لدونة عصبية: الفرق بين النسختين

'''اللدونة العصبية'''<ref>[http://www.alarabimag.com/science/Article.asp?ART=189&ID=8 مجلة «العربي»]</ref> {{إنج|Neuroplasticity}} تسمى أيضاً مطاوعة الدماغ، يشمل هذا المصطلح كلاً من '''[[لدونة مشبكية|اللدونة المشبكية]]''' و'''[[لدونة غير مشبكية|اللدونة غير المشبكية]]'''. اللدونة غير المشبكية هي التي تتعلق بتغيرات في طرق النقل العصبي وأيضاً بعض المشابك المرتبطة بتغيرات في سلوك الجسم وبيئته وعملياته العصبية بالإضافة إلى التغيرات التي تعقب الإصابات الجسدية <ref name="Pascual-Leone et al. 2011">{{cite journal |author1=Pascual-Leone A. |author2=Freitas C. |author3=Oberman L. |author4=Horvath J. C. |author5=Halko M. |author6=Eldaief M. | year = 2011 | title = Characterizing brain cortical plasticity and network dynamics across the age-span in health and disease with TMS-EEG and TMS-fMRI | url = | journal = Brain Topography | volume = 24 | issue = | pages = 302–315 | doi = 10.1007/s10548-011-0196-8 |display-authors=etal}}</ref> .

خلال القرن العشرين كانت آراء معظم علماء العصبية متفقة بأن الدماغ يبقى ثابتاً بعد انتهاء تطور الإنسان (أو ما يسمونه انتهاء [[فترة حرجة|الفترة الحرجة]] critical period، والمقصود بها المرحلة التي إذا اجتازها الكائن ولم يتطور خلالها بالشكل الكافي يصعب بعدها أن يصلح الخلل وتكون هذه المرحلة في بداية الطفولة)<ref name="Rakic 2002">{{cite journal|last = Rakic|first = P.|title = Neurogenesis in adult primate neocortex: an evaluation of the evidence|journal = Nature Reviews Neuroscience|volume = 3|pages =65–71|date= January 2002|doi = 10.1038/nrn700|pmid = 11823806|issue = 1}}</ref>.

أثبت كلٌ من [[ديفيد هوبل|هوبل]] و [[تورستن فيزل|فيزل]] أن أعمدة الخلايا العصبية العينية في القشرة البصرية الأولية V1، كانت ثابتة بشكل كبير بعد انتهاء تطور الجنين، كما وضَّحت الدراسات ثبات الطرق الحسية العصبية في تلك المنطقة كذلك <ref name="Hubel et al 1970" />. لكن دراسات أخرى أثبتت أن التغير البيئي يمكن أن يغير السلوك والإدراك عن طريق تعديل الاتصالات بين العصبونات أو حتى تكوين عصبونات جديدة في [[حصين (تشريح)|الحصين]] وال[[مخيخ]] مثلاً أو في أجزاء أخرى من الدماغ <ref name="Ponti et al 2008">{{cite journal |last1=Ponti |first1=Giovanna |last2=Peretto |first2=Paolo |last3=Bonfanti |first3=Luca |year=2008 |title=Genesis of Neuronal and Glial Progenitors in the Cerebellar Cortex of Peripuberal and Adult Rabbits |journal=PLoS ONE |volume=3 |issue=6 |page= |pages= e2366|publisher= |doi=10.1371/journal.pone.0002366 |pmid=18523645 |pmc=2396292 |last4=Reh |first4=Thomas A. |editor1-last=Reh |editor1-first=Thomas A.}}</ref>.

يوصف التنظيم القشري، وخصوصاً بالنسبة إلى [[الجهاز الحسي|الأجهزة الحسّية]]، بمصطلح "[[الخرائط القشرية|الخرائط]]" <ref name="Buonomano et al 1998">{{cite journal |last1=Buonomano |first1=Dean V. |authorlink1= |last2=Merzenich |first2=Michael M. |authorlink2=Michael Merzenich |date=March 1998 |title=CORTICAL PLASTICITY: From Synapses to Maps |journal=Annual Review of Neuroscience |volume=21 |series= |issue= |pages=149–186 |at= |publisher= |location= |pmid= 9530495|pmc= |doi=10.1146/annurev.neuro.21.1.149}}</ref>.

لا تتوضع المناطق التي تمثّل الإصبعين الأول و الخامس بشكل مباشر إلى جانب المنطقة التي تمثّل الإصبع الثالث، ولذلك تبقى هذه المناطق، بالنسبة لمعظم هذا الجزء، غير متغيرة ما بعد البتر <ref name="Merzenich et al 1984">{{cite journal |last1=Merzenich |first1=M.M. |last2=Nelson |first2=R.J. |last3=Stryker |first3=M.P. |last4=Cynader |first4=M.S. |last5=Schoppmann |first5=A. |last6=Zook |first6=J.M. |year=1984 |title=Somatosensory Cortical Map Changes Following Digit Amputation in Adult Monkeys |journal=Journal of Comparative Neurology |volume=224 |issue=4 |pages=591–605|authorlink4=Max Cynader |pmid=6725633 |doi=10.1002/cne.902240408 }}</ref> . تُظهر هذه الدراسة بوضوح بأنه المناطق المجاورة فحسب لمنطقة محددة سوف تقوم بغزوها لتستبدل الخارطة القشرية.

في [[النظام الحسي الجسدي]] ، حيث تم البحث في هذه الظاهرة بكل معنى الكلمة، فإن wall Jt و J Xu قد اقتفيا أثر الآليات المشكلة لأساس هذه اللدونة. إعادة التنظيم لا ت[[تولد]] قشرياً، ولكنها تحدث في كل مرحلة من التسلسل النامي؛ وهذا ينتج بأن تصبح التغيرات في الخريطة ملحوظة في القشرة المخية <ref name="Wall et al 2002">{{cite journal |last1=Wall |first1=J.T. |last2=Xu |first2=J. |last3=Wang |first3=X. |date=September 2002 |title=Human brain plasticity: an emerging view of the multiple substrates and mechanisms that cause cortical changes and related sensory dysfunctions after injuries of sensory inputs from the body |journal=Brain Research Reviews |volume=39 |issue=2–3 |pages=181–215 |publisher=Elsevier Science B.V. |pmid=12423766 |doi=10.1016/S0165-0173(02)00192-3}}</ref>.

ومع ذلك ركزت دراسات القوارض بشكل ضعيف على النهاية السلوكية ولقد حدد رون فروستينغ ودانيال بولي (1999, 2004) المناورات السلوكية التي تسبب التأثير الأساسي على اللدونة القشرية في هذا النظام <ref name="Doidge 2007">{{cite book |title=[[The Brain That Changes Itself|The Brain That Changes Itself: Stories of Personal Triumph from the frontiers of brain science]] |last=Doidge |first=Norman |year=2007 |publisher=Viking |location=New York |isbn=978-0-670-03830-5}}</ref>.

إن الظاهرة المثيرة للاهتمام المتضمنة بالخرائط القشرية هي ظاهرة [[وهم الأطراف]] (Phantom limbs). وتعرف هذه الظاهرة لدى الناس الذين خضعوا لعمليات بتر سواء في اليدين أو الذراعان أو الساقين لكنها ليست محدودة بالأطراف. إن الأسس العصبية لهذه الظاهرة لم تدخل الدراسات بعد إلا أنه من المعتقد أن إعادة التنظيم القشري يلعب دورآ مهما<ref name="Doidge 2007">{{cite book |title=[[The Brain That Changes Itself|The Brain That Changes Itself: Stories of Personal Triumph from the frontiers of brain science]] |last=Doidge |first=Norman |year=2007 |publisher=Viking |location=New York |isbn=978-0-670-03830-5}}</ref>.

كما ان إعادة تشكيل تشابكات عصبية جديدة بعد السكتة الدماغية ينتج عنه مثل هذه السلوكيات وعدم التلاؤم الشديد <ref name="Doidge 2007">{{cite book |title=[[The Brain That Changes Itself|The Brain That Changes Itself: Stories of Personal Triumph from the frontiers of brain science]] |last=Doidge |first=Norman |year=2007 |publisher=Viking |location=New York |isbn=978-0-670-03830-5}}</ref><ref>[http://www.childrenofthecode.org/interviews/merzenich.htm Interview with Merzenich], 2004</ref>.

من النتائج المفاجئة للدونة العصبية أن نشاط الدماغ المرتبط بإحدى وظائفه يمكن أن ينتقل إلى موضع مختلف؛ ينتج هذا عن التجربة الطبيعية ويحدث أيضاً في عملية الشفاء من الأذية الدماغية. اللدونة العصبية هي القضية الأساسية التي تدعم القاعدة العلمية لعلاج [[أذية الدماغ المكتسبة|الأذية الدماغية المكتسبة]] بالبرامج العلاجية التجريبية الموجهة للهدف في سياق أساليب [[إعادة التأهيل]] للعواقب الوظيفية للأذية. دماغ البالغ ليس موصَّلاً بدارات عصبية ثابتة كلياً. يوجد العديد من الأمثلة على نشوء تراكيب قشرية وتحت قشرية من الدرارات العصبية استجابةً للتدريب واستجابةً للأذية أيضاً. وهذا دليل محكم على حدوث تخلق النسيج العصبي (ولادة الخلايا العصبية) في دماغ الثديي البالغ - وتستمر مثل هذه التغييرات بشكل جيد في عمر متقدم <ref name="Rakic 2002">{{cite journal|last = Rakic|first = P.|title = Neurogenesis in adult primate neocortex: an evaluation of the evidence|journal = Nature Reviews Neuroscience|volume = 3|pages =65–71|date= January 2002|doi = 10.1038/nrn700|pmid = 11823806|issue = 1}}</ref>. ينحصر الدليل على تخلق الخلايا العصبية بشكل أساسي في [[حصين (تشريح)|الحصين]] و[[البصلة الشمية]], ولكن الأبحاث الحالية كشفت أن أجزاء أخرى من الدماغ مثل المخيخ مكتنفة أيضاً في هذه العملية <ref name="Ponti et al 2008">{{cite journal |last1=Ponti |first1=Giovanna |last2=Peretto |first2=Paolo |last3=Bonfanti |first3=Luca |year=2008 |title=Genesis of Neuronal and Glial Progenitors in the Cerebellar Cortex of Peripuberal and Adult Rabbits |journal=PLoS ONE |volume=3 |issue=6 |page= |pages= e2366|publisher= |doi=10.1371/journal.pone.0002366 |pmid=18523645 |pmc=2396292 |last4=Reh |first4=Thomas A. |editor1-last=Reh |editor1-first=Thomas A.}}</ref>.

يعد بول باخي ريتا Paul Bach-y-Rita المتوفى عام 2006 "أب الاستبدال الحسّي ولدونة الدماغ <ref>"[http://www.salus.edu/nclvi/honoring/bach_y_rita.htm Remembering Leaders in the Field of Blindness and Visual Impairment]." National Center for Leadership in Visual Impairment. Salus University. 20 November 2008</ref>." في عمله مع مريضة ذات جهاز دهليزي متضرر قام بتطوير بوابة الدماغ BrainPort <ref>{{cite web|url=http://mindstates.tribe.net/thread/a8b9f33f-7a6f-4af8-9c0c-588719606271 |title=BrainPort, Dr. Paul Bach-y-Rita, and ... - Mind States - tribe.net |publisher=Mindstates.tribe.net |date=30 March 2005 |accessdate=12 June 2010}}</ref> ، وهي آلة "تحل مكان الجهاز الدهليزي لديها وسترسل إشارات التوازن إلى دماغها من لسانها<ref name="Doidge 2007">{{cite book |title=[[The Brain That Changes Itself|The Brain That Changes Itself: Stories of Personal Triumph from the frontiers of brain science]] |last=Doidge |first=Norman |year=2007 |publisher=Viking |location=New York |isbn=978-0-670-03830-5}}</ref>." بعد استعمالها لهذه الآلة لبعض الوقت لم تعد ضرورية، حيث استعادت القدرة على الأداء بشكل طبيعي. فقد انتهت أيام تعديل التوازن لديها<ref>{{cite web|url=http://www.uwalumni.com/home/onwisconsin/archives/spring2007/balancingact.aspx |title=Wisconsin Alumni Association - Balancing Act |publisher=Uwalumni.com |accessdate=12 June 2010}}</ref>.

اللدونة هي التفسير الأهم لهذه الظاهرة. لأن الجهاز الدهليزي كان لديها "مضطرباً" ويرسل إشارات عشوائية عوضاً من كونها مترابطة، تمكّن الجهاز الدهليزي من العثور على سبل جديدة حول السبل العصبية المتضررة أو المحجوبة، مما يساعد في تعزيز الإشارات المرسلة بواسطة بقية النسج السليمة. فسّر باخي ريتا اللدونة بقوله، "إن كنت تقود السيارة من هنا إلى ميلووكي (مدينة في جنوب شرق ولاية ويسكونسن الأمريكية) وقطع طريق الجسر الرئيسي، أولاً تقف عاجزاً. ثم تتخذ طرقاً قديمة ثانوية عبر المزارع. ثم تستعمل هذه الطرق أكثر؛ وتعثر على طرق أقصر للوصول حيثما تريد الذهاب، وتبدأ بالوصول إلى وجهتك أسرع. هذه السبل العصبية "الثانوية" تصبح "متكشّفة" وتصبح أقوى مع استمرار استعمالها. يعتقد أن عملية "التكشّف" عموماً هي واحدة من الأساليب الأساسية التي يميّز بها الدماغ اللدن نفسه <ref name="Doidge 2007">{{cite book |title=[[The Brain That Changes Itself|The Brain That Changes Itself: Stories of Personal Triumph from the frontiers of brain science]] |last=Doidge |first=Norman |year=2007 |publisher=Viking |location=New York |isbn=978-0-670-03830-5}}</ref>.

قال" Chauying J. jen" أستاذ علم وظائف الأعضاء ومؤلف الدراسة ، "نتائجنا تدعم فكرة أن أشكال مختلفة من التمارين تحفز تغيرات المرونة العصبية في مناطق الدماغ المختلفة" <ref name="Reynolds 2009"/> . في الوقت ذاته ظهرت نتائج مشابهة على البشر <ref name="AirpollutionPhysicalactivity">{{cite journal

كان وليام جيمس أول من طبق مصطلح "اللدونة" على السلوك في كتابه "مبادئ علم النفس The Principles of Psychology" عام 1890 لكن لم يُكترَث كثيراً لهذا المصطلح في الخمسين سنة التي تلتها<ref name="James 1890">"[http://psychclassics.yorku.ca/James/Principles/prin4.htm The Principles of Psychology]", William James 1890, Chapter IV, Habits</ref>. ويظهر أن أول من استعمل مصطلح "اللدونة العصبية" هو عالم الأعصاب البولندي [[جيرزي كونورسكي]] Jerzy Konorski <ref name="LeDoux 2002">{{cite book |title=Synaptic self: how our brains become who we are |last=LeDoux |first=Joseph E. |year=2002 |publisher=Viking |location=New York, United States |isbn=0-670-03028-7 |page=137}}</ref>.

{{quote|ونظراً لأهمية اللدونة العصبية، فإن الشخص قد يفترض أن هذا المصطلح محدد جيداً ومع أن الإطار الأساسي والشامل له خدم في توجيه الفرضيات والتجارب الحالية وسيخدم المستقبل. ولكن ليست الأمور كذلك تماماً، فللأسف مع وجود كثير من علماء الأعصاب فإن مصطلح "اللدونة العصبية" صار يحتمل الكثير من المعاني المختلفة لمختلف الباحثين في حقول فرعية عديدة. ولا يبدو أنه سيظهر له معنى محدد متفق عليه<ref name="Shaw 2001">{{cite book |title=[[Toward a theory of neuroplasticity]] |editor1-last=Shaw|editor1-first=Christopher| editor2-first=Jill| editor2-last=McEachern|year=2001 |publisher=Psychology Press |location=London, England |isbn=978-1-84169-021-6}}</ref>

. في عام 1793 عالم التشريح الإيطالي ميشيل فينتشينزو مالاكارن شرح تجارباً قام بها بمقارنة أزواج من الحيوانات، حيث درّب زوجاً منها وبعدها قام بتشريحه. اكتشف أن المخيخ لدى الحيوانات المدرّبة كان أكبر بكثير من الحيونات الغير مدرّبة. ولكن هذه النتائج تم نسيانها في نهاية المطاف <ref>{{cite journal |last1=Rosenzweig |first1=Mark R.|year=1996 |title=Aspects of the search for neural mechanisms of memory |journal=Annual Review of Psychology |volume=47 |pages=1–32 |doi=10.1146/annurev.psych.47.1.1 |pmid=8624134}}</ref>. فكرة أن "الدماغ ووظائفه لا تثبت في مرحلة البلوغ" تم طرحها في عام 1890 من قبل وليام جيمس في كتابه "مبادئ علم النفس The Principles of Psychology" وعلى الرغم من ذلك أُهمِلت الفكرة إلى حد كبير <ref name="James 1890">"[http://psychclassics.yorku.ca/James/Principles/prin4.htm The Principles of Psychology]", William James 1890, Chapter IV, Habits</ref>.

في الستينات اخترع العالم بول باخ ي ريتا جهازاً يسمح للمكفوفين بالقراءة وإدارك الظلال والتمييز بين الأشياء القريبة والبعيدة. وكان هذا الجهاز واحداً من التطبيقات الأولى والأكثر جرأة في مجال اللدونة العصبية<ref name="Doidge 2007">{{cite book |title=[[The Brain That Changes Itself|The Brain That Changes Itself: Stories of Personal Triumph from the frontiers of brain science]] |last=Doidge |first=Norman |year=2007 |publisher=Viking |location=New York |isbn=978-0-670-03830-5}}</ref>. وهو عبارة عن كرسي كهربائي يجلس عليه الكفيف، مجّهز بكاميرا كبيرة خلفه تقوم بمسح المكان المحيط، ثم تبعث إشارات كهربائية عن الصورة إلى 400 حساس مهتز متصلة مع الكرسي وملامسة لجلد المريض. الموضوعات الستة لهذه التجربة تمكنت في نهاية المطاف من جعل المريض قادراً على تمييز أمورٍ في غاية الدقة. وهؤلاء المرضى كانوا كفيفين ولادياً ولم يسبق لهم أن استطاعوا الرؤية<ref name="Doidge 2007">{{cite book |title=[[The Brain That Changes Itself|The Brain That Changes Itself: Stories of Personal Triumph from the frontiers of brain science]] |last=Doidge |first=Norman |year=2007 |publisher=Viking |location=New York |isbn=978-0-670-03830-5}}</ref>.

اعتقد العالم بول باخ ي ريتا بما يسمى "البديل الحسي" أي إذا تأذى إحساس ما فإن الحواس الأخرى تستطيع أحياناً التعويض، ويمكن للجلد ومستقبلاته اللمسية أن تكون بمثابة شبكية للإنسان(استخدام حس أحدهم للآخر<ref>{{cite web|url=http://www.pbs.org/kcet/wiredscience/video/286-mixed_feelings.html |title=Wired Science . Video: Mixed Feelings |publisher=PBS |accessdate=12 June 2010}}</ref>). وحتى يستطيع الدماغ تفسير المعلومات اللمسية وتحويلها إلى معلومات بصرية عليه أن يتعلم شيئاً جديداً ويتكيف مع الإشارات الجديدة. وقدرة الدماغ على التكيف تتضمن أن يكون لديه لدونة عصبية على حسب رأيه. حيث يقول: نحن نرى بأدمغتنا وليس بعيوننا<ref name="Doidge 2007">{{cite book |title=[[The Brain That Changes Itself|The Brain That Changes Itself: Stories of Personal Triumph from the frontiers of brain science]] |last=Doidge |first=Norman |year=2007 |publisher=Viking |location=New York |isbn=978-0-670-03830-5}}</ref>.

وكانت سكتة دماغية مأساوية سببت الشلل لوالده ما ألهمت العالم بول باخ أن يدرس إعادة تأهيل الدماغ. وأخوه الطبيب عمل بلا كلل لتطوير تدابير علاجية حققت نجاحاً جعل والدهما يستعيد كامل وظائفه والعيش بشكل طبيعي في عمر الـ68. حتى أنه استطاع تسلق الجبال. وكانت قصة والدهما هذه أدلة مباشرة على أنه يمكن التعافي حتى عند شخص مسن مع إصابة كبيرة وحتى لو تأخر الشفاء<ref name="Doidge 2007">{{cite book |title=[[The Brain That Changes Itself|The Brain That Changes Itself: Stories of Personal Triumph from the frontiers of brain science]] |last=Doidge |first=Norman |year=2007 |publisher=Viking |location=New York |isbn=978-0-670-03830-5}}</ref>.

[[مايكل ميرزينتش]] هو عالم أعصاب من رواد اللدونة العصبية لأكثر من ثلاثة عقود. حيث كانت العديد من تطلعاته الأكثر طموحاً في هذا المجال، حيث يرى أن تمرين الدماغ يمكن أن يفيد كما الدواء في معالجة أمراض بخطورة مرض انفصام الشخصية. كما يرى أن اللدونة العصبية توجد مع الإنسان من المهد إلى اللحد، محدثةً تحسينات جذرية في الأداء الحركي. ويرى أن القدرة على التعلم والتفكير والاستقبال والتذكر ممكنة حتى عند المسنين <ref name="Doidge 2007">{{cite book |title=[[The Brain That Changes Itself|The Brain That Changes Itself: Stories of Personal Triumph from the frontiers of brain science]] |last=Doidge |first=Norman |year=2007 |publisher=Viking |location=New York |isbn=978-0-670-03830-5}}</ref>. تأثّر ميرزينتش بالاكتشاف الحاسم الذي قدمه العالمان ديفيد هوبل وتورستن ويزل في عملهما على القطط. حيث قاما بخياطة عين واحدة لقطة لإغلاقها وتابعوا تسجيل الخرائط القشرية الدماغية لديها. وجد العالمان أن الجزء من الدماغ المتعلق بالعين المغلقة لم يصبح خاملاً كما توقعا. بل استمر بمعالجة معلومات بصرية من العين المفتوحة، لقد كان ذلك كما لو أن الدماغ لا يريد أن يضيع أية منطقة قشرية بلا عمل وقد وجد طريقة في إعادة توصيل مناطقه ! <ref name="Doidge 2007">{{cite book |title=[[The Brain That Changes Itself|The Brain That Changes Itself: Stories of Personal Triumph from the frontiers of brain science]] |last=Doidge |first=Norman |year=2007 |publisher=Viking |location=New York |isbn=978-0-670-03830-5}}</ref> .

هذه التجربة تضمنت اللدونة العصبية في الفترة الحرجة (الدور الحرج) ولكن العالم مايكل ميرزينتش جادل في الأمر وقال أن اللدونة العصبية يمكن أن تظهر خارج الدور الحرج. وجاء أول بحث له على اللدونة عند البالغين عندما كان يعمل في دراساته ما قبل الدكتوراة مع كلينتون وسلي. واستندت تجربته على مراقبة ما يحدث في الدماغ إذا قطع أحد الأعصاب المحيطية وتم بعدها إعادة تجديده. قام العالمان بتسجيل الخرائط القشرية الصغيرة ليد قرد قبل وبعد قطع العصب وإعادة خياطته. بعد ذلك وجدا أن خريطة الدماغ المتعلقة باليد والتي توقعا منها أن تتشوش كانت تعمل بشكل طبيعي. كانت هذه النتيجة طفرة كبيرة !، أكد مايكل ميرزينتش: " إذا كانت الخريطة الدماغية تستطيع أن تجعل بنيتها طبيعة حتى مع الاستجابة لإشارات غير طبيعية، فهذا يعني أن الرأي السائد حول أننا نولد مع نظام صلب التوصيل خاطئ، ينبغي للدماغ أن يكون مرناً" <ref name="Doidge 2007">{{cite book |title=[[The Brain That Changes Itself|The Brain That Changes Itself: Stories of Personal Triumph from the frontiers of brain science]] |last=Doidge |first=Norman |year=2007 |publisher=Viking |location=New York |isbn=978-0-670-03830-5}}</ref>