塑性也有关键时期。作为我们的第一个例子，我们将看到环境如何影响青春期关键时期的社会学习。首先，让我们深入研究一下大脑的微观结构。

大脑是由许多神经细胞组成的神经元．几乎在大脑的每个区域，神经元都在经历髓鞘形成它涉及一种称为髓磷脂的脂肪膜(富含脂质)包裹神经元。髓鞘形成极大地提高了大脑工作的效率。然而，不同脑区神经元髓鞘形成的关键时期是不同的。大脑中帮助我们理解情绪、记忆和社会信息的部分被称为内侧前额叶皮层(mPFC)，是最后一个有髓鞘的区域之一。mPFC的髓鞘化发生在青春期。

青春期是我们社交能力发展的一个困难时期，因为这是我们开始与朋友和成年人更密切互动的时期。在这段时间里，我们的大脑必须处理大量的社会信息，我们会问这样的问题:“我喜欢的人是谁?”或“我该如何与他/她交谈并约他/她出去?”为了应对这些情况，大脑中的神经元必须在复杂的神经回路中相互交谈，以帮助一个人在社交世界中导航。如果我们期望适当地管理这些情况，一切都需要正常运作。

问题是，我们生来就没有为这种互动做好准备。虽然脑细胞和大脑回路都在那里，但我们首先需要改善这些回路并优化它们的功能。

不久之前，科学家们发现，在青春期，有什么东西触发了mPFC神经元的髓鞘化，这有助于我们更好地应对社会环境。有趣的事实:触发髓鞘形成过程的事件是社会互动!要明确一点:如果你想善于社交，你必须首先与人互动!这就是“熟能生巧”的例子之一。最近的证据表明，在15-20岁之间，大脑的自我转化潜力达到顶峰。4］．还记得关键时期吗?我们知道，如果我们在青春期不参与社会经验，中前额叶皮层的回路就不会有髓鞘化，这将影响我们的整个生活，青春期后的生活。

研究人员已经证明，如果一只幼鼠被剥夺了社会接触，它就会避免与其他老鼠互动。5］．在这个关键时期的社会经验是如此重要，以至于即使被隔离的动物后来与其他老鼠关在一起，它也不会恢复正常的行为。所以，一旦窗口关闭，如果缺乏适当的社会经验，社会行为就会永远改变。

幽灵的故事和不适应的可塑性

战争和疾病会造成许多可怕的后果，包括截肢。截肢是一种悲伤的情况，但也可能令人毛骨悚然。一些被截肢的人有一种身体上的感觉，那被截肢的部分仍然存在。这种幽灵般的体验是一种叫做幻肢综合征，包括感觉疼痛、运动和其他来自截肢肢体的感觉[6］．想象一下这有多可怕!

尽管幻肢综合征自16世纪以来就为人所知，但直到20世纪90年代，人们才将其症状归因于神经可塑性——一种适应不良(一种有害的)形式。

大脑中有一个叫做体感皮层(SSC)的部分，负责通过触觉来解读世界。“表面光滑吗?”和“地板冷吗?”是由SSC回答的问题。SSC还负责一种叫做本体感受的东西。在我们解释这个词的意思之前，做下面的实验:闭上眼睛，试着用你的食指触摸你的鼻尖。是你干的吗?如果是这样，你会为你的超能力感到惊讶:你可以在看不到运动的情况下做到这一点!这就是本体感觉——即使闭着眼睛，我们也知道自己身体和身体各部分的位置。

那么，当一个人因截肢而失去肢体时会发生什么呢?SSC内部负责肢体的区域停止工作了吗?通常情况下，大脑区域只是减慢了它的功能，但有时会出问题，负责缺失肢体的大脑区域会变得过度活跃。如果肢体缺失，怎么可能过度活跃呢?

在腿部截肢的案例中，神经可塑性允许SSC中相邻的区域，例如负责大腿的区域，控制缺失的腿部区域。一种可能的解释是，大腿区域活跃的神经元“发现”邻近的腿部区域不活跃，于是将它们的一些纤维延伸到不活跃的神经元上。图1是我们实验室对截肢者进行研究的一个例子。我们发现，不仅完整和缺失肢体的表征区域发生了改变，而且大脑某些部分的髓鞘化也减少了。

好吧，那么，来自大腿的神经元移动到缺失腿区域的神经元并与之连接——这种神经可塑性是如何转化为幻感的呢?想象一下，你能感觉到衣服的每一折都接触到你的四肢，但即使你穿着泳衣，你仍然能感觉到你的四肢在那里，只是通过移动它们。这意味着你大脑中的肢体区域不断被激活。但在截肢的情况下，当大腿和小腿的神经元连接起来时，当有东西刺激大腿皮肤时，两者都被激活了。因此，对大腿的触摸会触发缺失的那条腿的触觉。由运动引起的大腿本体感觉也可能引发缺失腿的本体感觉。

换句话说，大脑(或者至少是SSC)误解了感官体验，认为缺失的肢体仍然在那里。

结论

我们已经讨论了神经可塑性的两个例子:一个是好的，一个是有害的。我们了解到，在我们生命的早期，有一些时间窗口，在这段时间内，一些大脑区域的神经可塑性和发育非常重要。mPFC的髓鞘形成就是这样，它在很大程度上依赖于我们的社会经验。作为有害神经可塑性的一个例子，我们了解到，在截肢的情况下，大脑可能没有意识到肢体已经消失了。这意味着大脑中负责解释来自肢体的信号(例如，触觉)的部分将保持活跃，导致幻肢综合征。总的来说，从这两个例子中，你可以看到大脑不是静止的，它在不断地对挑战做出反应。我们学到的每一条信息，遇到的每一个人都会对我们的大脑和生活产生持久的影响。

术语表

神经可塑性：↑大脑改变其结构和功能以应对生活事件的能力。

不适应的可塑性：↑一种有害的可塑性形式，如幻肢综合症。

社会认知系统：↑一组技能和大脑区域，负责理解社会规则和指导我们的社会行为。

关键时期：↑在这个时间段内，大脑某些区域的发育和学习能力得到增强。

神经元(nur-aan)：↑大脑细胞:构成大脑的多种细胞类型之一神经元相互连接形成电路，类似于火车轨道。这就是信息在大脑中传播的方式。

髓鞘形成[mai-uh-luh-nei-shn]：↑神经元的部分被一种叫做髓磷脂的物质的膜覆盖的过程。髓鞘的功能就像电线的橡胶套，它加快了信息从一个神经元传递到另一个神经元的速度。

幻肢综合征：↑截肢者仍能感觉到失去的肢体或器官的情况。虽然不总是这样，但它可能是一种痛苦的感觉。

利益冲突

作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。

致谢

我们感谢我们的同事Theo Marins提供的真实人脑图像。

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参考文献

[1]↑Goh, J. O.， and Park, d.c. 2009。神经可塑性与认知老化:老化与认知的脚手架理论。备份文件夹。神经。>．27:391 - 403。doi: 10.3233 / rnn - 2009 - 0493

[２]↑古切斯，A. 2014。老化大脑的可塑性:认知神经科学的新方向。科学346:579 - 82。doi: 10.1126 / science.1254604

[3]↑布朗，A.和韦弗，L. C. 2012。神经可塑性的阴暗面。经验,神经。235:133-41。doi: 10.1016 / j.expneurol.2011.11.004

[4]↑福尔曼，D.，诺尔，L. J.和布莱克莫尔，S. J. 2015。青春期是大脑发育的敏感时期。Cogn趋势。科学。19:558 - 66。doi: 10.1016 / j.tics.2015.07.008

［5］↑Makinodan, M.， Rosen, K. M.， Ito, S.和Corfas, G. 2012。社会经验依赖型少突胶质细胞成熟和髓鞘形成的关键时期。科学337:1357-60。doi: 10.1126 / science.1220845

[6]↑Simões, E. L.， Bramati, I.， Rodrigues, E.， Franzoi, A.， Moll, J.， Lent, R.，等。2012。下肢截肢者感觉运动表征功能扩展及胼胝体连接结构重组。j . >。32:3211-20。doi: 10.1523 / jneurosci.4592 - 11.2012