脳の可塑性と神経新生: 脳にどのような影響を与えるのでしょうか?

科学者たちは何十年もの間、脳が一生のうちに変化する可能性があるかどうかについて疑問を抱いてきた。今日、私たちはそれが可能であることを知っています。

神経科学者はこれを「脳の可塑性」と呼んでいます。神経可塑性または神経可塑性としても知られ、新しいニューロンの生成として定義される神経新生と呼ばれるプロセスが関与する場合があります。

脳についてはまだわかっていないことがたくさんありますが、専門家はその構造と機能が静的ではないことに同意しています。この記事では、神経可塑性と神経新生に関する現在の研究、それらが老化にどのように影響するか、そして脳の健康を高めるために何ができるかについて説明します。

脳の可塑性とは何ですか？

「脳の可塑性」とは、通常は経験や刺激に応じて、生涯を通じて自身を変化させ、再組織する神経系の能力を指します。

このプロセスは人間だけでなく、哺乳類や脊椎動物にも特有のものではありません。実際、昆虫でも神経可塑性を示します。

人間の胎児では、受胎後数週間で脳が発達し始めます。遺伝子は脳の発達の青写真を提供しますが、ストレス、ホルモン、食事、薬物、人間関係などの環境要因がその結果に大きな影響を与える可能性があります。これは発達上の脳の可塑性として知られており、小児期を通じて継続します。

かつて脳の発達は思春期の数年後に完全に止まると考えられていましたが、現在では脳は成人になっても適応し変化し続けることがわかっています。

この変化は、発達中の脳の変化ほど劇的ではありませんが、学習し、記憶を形成し、病気や怪我から回復する能力にとって非常に重要です。

仕組み

ニューロンは神経系の基礎を形成します。これらの細胞は、外界からの情報を受信して​​処理するだけでなく、体全体にメッセージを中継する役割を担っています。

ニューロンは、シナプスと呼ばれるギャップを通過する電気信号および化学信号を介して通信します。これらの接続は、私たちの学習に役立つ複雑なニューラル ネットワークを形成します。

脳の可塑性がどのように機能するかについての考え方の 1 つは、神経科学者のドナルド・ヘブが作ったキャッチフレーズです。「一緒に発火し、一緒に配線するニューロン」です。これは、ニューロンが活動すると、接続が強化されることを意味します。

そうは言っても、脳の可塑性は分子、細胞、構造メカニズムが関与する複雑なプロセスであり、生涯を通じて変化する可能性があります。

脳の可塑性の例にはどのようなものがありますか?

可塑性は、子宮内および脳が急速に発達する生後数年間に最大になる傾向があります。大人の脳も変化する可能性がありますが、その可能性はさらに限られています。

人間の生涯を通じて脳の可塑性が確認された例は数多くありますが、その一部を以下に説明します。

妊娠中のメンタルヘルス

によると 2020 年の研究レビュー、妊娠中の強い精神的健康は、2歳児の知能の向上に関連しています。これは、妊娠中の母親の精神的健康が赤ちゃんの脳の発達に影響を与えることを示唆しています。

さらに、ある研究者は、 2022年の調査97組の母子を対象とした研究では、発育中の胎児の海馬の左側部分の容積が、妊娠中の母親のストレスと生後18カ月の子供の思考能力に直接関係していると報告した。

早産児に対する創造的な音楽療法

82人の乳児を対象とした2020年の研究では、研究者らはMRIスキャンを使用して、創造的な音楽療法が早産児の脳の構造と機能を向上させる可能性があるかどうかをテストした。

研究者らは、思考、社会的、感情的、運動機能を担う脳の領域における神経活動と接続性の増加を報告しました。言い換えれば、音楽療法は早産で生まれた赤ちゃんの脳の発達を促進する可能性があるということです。

自閉症スペクトラム障害（ASD）

2016 年のメタ分析によると、ASD の子供は非定型的な神経活動と接続性を持つ傾向があります。これは、特に社会的相互作用、感情の認識、言語スキルなどの分野での課題につながる可能性があります。

研究者らは、ASDの人が特定のスキルを身につけるのを助けるように設計された行動介入後の脳活動を評価した6件の研究を評価した。

彼らは、的を絞ったトレーニングにより神経活動と神経結合が大きく変化し、自閉症の症状の大幅な改善につながる可能性があると報告しました。その効果は特に年少の子供たちに顕著でした。

言い換えれば、脳の可塑性の原理を利用して神経ネットワークを強化する行動介入は、ASD の症状を軽減するのに役立つ可能性があります。

新しいお母さんたち

ある研究者によると、妊娠中と産後の期間中、新米母親はさまざまな機能的および構造的な脳の適応を経験します。 2017年の研究レビュー記事。

機能的可塑性の一例は、機能的 MRI (fMRI) 研究から得られます。彼らは、新しく母親になると、報酬、モチベーション、感情の調節に関与する神経回路の活動が増加することを明らかにしました。

研究では、これらの領域の活性化が、繊細な子育て行動と子供との強い感情的な絆を予測する因子であることも示しています。

さらに、母親の脳は産褥期に実際に大きくなります。これは構造可塑性の一例です。研究者らは、この成長は子育てに関連する脳領域で起こると考えています。

物質の使用

薬物使用障害は、報酬やモチベーション、習慣の形成、意思決定プロセスに関連する脳の領域に永続的な変化を引き起こす可能性があります。

2018年のレビューによると、このプロセスは、練習と強化を通じて何か新しいことを学ぶときに起こることに似ている可能性があります。しかし、物質を使用する場合、学習は有利ではありません。

神経新生とは何ですか?

「神経新生」とは、新しいニューロンの形成を指します。これは脳の可塑性の重要な部分ですが、これが唯一の例ではありません。

新しいニューロンは主に、出生前と、脳がまだ発達段階にある人生の初期に形成されます。その後、それらは移動して分化し、神経系内で幅広い機能を実行します。人間の脳には何千もの異なる種類のニューロンがあります。

神経科学者が成人の神経新生の証拠を発見したのはつい最近のことですが、それは依然として激しい議論の対象です。

によると 2019年の振り返り、神経新生はおそらく次の 2 つの脳領域で発生します。

• 海馬では、脳のこの領域での新しいニューロンの形成が長期記憶と学習に役割を果たしている可能性があります。
• 脳室下帯では、この領域での新しいニューロンの生成が嗅覚と関連付けられています。

脳の可塑性と神経新生の重要性は何ですか?

脳の可塑性は、胎児で神経系が形成され始める瞬間から人間の発達にとって重要です。実際、脳が変化し進化しなかったら、人間の生活がどのようなものになるかを想像するのは困難です。

新しい刺激に基づいて学習する能力がなければ、私たちは依然としてユニークな個人であり続けるでしょうか?私たちはスキルを磨き、事実を学び、思い出を作ることができるでしょうか?脳卒中や外傷性脳損傷を経験した人は回復できるでしょうか?

脳の可塑性は、これらすべての適応能力において重要な役割を果たします。

現在の研究の多くは、老化における神経可塑性と神経新生の重要性にも焦点を当てています。特に、 動物実験からの証拠海馬の神経新生が、アルツハイマー病や脳卒中などの加齢に伴う病気とともに、認知機能の低下を防ぐ可能性があることを示唆しています。

脳の可塑性と神経新生を促進するにはどうすればよいでしょうか?

脳の可塑性は人によって大きく異なります。研究者らは、年齢は重要な要素ですが、性格やライフスタイルも影響すると考えています。

そうであれば、特定の行動で神経可塑性と神経新生を促進できる可能性があります。これには、次の実証済みのアクションが含まれます。

• 定期的な運動。定期的な運動は神経可塑性を促進します。運動を生活に取り入れ、定期的に続けるには、体を動かすのに楽しいアクティビティを見つけてください。
• ストレス管理。 2022年のレビューによると、ストレスは神経の可塑性と神経新生を低下させる可能性があります。ストレスを完全に避けることはできませんが、その影響を最小限に抑え、管理するための措置を講じることはできます。
• 栄養価の高い食事。 研究脂肪と砂糖の多い食事は成人の神経新生に悪影響を与える可能性があることを示唆しています。一方、ターメリックなどのポリフェノールを摂取すると、神経可塑性が促進される可能性があります。
• 生涯学習。学習は脳の機能を高めることが証明されています。クラスに参加したり、新しい言語を学んだり、楽器を演奏したり、本を読んだり、ゲームをしたり、パズルをしたりしてみてください。
• 質の良い睡眠。ある研究者によると、睡眠はシナプス可塑性に役割を果たしています。 2017年の調査。睡眠を優先し、毎晩7〜8時間の睡眠を目指しましょう。
• メンタルヘルスケア。研究によると、うつ病は神経の可塑性を妨げる可能性があります。対照的に、抗うつ薬治療は成人の神経可塑性を高める可能性があります。
• 薬物使用障害の治療。ある研究者によると、アルコールと物質使用障害は神経可塑性を低下させる可能性があります。 2020年の振り返り。アルコールや薬物の使用を管理または中止することが難しい場合は、今すぐ支援を受けることができます。

結論

可塑性により、脳は生涯にわたって新しい状況、経験、環境に適応することができます。これは、脳がまだ発達中の胎児や乳児に最も顕著であり、年齢が上がるにつれて遅くなります。

それでも、成人期における神経可塑性の例は数多くあります。実際、研究によると、学習と記憶に関係する脳の領域では、新しいニューロンが成長することさえあることが示唆されています。このプロセスは神経新生と呼ばれます。

脳の可塑性の増加は、加齢に伴う認知機能低下のリスク低下にも関連しています。定期的な運動、バランスの取れた食事、ストレスの管理、学習の継続など、いくつかの簡単な手順が脳の可塑性を高めるのに役立ちます。