Neuroplastyczność, czyli jak utrzymać swój mózg w dobrej formie Włodzisław Duch Katedra Informatyki Stosowanej Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Toruń, PL Google: W. Duch Google: W. Duch UTW, 23 marca 2009

(Neuro)kongitywizacja Powoli udaje się nam zrozumieć naturę ludzką. Wszystkie dziedziny ulegają kognitywizacji: Neurofilozofia, filozofia umysłu. Psychologia (neuro)kognitywna. Lingwistyka (neuro)kognitywna. Nowe dziedziny: Kognitywna matematyka. Kognitywna fizyka. Kognitywna historia, antropologia, socjologia. Kognitywna ekonomia i neuromarketing. Neuroestetyka. Neuroetyka. Neuroteologia. +Wiele innych dziedzin...bez zrozumienia siebie nie da się rozumieć!

Rozwój płodowy Od 4-tygodnia do 9 miesiąca, czyli od 0 do neuronów !

Geny i mózgi Genetyka jest w modzie, ale pomyślmy... Robak Człowiek genów genów 302 neurony 100 mld neuronów (10 11 ) 7800 synaps ~ – synaps Wniosek: Genetyka nie wystarczy by zrozumieć ludzki mózg.

Mózg

Przyrosty liczby połączeń Od pierwszego do 21 roku życia, cały mózg; mamy okresy intensywnego rozwoju i konsolidacji zmian.

Przyrosty liczby połączeń Obszary limbiczne, emocje, relacje międzyludzkie.

Przyrosty liczby połączeń Obszary skroniowo-ciemieniowe, wyższe czynności poznawcze.

Przyrosty liczby połączeń Kora przedczołowa i czołowa, kontrola zachowania.

Okresy wzrostu 1. Trzy okresy wzrostu po których następuje przycinanie: niemowlęcy, dojrzewania i pełnoletniości. 2. Przycinanie: co nie używane to nieużyteczne! 3. Obszary czołowe rozwijają się w okresie lat, jako ostatnia struktura w której zachodzi duża reorganizacja. 4. Płaty skroniowe i obszary limbiczne: maksymalna reorganizacja w wieku lat. 5. To jest szansa by uczyć się nowych umiejętności, języków, muzyki, dżudo, tańca, a przede wszystkim uwagi! 6. Na początku nie jest łatwo, ale po przezwyciężeniu początkowych trudności przyjemność z rozwoju będzie dostateczną motywacją.

Dalszy rozwój Genetyka określa strukturę mózgu tylko z grubsza, końcowa struktura określana jest w czasie pracy mózgu – apoptoza, czyli zaprogramowana śmierć usuwa 40% neuronów w pierwszych dwóch latach, mniej w okresie dojrzewania i zmian hormonalnych. Apoptoza usuwa niepotrzebne komórki. Za dużo słabo połączonych komórek jest jedną z przyczyn autyzmu.

Potem nie tak źle... Ubytek neuronów u zdrowych ludzi nie jest tak duży jak myślano!

Inteligencja w mózgu Fizyczna struktura połączeń, ich gęstość, decyduje o inteligencji, szczególnie obszary zaznaczone poniżej: skroniowe - język, ciemieniowe - orientacja przestrzenna, wyobraźnia; czołowe – planowanie, pamięć robocza, myślenie.

Plastyczność kory Plastyczność dużych obszarów mózgu, reorganizacja po urazach, udarach, na skutek uczenia. Kora wzrokowa może reagować na bodźce słuchowe i czuciowe już po paru dniach całkowitego przysłonienia oczu!

Czynniki wzrostu neuronów Wiele mechanizmów, ekspresja genów, synteza białek. NGF = czynnik wzrostu neuronów (polipeptyd). BDNF = neurotropowy czynnik pochodzenia mózgowego, neurotrofina, czynnik regulujący wzrost i zróżnicowanie neuronów w okresie rozwoju i u osób dorosłych. BDNF to "nawóz mózgu", jego synteza rośnie pod wpływem ćwiczeń. Im lepsze wyniki z WF tym lepsze wyniki w nauce, klasy 5 i 9.

Ćwiczenia = rozwój mózgu Angiogneza – tworzenie się nowych naczyń krwionośnych, zachodzi w mięśniach, sercu i mózgu – pod tym i innymi względami mózg jest jak mięsień, który można ćwiczyć ! Ćwiczenia fizyczne lepiej niż jakiekolwiek inne czynniki stymulują powstawanie czynników wzrostu NGF i BDNF.

Neuroplastyczność Neuroplastyczność to zdolność mózgu by się zmienić w odpowiedzi na stymulację, doświadczenie, rezultaty własnego działania. Wpływa na nią: 1. Gimnastyka mózgu – np. Lumosity, pamięć, uwaga, wyobraźnia...Lumosity 2. Ćwiczenia fizyczne – podstawa rozwoju. 3. Właściwe odżywianie – dobrze ale nie za wiele, nootropowe napoje?nootropowe napoje 4. Regulacja snu – nic nie robi lepiej jak drzemka. 5. Stabilność emocjonalna – tylko trochę szaleństwa. 6. Relacje interpersonalne – mózg jest towarzyski. 7. Suplementy: witaminy, omega 3, kwas foliowy... bez przesady. 8. Muzyka, taniec i inne "synchronizatory" mózgu. 9. Medytacja = kontrola uwagi, koncentracja i neurofeedback. 10. Aromaterapia – olejki eteryczne pobudzają mózg, wykorzystywana od 5000 lat, ale słabo udokumentowane działanie. Aromaterapia

Neurogeneza Dawne przekonanie: liczba neuronów jest największa w momencie narodzin i spada wraz z wiekiem. Nie tylko tworzą się nowe połączenia, ale i nowe neurony! 1. Na wiosnę mózgi ptaków śpiewających znacznie się rozrastają, by nauczyć się nowych pieśni. A więc gdy trzeba tworzą się nowe neurony. 2. Neurony u ludzi powstają głównie w hipokampie oraz na ściankach komór mózgu, mogą migrować w inne miejsca. 3. Na tworzenie się neuronów mają wpływ liczne czynniki: środowiskowe, choroby (stres, depresja), leki psychotropowe, narkotyki, neurotransmitery. Pablo Casals miał 91 lat gdy student zapytał się go: Mistrzu, czemu tak dużo ćwiczysz? Bo ciągle robię postępy – powiedział Casalas.

Fizyczne => psychiczne Uwaga i motywacja = dopamina i noradrenalina W zdrowym ciele zdrowy duch ! Rock & Roll ! Im lepsze wyniki z WF tym lepsze wyniki w nauce, klasy 5 i 9.

Biologia = psychologia Efekt "Naperville". Zmiany w jednej ze szkół podstawowych w szkole w 2005 roku po dodaniu zamiast godziny tygodniowo wprowadzono przez pół roku po 45 minut/dzień. Biedna szkoła, mieszanka mniejszości rasowych. Program PE4LIFEProgram PE4LIFE wykorzystał parę maszyn do ćwiczeń fitness, taniec, rowery do ćwiczeń, zegarki z pomiarem pulsu i zwykłe ćwiczenia gimnastyczne.

Gimnastyka mózgu M Myślenie, czytanie, rozwój zainteresowań, ale i specjalne ćwiczenia. K Kinezjologia - gimnastyka mózgu dla dzieci integruje pracę ciała i umysłu, wykorzystując ćwiczenia ruchowe do nauki skupienia uwagi. S Starzenie = gorsza pamięć? Niekoniecznie. 524 zdrowe osoby >65 lat, połowa ukończyła 40-godzinny komputerowy kurs "Posit Science Brain Fitness Program", połowa 40-godzinny program edukacyjny. G Grupa, która wzięła udział w programie gimnastyki dla mózgu, osiągnęła rewelacyjne wyniki w klinicznych badaniach pamięci. Efekty utrzymywały się długo i były widoczne w funkcjonowaniu ich pamięci codziennych sytuacjach. " Wykonywanie odpowiednich, ogólnie dostępnych ćwiczeń może nawet z wiekiem zwiększać możliwości naszego mózgu". Ć wiczenie: słuchanie rapu "Polish jazz".

Iluzje Czy Pani kręci się w prawo czy w lewo? To mózg widzi, wszystko jest tylko jego wytworem.

Neuroplastyczność i zmysły Implanty słuchowe – mózg uczy się interpretować sygnały z mikrofonu. Patrz skórą na czole, plecach, np: Tactile Vision Sensory Substitution wynaleziony przez Paula Bach-y-Rita. Patrz językiem (matryce 12x12). Patrz uszami – sonifikacja obrazów. Sonicguide, czyli mapa dźwiękowa dla niewidomych. The vOICe (Google Android), przystawka sonifikująca do telefonów. Zobacz dźwięki – zamień je na obrazy. Stymulacja układu równowagi, czujnik położenia podłączony do języka. Wibracje w podeszwach butów. Sztuczne synestezje i rozszerzona rzeczywistość.

Medytacja ma różne znaczenia, w tym trening umysłu, nauka tego, jak być świadomym wszystkiego, co dzieje się w nas i poza nami. Co się dzieje w mózgu przy próbach samokontroli? Synchronizacja procesów => zwiększona przytomność, uwaga, stłumienie procesów chaotycznych, tła. Oszczędzanie energii, większa sprawność działania mózgu/umysłu. Regulacja stanów emocjonalnych, nauka empatii, współ-odczuwania. Nasz system edukacyjny skupia się wyłącznie na przekazywaniu wiedzy. Nauka kontroli uwagi jest użyteczna. Medytacja

Neurofeedback Kreatywność: jak zwiększyć synchronizację pomiędzy odległymi obszarami mózgu? John H. Gruzelier (Imperial College), SAN President Zastosowanie neurofeedback spowodowało istotne podwyższenie poziomu występów" studentów akademii muzycznej i tańca. Neurofeedback i wykorzystanie nieregularności rytmu serca (HRV) – wiem, co mi w mózgu i sercu piszczy sesji w ciągu 2 miesięcy dały liczne korzyści studentom klasy skrzypiec, śpiewakom i tancerzom, BBC pokazało ten projekt w programie TV. Oceny kreatywności dokonano dla improwizacji i testów psychologicznych. Oceny muzyków i tancerzy znacznie się podwyższyły. Dlaczego? 1. Niższe częstości EEG = dłuższe fale = lepsza synchronizacja. 2. Mniej chaotycznych procesów, sprawniejszy mózg.

Psychoterapia i neuroplastyczność Począwszy od psychoanalizy Freuda, powstały setki szkół psychoterapii (w 1996 roku zarejestrowano 460) opartych na całkiem różnych zasadach. Czemu psychoterapia działa? Jaki jest wspólny mianownik? Neuroplastyczność! 1. Pacjent chce sie zmienić, wie jaki chciałby być/niebyć, wiec kierunek zmian jest wytyczony. 2. Dyskusje z terapeuta lub z grupą wzmacniają determinacje zmian. 3. Zmiana wymaga zwiększonej plastyczności mózgu, a to gwarantują emocje, które trzeba wywołać. 4. Każda metoda, która w takim kontekście wywoła emocje, doprowadzi do zmian w pożądanym kierunku. 5. Emocje można wywołać na rożne sposoby, od przezywania dziecięcej traumy do ustawiania ludzi w grupie. 6. Same emocje bez odpowiedniego kontekstu utrwalają przypadkowe zmiany, zwykle mało korzystne.

Wyzwania dla mózgu Wyzwania dla mózgu: problemy wymagające szczegółowej analizy informacji i koordynacji, np: 1. Słuchanie i śledzenie muzyki: fugi Bacha, instrumenty orkiestry lub szybkie rapowanie, najlepiej w języku obcym. 2. Granie muzyki! Nauka gry na instrumencie, zwłaszcza próby zagrania szybkich utworów, lub synchronizacji z innymi. 3. Gry komputerowe! Wyścigi, jazda na nartach, wymusza szybkie podejmowanie decyzji i koordynację percepcyjno-ruchową; potrzebujemy tego bardziej niż młodzież. 4. Tai-chi, Aikido, lub taniec! Rytm, ruch, wysiłek. 5. Żonglerka i inne zabawy ruchowe.

Obrazy 3D: ćwiczenia koncentracji

Nie przestajemy grać bo się starzejemy, tylko starzejemy się bo przestajemy grać!

WWW (Google Duch) => referaty i wykłady. Jak działa mózg. Neuropsychologia komputerowa. Wstęp do kognitywistyki Dziękuję za zsynchronizowanie neuronów.