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大脑是全身最为复杂和神秘的器官,像是一个难以想象的拥挤的神经“高速公路”,拥有数以十亿计的神经元,并且每个神经元都和数千神经元相联系。即便是世界最顶尖的明的科学家也至今还未完全弄清大脑是如何产生思维、行动、情感以及意识。

什么是大脑可塑性
大脑的神奇之处还在于,它会在人的一生不断地发生着变化,无论是脑部发育还是脑损伤,大脑的功能和结构都可以实现自我修复或重新连接,这一持续变化的动态过程就被称为“脑的可塑性”。这里的“可塑性”体现在两方面,神经结构可塑和功能可塑。由于人脑是由神经细胞和胶质细胞构成,神经细胞通常叫做神经元,是人脑信息处理的基本功能单位,结构可塑就是指神经元通过学习可以建立新的连接。功能可塑意指通过肢体锻炼使得大脑的某一区域功能可以由临近脑区代替,或脑功能在一定程度上得到恢复。
但有人会发出疑问,神经细胞不是不可再生的吗?似乎与脑的可塑性有一定的矛盾。但是实际上,它并不会影响到脑的可塑能力。因为神经元上会有很多突触,学名叫树突和轴突,神经细胞虽不能再生,但是它上面的突起却可以再生。正是这些突触之间相互连接,才使神经细胞之间建立起各种联系,所以可塑性其实是指突触的再生神经网络的巨大潜力。

(显微镜下神经元的生长动图)
可塑性的探究
这个概念是由Bethe等人在1930年第一次提出,他认为中枢神经系统(central nervous system,CNS)可塑性是存在于生命机体的一种现象,是生命机体为了适应环境变化及应对危险的能力,也是CNS在受到损伤后重新组织以保持适当功能的基础。这个理论对于后来脑卒中的运动康复起到了深刻的影响。
而其中最具开创性的研究,来自美国神经学家Merzenich所做的一系列动物实验。在猴子的脑部区域植入电极,通过敲击猴子手指,检测脑电信号。之后又切断猴子手部神经,在没有重新连接后的几个月,研究人员又惊奇的发现,猴子大脑的神经网络又重新回到了正确的轨道上。所有实验结果都表明,成年灵长类动物的大脑都具有高度的可塑性。
近现代,科学家们通过大脑扫描技术,也间接证明了成年人大脑的可塑性。有很多人认为老年人的大脑缺少神经可塑性去学习新事物,其实这是非常大的误解。研究表明,老年人的大脑区域活动依然很活跃,但活动的区域位置和年轻人有所不同。
可塑性对脑卒中康复领域的意义
可以说大脑可塑性是近现代中枢神经系统疾病康复领域中最重要的研究成果之一。基于该发现,脑卒中后可发生自发性功能恢复,并且可通过运动功能康复训练促进患者肢体功能的恢复,其机制主要为动作依赖的神经网络重新连接、突触增强及细胞与血管的再生。

作为脑卒中后机体功能恢复机制研究的一个重要方向,脑可塑性既可被认为是康复训练的结构和功能基础,也被认为是康复训练对结构和功能的影响机制。尽管目前脑卒中急性期治疗水平大幅提升,但70%的患者仍会遗留不同程度的功能障碍。据2013年全国性调查预测,目前全国约有存活的脑卒中患者1100余万人,因此通过全面、综合的康复治疗促进脑卒中患者肢体功能恢复是至关重要的。
如何通过康复训练激活可塑性
卒中患者康复治疗的介入时间和后期的恢复情况息息相关。在康复训练中有个非常重要的原则之一——早期介入。在大脑刚受伤后短时间的自我修复时间里,基于中枢神经可塑性,康复训练可通过输入正常的运动模式来影响输出,促进正常功能模式的形成,达到运动功能最大程度恢复的目的。而且,正规康复治疗不但可以辅助卒中患者大脑皮层功能整合的完成,在运动过程中协调性也得到训练肌肉和关节的运动反过来又向中枢神经系统提供了大量的浅、深感觉冲动的输入,起到激活作用,对于早期呈现软瘫状态的患者,同时也可以有效地防止废用综合征的产生。

虽然早期康复的介入对于卒中患者的功能恢复极其重要,研究者们也发现,想要进一步激发大脑的可塑性,康复训练的强度也是不能忽视的关键因素,在医生评估下,患者进行大量的、重复性运动训练,才能更好的为大脑构建正确运动模式。程天科技的悠行外骨骼机器人是一款专门为下肢运动功能障碍人群进行步态训练的康复智能设备,致力于为偏瘫及截瘫患者提供康复治疗方案。基于大脑可塑性原理,外骨骼带动下肢进行重复性的生理步态训练,为早期康复的患者建立正常运动模式,提高康复效率,从而加速康复过程。患者穿戴外骨骼在平地时候还能刺激患者肌肉组织活性,提高本体感觉和平衡能力。
永远不要忽视大脑的重塑能力有多强,正所谓“活到老,学到老”。作为主宰全身的“指挥官”,大脑的神经系统不光主宰着我们一生的变化,更是在我们受伤和康复阶段有起着决定性的作用。即使后续的康复进度因人而异,也要充分激发大脑的无限可能。
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