Kas vada mūsu prātu jeb “smadzenes kā muskulis, kuru varam trenēt”

Dr.med. INTA FREIMANE, neiroloģe

Neiroloģija ir relatīvi jauna zinātne. Palūkojoties atpakaļ tikai pusgadsimta vēsturē, redzam, kā neiroloģijas attīstība un konceptu maiņa gājusi roku rokā ar vizuālās diagnostikas metožu un molekulārās bioloģijas attīstību. Nervu sistēma ir tik sarežģīta, ka sniedz izaicinājumu zinātnei kā atsevišķa disciplīna.

Neiroloģija strauji attīstījās 19. gadsimta beigās un 20. gadsimta sākumā. Noteicošie bija Kajala apraksti 19. gadsimta 90. gados par sarežģītiem nervu šūnu sakopojumiem: aksonu un dendrītu tīkliem, kas tika atklāti, izmantojot gaismas mikroskopu. Liela nozīme bija Brodmana ieguldījumam smadzeņu kartēšanā, bet 20. gadsimta četrdesmitajos gados Brodala pētījumiem par neiroanatomiskajiem ceļiem. Šīs salīdzinoši rudimentārās neiroanatomijas un neirofizioloģijas zināšanas bija pamats, lai radītu stabilu atsevišķu terapeitisko disciplīnu – neiroloģiju.

21. gadsimtā neiroloģiju interesantu un pat mīklainu padara fakts, ka neirologi pacientu izmeklēšanā lieto parastas izmeklēšanas metodes, kuras ieviestas pirms vairāk nekā 100 gadiem. Neirologi joprojām izmeklē pacientus topogrāfiski, piemēram, nosakot refleksus, pārbaudot virspusējo un dziļo jušanu. Joprojām neirologi izmanto dažādus testus un skalas, lai noteiktu iespējamo bojājuma līmeni un tikai tad lemtu par optimālām, modernām un ļoti sarežģītām neiroradioloģiskām izmeklēšanas metodēm. Varu minēt piemēru – neirologs nereti nosaka pacienta ožu, jo tieši ožas izmaiņas var agrīni liecināt par viegliem kognitīviem traucējumiem.

Mūsdienu neiroloģiskā izmeklēšana ir datorzinātnes augstākie sasniegumi

Priekšrocības, ko ārstiem sniedz attēldiagnostika (magnētiskā rezonanse, datortomogrāfija, pozitronu emisijas tomogrāfija), neiroģenētika, neirotransmiteru tehnoloģijas, imunoloģija un molekulārā bioloģija, atklāj arvien jaunas dimensijas klīniskajā praksē, pētot neiroultrastruktūras, ģenētikas ietekmi, bioķīmiskos procesus un neironu aktivitāti. Neirologi cenšas izprast Alcheimera slimību, Pārkinsona slimību, miastēniju (muskuļu vājumu), polineiropātijas un galvassāpes, kuras nemitīgi atkārtojas, un atbilstoši sniegt iespējami efektīvu šo hronisko slimību ārstēšanu.

Mainījušies koncepti. Mūsdienās neirologi mēdz specializēties konkrētās jomās; ir epilepsijas ārsti (epileptologi), neiroimunologi, smadzeņu asinsvadu speciālisti (vaskulārie neirologi), galvassāpju speciālisti utt.

Viena no nozīmīgākām atziņām pēdējos desmit gados, iespējams, ir atklājums, ka pieauguša cilvēka smadzeņu garozas struktūras vienmēr turpina attīstīties, tādējādi dzīves laikā veidojas aizvien jaunas sinapses (struktūras, caur kurām nervu šūna komunicē jeb savstarpēji sazinās). Tas, savukārt, nozīmē, ka šī attīstība nodrošina smadzeņu plastiskumu – smadzeņu spēju adaptēties un mainīties. Atmiņas veidošanā būtiska ir smadzeņu centrālajā daļā lokalizēta struktūra, ko grieķiski sauc par hipokampu, un tur esošās sinapses un neironu ceļi. Traumu gadījumā, arī emocionālu pārdzīvojumu dēļ šo smadzeņu daļu var bojāt pārmērīga stresa hormona kortizola izdalīšanās. Tādā veidā fiziska vai garīga trauma var radīt pacientam kognitīvus jeb ar izziņas spējām saistītus traucējumus.

Funkcionālā magnētiskā rezonanse (MR) ļauj iedziļināties un uzzināt daudz nozīmīga par smadzeņu aktivitāti darbības un rīcības laikā gan smadzeņu garozā, gan arī dziļākajās smadzeņu struktūrās. Joprojām neirologam būtisku informāciju sniedz smadzeņu elektroencefalogrāfija – par smadzeņu aktivitāti laika vienībā, kā arī par saistību starp smadzeņu garozas reģioniem. Kombinējot šos izmeklējumus, neirologs var iegūt gana izsmeļošu pacienta smadzeņu portretu.

Smadzenes un prāts nav sinonīmi

Mielīns ir nerva apvalks, kas nodrošina informācijas vadītspēju. Mielīns aktīvāk veidojas tieši jaunībā. Vēl pirms modernās diagnostikas metožu attīstības pētnieki autopsijās (līķu sekcijās) noskaidroja, ka bērniem ir daudz vairāk mielīna nekā pieaugušajiem. Tas paātrina elektrisko transmisiju jeb nervu impulsu pārvadīšanu smadzenēs, tā padarot efektīvus domāšanas un mācīšanās procesus. Visstraujāk smadzenes attīstās bērnam vecumā no 3 līdz 15 gadiem. Tomēr daudzi smadzeņu reģioni turpina veidot jaunus neironus un sinapses arī pieauguša cilvēka vecumā, kas ļauj veiksmīgi mācīties un attīstīt atmiņu līdz sirmam vecumam.

Ar dažādām diagnostikas metodēm esam noskaidrojuši, ka neiroloģisko impulsu loki piedalās atmiņas procesos, emocijās, motivācijā un lēmumu pieņemšanā. Neirozinātnieki jau sen nerunā tikai par parastu smadzeņu funkcionēšanu, bet gan par to, kā neironi darbojas starpsmadzeņu funkciju darbībā. Interpersonālā neirobioloģija pēta smadzeņu darbību cilvēcisko attiecību mijiedarbībā šajā jaunajā kontekstā. Izprotot prāta attīstību un zināšanas, ko sniedz neirozinātne, kļūst skaidrs, ka smadzenes un prāts nav sinonīmi.

Neiroplastiskums

Kuru smadzeņu daļu cieto disku mēs ģenētiski mantojam no saviem vecākiem, bet kuras smadzeņu daļas mēs varam izmainīt, veicināt un uzlabot ar mācībām, stimulācijām un jaunu pieredzi? Pašlaik mēs zinām daudzus faktorus, kas bojā smadzenes, piemēram, alkohols, narkotikas, emocionālo saikņu zudums, bet salīdzinoši maz – pārliecinošus specifiskus smadzeņu attīstību vai optimālu mācīšanās procesu veicinošus faktorus. Veselīgi ēšanas ieradumi, regulāra un ilgtermiņa fiziskā aktivitāte, optimāls dzīves un darba līdzsvars, relaksācija, stresa menedžments ir svarīgi plastiskuma veicināšanas un uzturēšanas komponenti. Nervu šūnu – astrocītu – apjoms pieaug mācīšanās un jaunas pieredzes apgūšanas procesā. Mēs to saucam par smadzeņu neiroplastiskumu, un aktuālie pētījumi to pierāda. Ir pierādīts, ka nervu šūnu atjaunošanās dzīves laikā turpinās. Mums ir pierādījumi, ka regulāri vingrinājumi un ieradumi var palīdzēt motoriskajai (kustību) un kognitīvajai (prāta) rehabilitācijai pēc slimības. Atkārtoti trenējot kognitīvās iemaņas, tiek stiprinātas esošās sinapses (neironu saskares vietas) un veicināta jaunu neirālo sinapšu veidošanās, kas attiecīgi paaugstina izziņas spēju kapacitāti.  

Neiroplastiskuma princips ir diezgan vienkāršs – mūsu ikdienas aktivitātes, t.i., fiziskie un mentālie procesi atspoguļojas smadzeņu aktivitātē. Jo biežāk mēs šos procesus atkārtojam, jo vairāk rodas ieradumi, kas dod iespējas smadzenes trenēt. Diemžēl ieradumi var būt gan pozitīvi, gan degradējoši. Šeit vietā jautājums: vai mēs kontrolējam savus ieradumus vai arī tie kontrolē mūs? Kurā brīdī jaunā smadzeņu uzvedība pārvēršas par ieradumu? Zinātnieki norāda, ka, apzināti noskaņojot smadzenes, mēs esam spējīgi kontrolēt savus ieradumus. Lai arī reizēm šķiet, ka mēs rīkojamies automātiski, zināma smadzeņu daļa uzrauga mūsu uzvedību. Jo ikdienišķāka kļūst konkrētā rīcība, jo mazāk to apzināmies. Piemērām, aizdomājoties – vai gaisma izslēgta, vai durvis aizslēgtas, vai ieradums našķoties var radīt liekā svara problēmas. Šie mūsu ikdienas ieradumi var kļūt par atkarībām un sākt dominēt pār apzinātu izvēli. Īpaši svarīgi šeit ir t.s. kļūdainie atlīdzības signāli jeb aprēķini, kuru rezultātā smadzenes, tikai sev zināmā veidā veicot aprēķinus, izveido mūsu gaidas un cerības un sniedz vērtību no šo darbību secīguma.

Uzraugot mūsu darbības un darbībām piešķirot pozitīvu vai negatīvu vērtējumu, smadzenes attīsta specifisku uzvedību, pārvēršot mūsu darbības no apzinātām uz automātiskām jeb ieraduma darbībām – pat tajos gadījumos, kad paši labi apzināmies azartspēļu vai pārēšanās kaitīgumu. Zinātniekus interesē pārmaiņas, kas notiek smadzenēs, un – vai tās var pārtraukt. Vairākas zinātnieku grupas ir centušās noskaidrot, kādi smadzeņu procesi par atkarībām un pastāvīgiem ieradumiem ir atbildīgi un kā šo smadzeņu procesu aktivitāte var mainīt ieradumus. Pašlaik pasaules zinātnieku pētījumi nopietni pievērsti apvidiem, kas saistīti ar neokorteksu jeb jauno smadzeņu garozu. Šī jaunā smadzeņu garoza ir smadzeņu priekšējā daļa, mediķiem vairāk zināma kā infralimbiskā garoza un striatum: smadzeņu bazālo gangliju daļa, kas ietver astaino un vairākus lentveida kodolus. Neokortekss ir iesaistīts rīcībā bez domāšanas.

Lai izprastu, kā smadzenes veido ieradumus, zinātnieki laboratorijas apstākļos reģistrē smadzeņu šūnu elektrisko aktivitāti smadzeņu veidojumā, ko sauc par striatum. Kad eksperimenta dalībniekiem bija jāveic jauna, bet apzināta darbība, darbības sākumā striatum neironu aktivitāte bija īpaši izteikta: pieres daļas smadzeņu garoza komunicē ar striatum, kas savukārt komunicē ar vidussmadzenēm. Tur dopamīns sekmē mācīšanos un piešķir vērtību darbības mērķim jeb rezultātam. Šie nervu impulsu ceļi rada pozitīvu gandarījuma cilpu, kas cilvēkam palīdz saprast, kas ir pareizi un kas nepareizi konkrētajā rīcībā. Darbības atkārtojot bieži, saikne starp garozu un striatum kļūst arvien spēcīgāka.

Jo regulārāk tiek atkārtots uzdevums, jo uzvedība tā laikā kļūst ikdienišķāka, jo aizvien mazāk jāiesaista smadzeņu aktivitāte, lai šo darbību veiktu, respektīvi, darbība kļūst automātiska jeb veidojas ieradums. Līdzko ieradums formējas kā secīgas darbības, infralimbiskā garoza palīdz striatum radīt nospiedumu smadzenēs kā pastāvīgu smadzeņu aktivitāti. Ar dopamīna palīdzību infralimbiskā garoza kontrolē ieraduma veidošanos. Savukārt, eksperimentāli izslēdzot šo reģionu, ir iespējams nomākt dziļi iesakņojušos ieradumus. Šie eksperimentu un izpētes rezultāti mums sniedz vairākus interesantus secinājumus. Nav brīnums, ka ieradumus grūti lauzt, jo kādā punktā tie iesakņojas un kļūst par ikdienišķu neirālu aktivitāti – procesu, kas aptver daudzus smadzeņu reģionus, bet ir automātisks. Tomēr pat tad, ja mēs apzināti nepieskatām savus ieradumus, mums ir smadzeņu ceļi, kas tos uzrauga reālā laika vienībā.

Kā ar šīm zināšanām iespējams palīdzēt pacientam klīniskajā praksē? Ja mēs varam izprast, kā ieradumi veidojas un kā tiek lauzti, tad arī varam izprast savu individuālo uzvedību un to – kā to trenēt un ietekmēt. Šīs zināšanas un pieeja palīdzētu pacientiem ar tādām neiroloģiskām problēmām kā dažādas izcelsmes trauksmi, traumas radītu stresu vai baiļu lēkmēm. Medikamentozā ārstēšana šīm slimībām joprojām paliek izvēles metode, bet zināšanas, ko sniedz smadzeņu pētījumi kontekstā ar uzvedības terapijas stratēģiju, ļauj ārstam izprast veselīgos ieradumus un lauzt neveselīgos. Tādējādi, nule aprakstīto teoriju un eksperimentu kontekstā smadzenes varam interpretēt kā muskuli, kuru trenējot ar veselīgu attieksmi un zināšanām mēs varam nekļūt par savu ieradumu vergiem.

Pacientu izglītošana ir būtisks ārsta pienākums, jo ļoti, ļoti daudz slimībām eksistē riska faktori un ir pieejami profilaktiski pasākumi, kurus iespējams modificēt jeb ietekmēt. Piemēri būtu pārmērīga ēšana, kas izraisa aptaukošanos, smēķēšanas atkarība, alkoholisms, mazkustīgums un daudzi citi veselību bendējoši ieradumi. Ieradumus mainīt nav viegli, tomēr modernie eksperimenti un tehnikas sniedz optimistisku vīziju gan ārstam, gan pacientam: smalkāk iepazīstot, kā mūsu smadzenes veido rutīnu un ieradumus, mēs varam izprast kā pacients var sevi pārliecināt mainīt destruējošos ieradumus un dzīvot ikdienu ar gudru, inteliģentu attieksmi, proti, tieši tādu dzīvi, kādu no sirds vēlas.