نابینایی و راز انعطاف‌پذیری مغز / از این اتفاق غافلگیر می‌شوید

پژوهش‌ها نشان می‌دهند مغز پس از نابینایی بخش‌های دیداری را رها نمی‌کند، بلکه حتی ظرف پنج روز آن‌ها را برای پردازش حس لامسه بازتنظیم می‌کند. مغز انسان ساختاری ثابت و تغییرناپذیر نیست. این اندام شگفت‌انگیز در طول زندگی پیوسته خود را با تجربه‌های تازه سازگار می‌کند، مهارت‌های جدید می‌آموزد و شیوه پردازش اطلاعات را تغییر می‌دهد. اما وقتی یکی از مهم‌ترین منابع دریافت یعنی بینایی، از دست می‌رود، مغز چگونه با شرایط جدید کنار می‌آید؟

در ادامه حتما بخوانید:

این عادت‌ها مغز را کوچک می‌کند

آیا کار زیاد بر سلامت مغز تاثیر منفی دارد؟

مغز از میلیاردها سلول عصبی تشکیل شده است که از طریق شبکه‌ای پیچیده با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. این ارتباطات ثابت نیستند و تجربه‌های روزمره، یادگیری و تمرین می‌توانند نحوه فعالیت آن‌ها را تغییر دهند.

برای مثال، وقتی فردی نواختن یک ساز موسیقی را یاد می‌گیرد، مغز او به‌تدریج در هماهنگ‌کردن حرکت انگشتان، پردازش صداها و به‌خاطرآوردن الگوهای موسیقی مهارت بیشتری پیدا می‌کند. بخشی از این پیشرفت به تغییر قدرت ارتباطات عصبی و هماهنگی بهتر شبکه‌های مغز مربوط است.

انعطاف‌پذیری عصبی به همین توانایی تغییر گفته می‌شود. مغز می‌تواند ارتباطات پرکاربرد را تقویت کند، میزان فعالیت برخی مسیرهای عصبی را تغییر دهد و در شرایط خاص، سازمان‌دهی شبکه‌های خود را با نیازهای تازه هماهنگ کند.

هنگامی که فرد بینایی خود را از دست می‌دهد، مغز دیگر اطلاعاتی را که پیش‌تر از چشم‌ها دریافت می‌کرد، در اختیار ندارد. این تغییر می‌تواند فعالیت شبکه‌های مرتبط با پردازش اطلاعات حسی را دگرگون کند.

البته انعطاف‌پذیری عصبی به معنای توانایی نامحدود مغز برای جبران هر آسیبی نیست. مغز نمی‌تواند هر بخش ازدست‌رفته‌ای را آزادانه جایگزین کند یا تمام محدودیت‌های ناشی از نابینایی را از میان بردارد. میزان سازگاری به عوامل مختلفی از جمله سن، تجربه‌های قبلی، وضعیت شبکه‌های عصبی و مدت نابینایی بستگی دارد.

یکی از پرسش‌های جالب درباره انعطاف‌پذیری عصبی این است که مغز برای سازگاری با شرایط تازه به چه مدت زمان نیاز دارد. آیا تغییرات پس از سال‌ها نابینایی ظاهر می‌شوند یا ممکن است بسیار زودتر آغاز شوند؟

پژوهش‌ها نشان می‌دهند که بعضی تغییرات کارکردی مغز می‌توانند تنها ظرف چند روز رخ دهند. دلیل این سرعت آن است که مغز برای هر تغییر لزوماً به ساخت ارتباطات عصبی تازه نیاز ندارد. گاهی تغییر نحوه استفاده از مسیرهایی که از قبل وجود داشته‌اند، کافی است تا فعالیت یک شبکه مغزی دگرگون شود.

مغز در تمام طول زندگی توانایی تغییر دارد و می‌تواند با تقویت یا تغییر ارتباطات عصبی، خود را با تجربه‌ها و شرایط تازه سازگار کند

در مقابل، برخی سازگاری‌های پایدارتر ممکن است در طول ماه‌ها یا سال‌ها شکل بگیرند. تجربه‌های روزمره، یادگیری مهارت‌های تازه و تکرار فعالیت‌ها می‌توانند به‌تدریج قدرت ارتباطات عصبی و نحوه همکاری شبکه‌های مغز را تغییر دهند. بنابراین، سازگاری مغز با نابینایی یک اتفاق ناگهانی و یکسان نیست؛ مجموعه‌ای از تغییرات کوتاه‌مدت و بلندمدت است که ممکن است با سرعت‌های متفاوتی رخ دهند.

دیداری محروم کردند. شرکت‌کنندگان در این مدت چشم‌بند داشتند و زیر نظر پژوهشگران، مهارت‌های لمسی از جمله تشخیص نویسه‌های بریل را تمرین می‌کردند.

پس از پنج روز، افرادی که از بینایی محروم شده بودند، در تشخیص نویسه‌های بریل عملکرد بهتری نسبت به گروه کنترل داشتند. بررسی فعالیت مغز آن‌ها نیز نشان داد که بخش‌هایی از ناحیه پس‌سری، که معمولاً با پردازش اطلاعات بینایی ارتباط دارند، هنگام انجام فعالیت‌های لمسی بیشتر فعال می‌شوند.

پژوهشگران سپس با استفاده از تحریک مغناطیسی فراجمجمه‌ای، به‌طور موقت در فعالیت این ناحیه اختلال ایجاد کردند. نتیجه نشان داد که این مداخله عملکرد شرکت‌کنندگان محروم از بینایی را در تشخیص نویسه‌های بریل کاهش می‌دهد؛ نشانه‌ای از اینکه ناحیه موردنظر در انجام فعالیت لمسی نقش پیدا کرده بود. جالب‌تر اینکه پس از برداشتن چشم‌بندها، تغییر فعالیت ثبت‌شده در ناحیه پس‌سری ظرف حدود ۲۴ ساعت از بین رفت.

این آزمایش نشان داد که مغز بزرگسالان می‌تواند بسیار سریع‌تر از آنچه تصور می‌شود، شیوه فعالیت خود را تغییر دهد. البته تغییرات مشاهده‌شده در افرادی رخ داده بود که موقتاً از بینایی محروم شده بودند و نمی‌توان نتایج را مستقیماً به افرادی تعمیم داد که سال‌ها با نابینایی زندگی کرده‌اند.

وقتی از بازسازمان‌دهی مغز صحبت می‌کنیم، ممکن است تصور کنیم نورون‌ها پس از نابینایی شروع به ساخت شبکه‌ای کاملاً جدید می‌کنند. اما سازگاری مغز همیشه به چنین تغییر گسترده‌ای نیاز ندارد.

برای درک بهتر این موضوع، شهری را تصور کنید که چند خیابان اصلی و فرعی دارد. اگر یکی از مسیرهای اصلی بسته شود، رانندگان می‌توانند از خیابان‌های فرعی استفاده کنند. در ابتدا نیازی نیست مسیر جدیدی ساخته شود؛ خیابان‌هایی که از قبل وجود داشته‌اند، رفت‌وآمد بیشتری را تحمل می‌کنند.

در مغز نیز اتفاقی تا حدودی مشابه رخ می‌دهد. برخی ارتباطات عصبی که پیش‌تر فعالیت محدودی داشته‌اند، ممکن است پس از تغییر ورودی‌های حسی نقش پررنگ‌تری پیدا کنند.

یکی از توضیح‌های احتمالی این پدیده، تغییر تعادل میان فعالیت‌های تحریک‌کننده و مهارکننده در شبکه‌های عصبی است. در شرایط معمول، فعالیت برخی مسیرها تحت تأثیر پیام‌های مهارکننده محدود می‌شود. تغییر شرایط حسی ممکن است این تعادل را دگرگون کند و به ارتباطات موجود اجازه دهد تأثیر بیشتری بر فعالیت مغز بگذارند.

مغز برای سازگاری همیشه به ساخت ارتباطات تازه نیاز ندارد؛ گاهی کافی است از مسیرهای عصبی موجود به شکل متفاوتی استفاده کند

در بازه‌های طولانی‌تر، تغییر قدرت ارتباطات میان نورون‌ها و حتی برخی ویژگی‌های ساختاری شبکه‌های عصبی نیز می‌تواند در سازگاری نقش داشته باشد.

بااین‌حال، افزایش فعالیت یک بخش از مغز به‌تنهایی ثابت نمی‌کند که ارتباطات عصبی تازه‌ای ساخته شده‌اند. روش‌های تصویربرداری معمولاً تغییر فعالیت یا ویژگی‌های بافت مغز را نشان می‌دهند و برای مشخص‌کردن سازوکار دقیق تغییرات، به شواهد بیشتری نیاز است. به همین دلیل، دانشمندان میان تغییر عملکرد شبکه‌های عصبی و تغییر ساختار فیزیکی آن‌ها تفاوت می‌گذارند.

مغز در تمام طول زندگی توانایی تغییر دارد، اما میزان انعطاف‌پذیری آن در سنین مختلف یکسان نیست. در دوران کودکی، شبکه‌های عصبی هنوز در حال رشد و سازمان‌دهی هستند. تجربه‌های حسی در این دوره می‌توانند تأثیر عمیقی بر شکل‌گیری ارتباطات مغزی بگذارند. به همین دلیل، بعضی مراحل رشد را «دوره‌های حساس» یا «دوره‌های بحرانی» می‌نامند.

اطلاعات برای مدتی طولانی در دسترس نباشند، حتی برطرف‌شدن مشکل چشم در سال‌های بعد ممکن است به بازیابی کامل توانایی‌های دیداری منجر نشود.

همین مسئله یکی از دلایلی است که مغز افراد نابینای مادرزاد و افرادی که در بزرگسالی بینایی خود را از دست داده‌اند، ممکن است الگوهای متفاوتی از سازگاری نشان دهد.

در نابینایی مادرزاد، نبود اطلاعات دیداری از همان مراحل اولیه رشد بر شکل‌گیری شبکه‌های مغزی تأثیر می‌گذارد. اما فردی که در بزرگسالی نابینا می‌شود، پیش‌تر سال‌ها اطلاعات دیداری دریافت کرده و شبکه‌های مرتبط با بینایی او تا حد زیادی شکل گرفته‌اند.

البته نمی‌توان گفت مغز یکی از این دو گروه الزاماً انعطاف‌پذیرتر یا کارآمدتر است. آنچه تفاوت ایجاد می‌کند، زمان محرومیت از بینایی و تجربه‌های حسی پیشین است.

برای مدت طولانی تصور می‌شد که مغز پس از پایان دوران رشد، بخش زیادی از توانایی تغییر خود را از دست می‌دهد. بر اساس این دیدگاه، شبکه‌های عصبی در بزرگسالی نسبتاً ثابت می‌شوند و امکان بازسازمان‌دهی آن‌ها محدود است. پژوهش‌های جدیدتر نشان داده‌اند که این تصور کامل نیست.

مغز بزرگسالان همچنان می‌تواند در پاسخ به یادگیری، تمرین و تغییر شرایط حسی، فعالیت خود را بازتنظیم کند. آزمایش پنج‌روزه محرومیت از بینایی یکی از نمونه‌های روشن این توانایی است.

توانایی سازگاری مغز به کودکی محدود نیست و حتی مغز بزرگسالان نیز می‌تواند پس از نابینایی، شیوه فعالیت خود را تغییر دهد

مطالعات مربوط به افرادی که پس از سال‌ها اختلال شدید بینایی، بخشی از توانایی دیدن را بازیافته‌اند، نیز نشان می‌دهند که شبکه‌های مغزی حتی در بزرگسالی می‌توانند به ورودی‌های دیداری تازه واکنش نشان دهند. بااین‌حال، انعطاف‌پذیری مغز بالغ با انعطاف‌پذیری مغز کودک یکسان نیست. برخی تغییرات در دوران رشد آسان‌تر رخ می‌دهند و بازیابی بعضی توانایی‌های حسی پس از سال‌ها محرومیت ممکن است دشوار باشد.

برای مثال، فردی که در کودکی برای مدت طولانی از تجربه‌های دیداری محروم بوده است، ممکن است پس از درمان مشکل چشم همچنان در تشخیص اشیا یا تفسیر صحنه‌های پیچیده مشکل داشته باشد. این موضوع نشان می‌دهد که توانایی مغز برای تغییرکردن با توانایی آن برای بازیابی کامل عملکرد ازدست‌رفته تفاوت دارد.

همه تغییرات ناشی از انعطاف‌پذیری عصبی ماندگار نیستند. بعضی از آن‌ها با تغییر شرایط حسی به‌سرعت از بین می‌روند، درحالی‌که برخی دیگر ممکن است برای مدت طولانی باقی بمانند.

در آزمایش محرومیت پنج‌روزه از بینایی، پژوهشگران مشاهده کردند که تغییر فعالیت ناحیه پس‌سری پس از برداشتن چشم‌بندها به‌سرعت برگشت‌پذیر بود. اما در افرادی که سال‌ها با نابینایی زندگی کرده‌اند، بازسازمان‌دهی مغز ممکن است پایداری بیشتری داشته باشد.

در پژوهشی دیگر، دانشمندان تغییرات مغزی فردی با سابقه طولانی اختلال شدید بینایی را پیش و پس از بازیابی بخشی از بینایی بررسی کردند.

پیش از درمان، بعضی نواحی پس‌سری مغز این فرد هنگام شنیدن صدا فعال می‌شدند. پس از درمان و بازگشت بخشی از اطلاعات دیداری، پژوهشگران مشاهده کردند که برخی پاسخ‌های شنیداری در این نواحی کاهش یافته‌اند، اما تعدادی از آن‌ها حتی چند ماه بعد همچنان باقی مانده بودند.

این یافته نشان می‌دهد که تغییرات مغز لزوماً یک‌طرفه و برگشت‌ناپذیر نیستند. برخی شبکه‌ها می‌توانند دوباره خود را با شرایط تازه هماهنگ کنند، درحالی‌که بعضی تغییرات پیشین مدت بیشتری باقی می‌مانند. البته این پژوهش بر یک فرد متمرکز بود و نتیجه آن را نمی‌توان به همه افراد نابینا تعمیم داد.

انعطاف‌پذیری عصبی معمولاً ویژگی مثبتی در نظر گرفته می‌شود؛ زیرا به مغز کمک می‌کند مهارت‌های تازه بیاموزد و با تغییرات سازگار شود. اما هر تغییر عصبی لزوماً سودمند نیست.

برای فردی که بینایی خود را از دست داده است، بازسازمان‌دهی شبکه‌های مغزی می‌تواند بخشی از فرایند سازگاری با شرایط جدید باشد. بااین‌حال، اگر در آینده درمانی امکان دریافت دوباره اطلاعات دیداری را فراهم کند، مغز باید بار دیگر خود را با این ورودی‌ها هماهنگ کند. در چنین شرایطی، این پرسش مطرح می‌شود که آیا بعضی سازگاری‌های قبلی ممکن است بازیابی بینایی را دشوارتر کنند؟

پژوهشگران احتمال داده‌اند که برخی شکل‌های بازسازمان‌دهی عصبی در شرایط خاص بتوانند با بازگشت عملکرد طبیعی یک حس تداخل داشته باشند. بااین‌حال، شواهد موجود برای نتیجه‌گیری قطعی کافی نیست و رابطه میان سازگاری مغز و بازیابی حواس به عوامل متعددی بستگی دارد.

نکته مهم این است که نمی‌توان تغییرات مغز را به دو گروه کاملاً مفید و مضر تقسیم کرد. تغییری که در یک شرایط به سازگاری کمک می‌کند، ممکن است در شرایط دیگر پیامد متفاوتی داشته باشد. همچنین فعال‌شدن یک ناحیه مغزی در پردازش اطلاعات حسی دیگر، به معنای ازدست‌رفتن همیشگی توانایی قبلی آن نیست.

در پژوهشی که سال ۲۰۱۱ منتشر شد، دانشمندان گروهی از افراد را بررسی کردند که پس از سال‌ها نابینایی از دوران کودکی، با کمک درمان پزشکی بینایی خود را به دست آورده بودند. پژوهشگران می‌خواستند بدانند آیا این افراد می‌توانند اشیایی را که قبلاً با لمس‌کردن شناخته بودند، پس از بازگشت بینایی فقط با دیدن تشخیص دهند یا خیر.

تغییرات مغز می‌توانند به سازگاری با نابینایی کمک کنند، اما برخی از آن‌ها ممکن است در شرایط خاص، بازیابی بینایی را پیچیده‌تر کنند

نتایج نشان داد شرکت‌کنندگان در ابتدا در ارتباط‌دادن اطلاعات دیداری با تجربه‌های لمسی گذشته مشکل داشتند. برای مثال، فرد ممکن بود شکل یک شیء را با لمس‌کردن بشناسد، اما بلافاصله پس از بازیابی بینایی نتواند همان شیء را از میان چند گزینه صرفاً با نگاه‌کردن تشخیص دهد.

تازه و تجربه‌های قبلی ارتباط برقرار کند. نکته جالب اینکه عملکرد شرکت‌کنندگان پس از کسب تجربه دیداری بهبود پیدا کرد. به بیان دیگر، مغز توانست به‌تدریج ارتباط میان تجربه‌های لمسی و دیداری را بهتر برقرار کند.

پژوهش‌های مربوط به نابینایی نشان داده‌اند که مغز انسان می‌تواند در طول زندگی شیوه فعالیت و سازمان‌دهی شبکه‌های خود را تغییر دهد. بعضی تغییرات تنها در چند روز رخ می‌دهند و برخی دیگر در طول سال‌ها تجربه و یادگیری شکل می‌گیرند.

اما این توانایی نامحدود نیست. سن شروع نابینایی، مدت محرومیت از بینایی، وضعیت شبکه‌های عصبی و تجربه‌های زندگی می‌توانند بر چگونگی سازگاری مغز تأثیر بگذارند. همچنین همه تغییرات عصبی به بهبود عملکرد منجر نمی‌شوند. برخی سازگاری‌ها موقتی هستند، بعضی مدت طولانی باقی می‌مانند و پیامدهای برخی دیگر هنوز به‌خوبی شناخته نشده‌اند.

شناخت این تفاوت‌ها به پژوهشگران کمک می‌کند روش‌های آموزشی و توان‌بخشی مناسب‌تری طراحی کنند. مطالعات مربوط به بازیابی بینایی نیز نشان می‌دهند که درمان چشم تنها بخشی از مسیر است و مغز برای استفاده از اطلاعات دیداری تازه، ممکن است به یادگیری و سازگاری دوباره نیاز داشته باشد.

انعطاف‌پذیری عصبی نشان می‌دهد که مغز حتی پس از تغییرات بزرگ در تجربه‌های حسی، توانایی تغییر خود را حفظ می‌کند؛ هرچند میزان و نتیجه این تغییرات برای همه افراد یکسان نیست.