TÍNH MỀM DẺO THẦN KINH VÀ CÁC NGUYÊN LÝ CỦA TÍNH MỀM DẺO

Cập nhật lần cuối vào 25/07/2022

KHÁI NIỆM VỀ TÍNH MỀM DẺO THẦN KINH

Thuật ngữ mềm dẻo thần kinh (neuroplasticity, brain plasticity) đề cập đến khả năng tích cực của não trong việc tổ chức lại các kết nối thần kinh về mặt cấu trúc và chức năng để đáp ứng với hoạt động và nhu cầu của môi trường. 

Mềm dẻo thần kinh giải thích sự phục hồi sau tổn thương cấp tính và mạn tính của nhiều bệnh lý thần kinh và thần kinh cơ. Tính mềm dẻo thần kinh do học tập liên quan đến ba quá trình: (1) củng cố các kết nối thần kinh hiện có, (2) kích thích sự hình thành các kết nối thần kinh mới và (3) ưu tiên lựa chọn các kết nối và đường dẫn thần kinh, được gọi là pruning (tỉa bớt). Hiểu biết về mềm dẻo thần kinh cũng giúp chúng ta đánh giá lại xem liệu các biện pháp can thiệp hiện tại có đủ hay không ― về phương pháp điều trị, cường độ và thời gian ― để kích hoạt các thay đổi mềm dẻo thần kinh nhằm cải thiện chức năng và chất lượng cuộc sống.

Tính mềm dẻo thần kinh xảy ra trong quá trình phát triển ở trẻ em, trong thời kỳ trưởng thành khi một cá nhân nắm vững các kỹ năng vận động và xây dựng cơ sở kiến ​​thức mới, cũng như sau bất kỳ loại chấn thương nào ở não. Tính mềm dẻo được thúc đẩy bởi (tức là phụ thuộc vào) quá trình học tập, cho dù là học kiến ​​thức hoặc kỹ năng mới hay học lại các kỹ năng bị gián đoạn bởi bệnh tật hoặc chấn thương. Mặc dù cơ chế của các thay đổi mềm dẻo thần kinh vẫn chưa được hiểu đầy đủ, việc tiếp xúc với các cơ hội học tập với cường độ và thời lượng đủ sẽ góp phần vào việc tái lập bản đồ (remapping) các vùng vận động, tri giác và giao tiếp trong não. 

Ở giai đoạn sớm trong PHCN, khi các tác dụng của viêm và phù nề do tổn thương hoặc nhồi máu giảm đi, do đó các can thiệp dựa trên hoạt động có thể giúp làm sống lại và phục hồi chức năng trong các cấu trúc thần kinh ban đầu đã bị tổn thương; đây là sự hồi phục thần kinh (neural recovery). Ngoài tính chất dẻo trong não, các bằng chứng mới cho thấy rằng tính mềm dẻo phụ thuộc vào hoạt động cũng được thấy ở tủy sống dưới mức tổn thương ở những bệnh nhân bị tổn thương tủy sống.

Ngay cả khi có khả năng hồi phục thần kinh, đôi khi nỗ lực cần thiết để kích hoạt các mạch nối thần kinh phục hồi là rất khó khăn. Nếu không có sự khuyến khích và cơ hội để luyện tập, chức năng có thể tiếp tục bị tổn hại do tình trạng không sử dụng do được học (learned nonuse) của một bộ phận cơ thể. Khi quá trình phục hồi tiến triển, các biện pháp can thiệp dựa vào hoạt động tiếp tục có thể tạo điều kiện cho việc huy động các cấu trúc thần kinh lân cận còn nguyên vẹn để hỗ trợ chức năng cho các cấu trúc não bị tổn thương. Mặc dù đây thực sự là một cơ chế bù trừ thần kinh, nó có thể được bệnh nhân, gia đình và các chuyên gia phục hồi chức năng xem là sự hồi phục chức năng ở các mức chức năng cơ thể và hoạt động theo Phân loại quốc tế về hoạt động chức năng, khuyết tật và sức khỏe (ICF). Nếu tổn thương não quá rộng nên cần phải có những cách thay thế để thực hiện các nhiệm vụ chức năng chính, việc huấn luyện lại dẫn đến bù trừ chức năng.

Theo truyền thống, các can thiệp y học đối với não mới bị tổn thương thường tập trung vào việc phòng ngừa hoặc hạn chế các di chứng thứ phát sau tổn thương (chấn thương, thiếu máu cục bộ, nhiễm trùng…). Mặc dù có những tiến bộ về thuốc men và can thiệp (như là kích thích từ xuyên sọ) nhằm vào sự hồi phục chức năng, phục hồi chức năng dựa trên các nguyên lý về học vận động hiện vẫn là biện pháp tạo thuận lợi tốt nhất cho tính dẻo của thần kinh. Các khía cạnh hành vi, cảm giác / tri giác và nhận thức của vận động chức năng và kỹ năng dường như thúc đẩy các quá trình mềm dẻo thần kinh trong não bị tổn thương một cách hiệu quả tương tự như với não đang phát triển. 

Các Nguyên lý của tính mềm dẻo thần kinh

Kleim và Jones đã đưa ra một tập hợp 10 nguyên lý diễn dịch các bằng chứng tốt nhất từ các nghiên cứu khoa học cơ bản trên động vật và trên người về tính mềm dẻo thần kinh để cung cấp thông tin cho phát triển các can thiệp phục hồi chức năng lâm sàng dựa trên học vận động. Mawase và cộng sự đề nghị bổ sung nguyên lý củng cố thành công của nhiệm vụ.

Nguyên tắcMô tả
1Use it or lose it
Dùng nó hoặc mất nó
Việc không điều khiển các chức năng cụ thể của não có thể dẫn đến suy thoái chức năng.
2Use it and improve it
Sử dụng nó và cải thiện nó
Huấn luyện thúc đẩy một chức năng não cụ thể có thể dẫn đến tăng cường chức năng đó.
3Specificity
Tính cụ thể 
Bản chất của kinh nghiệm tập luyện quyết định bản chất của tính mềm dẻo.
4Repetition matters
Lặp lại là quan trọng
Để tạo ra tính mềm dẻo cần luyện tập với mức lập lại cao
5Intensity matters 
Cường độ là quan trọng
Để tạo ra tính mềm dẻo cần luyện tập với cường độ cao.
6Time matters
Thời gian là quan trọng
Các dạng mềm dẻo khác nhau xảy ra vào các thời điểm khác nhau trong quá trình tập luyện.
7Exercise matters
Bài tập là quan trọng
Các dạng mềm dẻo khác nhau xảy ra với bài tập trước và sau khi tập luyện.
8Salience matters 
Ý nghĩa là quan trọng
Kinh nghiệm tập luyện phải đủ có ý nghĩa để tạo ra tính mềm dẻo.
9Age matters 
Tuổi tác là quan trọng
Tính mềm dẻo do tập luyện xảy ra dễ dàng hơn ở não còn non hơn.
10Transference
Sự chuyển giao
Sự mềm dẻo trong phản ứng với một kinh nghiệm tập luyện có thể gia tăng khả năng tiếp thu các hành vi tương tự.
11Interference
Sự giao thoa
Sự mềm dẻo trong phản ứng với một trải nghiệm có thể cản trở việc tiếp thu các hành vi khác.
12Success reinforcement
Củng cố thành công
Sự củng cố bên trong và sự xác nhận thành công từ bên ngoài đều cần thiết.
Bảng: : Các nguyên tắc về Tính mềm dẻo thần kinh dựa vào kinh nghiệm, phụ thuộc vào sử dụng và dựa trên hoạt động

Dùng nó hoặc mất nó

Nghiên cứu khoa học cơ bản đã chứng minh rõ ràng rằng khả năng bị suy giảm hiệu suất và cuối cùng là mất năng lực và kỹ năng nếu các mạch nối thần kinh không được kích hoạt một cách nhất quán bởi hoạt động chức năng. Đây là tiền đề cơ bản của thuyết không sử dụng do học được tạo thành cơ sở cho trị liệu vận động đồng cưỡng bức (CIMT) cho chi trên ở người lớn và trẻ em bị liệt nửa người. 

Trong giai đoạn sớm phục hồi chức năng, những bệnh nhân tổn thương thần kinh trung ương có thể nhận thấy các chiến lược vận động bù trừ hoặc thay thế ít khó khăn hơn, bởi vì chức năng não bị thay đổi và dẫn đến chứng liệt hoặc thay đổi trương lực cơ. Khi sử dụng các chiến lược bù trừ này, việc vận động theo kiểu khác sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của cơ và tính mềm dẻo. Do đó, theo thời gian, không chỉ mạch nối thần kinh cần thiết cho vận động bình thường bị suy giảm mà cả nguồn lực thể chất của cá nhân để vận động cũng thay đổi. Cả hai yếu tố này củng cố thêm mẫu vận động bị thay đổi/bất thường và mất kỹ năng và hoạt động trước khi bị bệnh.

Sử dụng nó và cải thiện nó

Các mô hình động vật cho thấy rằng, trong cả trường hợp không bị khiếm khuyết lẫn bị khiếm khuyết, việc tập luyện nhất quán hoặc kéo dài tạo nên tính mềm dẻo của não, được chứng minh bằng việc tổ chức lại vận động vỏ não và lập bản đồ cảm giác và sự hình thành khớp thần kinh (synaptogenesis). Việc tham gia tập luyện (nghĩa là thực hành, trải nghiệm) kéo dài các kỹ năng và chức năng cụ thể giúp tăng cường hiệu suất trong các vùng não liên quan đến các chức năng đó; đây là mong muốn kết quả cho liệu pháp CIMT và các mô hình nhiệm vụ cụ thể được sử dụng trong các chương trình phục hồi chức năng tai biến mạch máu não, chấn thương não và tủy sống.

Tính đặc hiệu là có ý nghĩa

Ở người, việc đạt được các kỹ năng vận động cụ thể (ví dụ như gõ ngón tay) thông qua thực hành thể chất dẫn đến những thay đổi trong hoạt động thần kinh chỉ ở các vùng cụ thể của vỏ não vận động và tiểu não (như các vùng ánh xạ với bàn tay và ngón tay trong ví dụ trên). Điều này đã được chứng minh trên hình ảnh cộng hưởng từ chức năng. Điều này chứng tỏ rằng kinh nghiệm tập luyện để đạt được một kỹ năng hành vi cụ thể xác định loại và mức độ mềm dẻo. Tập luyện theo tác vụ cụ thể đã được đánh giá là một biện pháp can thiệp để phục hồi chức năng chi trên và đi lại sau đột quỵ. Một điều cần lưu ý là những thay đổi mềm dẻo thần kinh liên quan đến việc huấn luyện một kỹ năng không nhất thiết góp phần cải thiện các kỹ năng khác hoặc những thay đổi trong các vùng khu vực khác của não. 

Lặp lại, Lặp lại, và Lặp lại

Một lần thực hiện thành công một nhiệm vụ vận động không có nghĩa là nhiệm vụ đó đã được thực hiện một cách thuần thục. Trong học vận động, bằng chứng của sự thành thạo là sự chuyển đổi sang tính tự động. Một cá nhân chuyển sang tính tự động chỉ sau nhiều buổi thực hành. Cần lặp lại đủ mức các hành vi mới hoặc học lại hành vi cũ để thiết lập vững chắc các thay đổi mềm dẻo thần kinh. Lặp lại có vai trò rất quan trọng trong học vận động và mềm dẻo thần kinh. 

Cường độ là quan trọng

Ở những người không bị tổn thương sọ não, cường độ luyện tập (liều lượng, số lần lặp lại, số buổi luyện tập) ảnh hưởng đến cả mức độ và sự ổn định của sự thay đổi mềm dẻo thần kinh do luyện tập gây ra. Mặc dù “liều lượng” tối ưu cho can thiệp phục hồi chức năng không được xác định rõ và có thể khác nhau giữa các chẩn đoán, nhưng rõ ràng là kết quả của can thiệp bị ảnh hưởng bởi liều lượng, với các chương trình cường độ cao có hiệu quả nhiều nhất. Cường độ bao gồm số lần lặp lại cao và tần suất các buổi thực hành cao. Các mô hình thực hành phục hồi chức năng hiện tại không phải lúc nào cũng cung cấp số lần lặp lại hoặc cường độ liều lượng cần thiết để tạo ra tính mềm dẻo thần kinh và tổ chức lại vỏ não. Can thiệp CIMT là can thiệp đòi hỏi cường độ cao và lặp lại. 

Thời gian và thời điểm 

Có nhiều yếu tố phân tử, tế bào, cấu trúc và sinh lý học góp phần vào quá trình mềm dẻo thần kinh; Các mối quan hệ và thời gian thay đổi ở mỗi cấp độ này tiếp tục được khám phá. Ví dụ, sự củng cố trí nhớ vận động, đòi hỏi thời gian “ngoại tuyến” sau khi thực hành để một kỹ năng mới học được lưu giữ một cách hiệu quả. Như trong quá trình phát triển, có thể có cửa sổ cơ hội trong mẫu hồi phục điển hình của bệnh lý thần kinh khi mà các can thiệp nhắm mục tiêu đến tính mềm dẻo thần kinh có khả năng hiệu quả nhất. Can thiệp muộn, hoặc dưới ngưỡng cường độ có thể cho phép các vận động bù trừ hình thành, và do đó làm cho phục hồi chức năng ít hiệu quả hơn. Do vậy, cần phải nghiên cứu thêm về thời điểm tốt nhất áp dụng can thiệp nhằm vào mềm dẻo thần kinh sau khi bị tổn thương thần kinh trung ương.

Tính có ý nghĩa là quan trọng

Ngay cả một hoạt động được thực hành tốt cũng sẽ không tạo ra tính mềm dẻo thần kinh thành công trừ khi cá nhân nhận thấy nó có ý nghĩa và quan trọng. Động lực, sự chú ý và khả năng học tập bị ảnh hưởng bởi mức độ liên quan và cảm nhận về phần thưởng tiềm năng liên quan đến nhiệm vụ vận động. Việc tham gia vào các can thiệp phục hồi nhằm vào mềm dẻo thần kinh đòi hỏi sự đầu tư và nỗ lực đáng kể từ phía bệnh nhân. Điều cần thiết là có sự thảo luận và nhất trí một cách tối ưu giữa cá nhân và nhà trị liệu về khả năng cải thiện hoạt động chức năng ở một mức mà cá nhân cho là có giá trị và quan trọng do kết quả của sự can thiệp. Động lực gia tăng được ghi nhận ở những bệnh nhân được phép lựa chọn và kiểm soát các biện pháp can thiệp và khi sự hợp tác với nhà trị liệu được đưa vào kế hoạch điều trị. Chú ý đến nhiệm vụ và động lực nội tại tăng cường học tập khi các mục tiêu cá nhân được gắn nối với nhiệm vụ. Tính có ý nghĩa có lẽ tác động đến việc học và phục hồi vận động thông qua hệ thống cholinergic của phần sàn não trước.

Tuổi tác

Mặc dù bộ não rõ ràng là “mềm dẻo” nhất trong thời kỳ đầu đời – trong giai đoạn phát triển nhanh chóng về vận động, tri giác và nhận thức- não của người lớn tuổi vẫn tiếp tục đáp ứng với các tác nhân gây mềm dẻo thần kinh. Tuy nhiên, có sự khác biệt trong quá trình học vận động và tính mềm dẻo của thần kinh ở các hai nhóm tuổi. Trẻ em có thể cần thời gian luyện tập lâu hơn và giảm dần tần suất phản hồi học vận động hiệu quả khi so với người lớn. Người lớn tuổi cũng cần thời gian luyện tập dài hơn và tăng số lần lặp lại, đặc biệt khi họ đang cố gắng thay thế các chiến lược vận động bù trừ cạnh tranh sau tổn thương thần kinh trung ương. Khi so sánh với những người bệnh trẻ tuổi hơn, hiệu quả của quá trình học vận động (và tính dẻo của thần kinh) ở người lớn tuổi dường như thấp hơn trong cả tiếp thu và duy trì kỹ năng vận động được huấn luyện. Điều này có thể liên quan đến tuổi tác (như giảm trí nhớ làm việc, giảm thị lực và khả năng tập trung chú ý ..). 

Sự chuyển giao

Kleim và Jones mô tả sự chuyển giao là khả năng các thay đổi mềm dẻo trong một tập hợp các mạch nối thần kinh này có thể tăng cường các thay đổi mềm dẻo đồng thời hoặc trong tương lai trong các mạch nối thần kinh khác. Các nghiên cứu ở động vật cho thấy rằng sống và hoạt động trong môi trường phong phú phức tạp cũng có thể làm tăng cường những thay đổi mềm dẻo thần kinh ở vỏ não sau chấn thương não. Ở người, môi trường phong phú và tập luyện đều có tác dụng tăng cường dẻo thần kinh trên não, thân não, tiểu não và tủy sống bị tổn thương, góp phần tân sinh mạch qua trung gian giải phóng các yếu tố dinh dưỡng thần kinh có nguồn gốc từ não trong quá trình hoạt động.

Sự giao thoa

Cũng giống như một số thay đổi tế bào thần kinh cho phép tổ chức lại trong quá trình chuyển giao, chúng cũng có thể ngăn chặn, giao thoa hoặc cản trở hoạt động hoặc tổ chức lại của các mạch nối khác, ảnh hưởng xấu đến khả năng học. Kleim và Jones định nghĩa sự sự giao thoa là khả năng tính mềm dẻo trong một mạch nối thần kinh cụ thể để cản trở việc tạo ra các mạch nối mới hoặc hoạt động của các mạch nối đã được thiết lập. Ví dụ rõ ràng nhất là tác động bất lợi mà các chiến lược vận động bù trừ (một sự thay đổi dẻo thần kinh trong đó bệnh nhân đột quỵ đã học cách di chuyển chức năng bằng cách sử dụng các chiến lược vận động thay thế) đối với việc học các chiến lược vận động hiệu quả hơn trong trị liệu. Sự giao thoa này cũng được quan sát thấy ở những người bị đau chân cấp tính hoặc mạn tính, đã quen với cách di chuyển tránh đau nhưng không hiệu quả về mặt sinh cơ học và có thể gây nên các bất thường thứ phát

Củng cố thành công nhiệm vụ

Một nguyên lý đã được Mowase et al. (2017) bổ sung. Khi một cá nhân nhận được sự củng cố bên trong thông qua việc thực hiện thành công một nhiệm vụ vận động mới học được, có những thay đổi về tính mềm dẻo xảy ra trong vỏ não vận động. Điều này được gọi là “tính mềm dẻo phụ thuộc vào sử dụng” (“use-dependent plasticity” , UDP). UDP được ghi nhận nhiều hơn đáng kể ở những người tham gia đã trải qua sự củng cố thành công so với những người không củng cố. Điều này có thể cho thấy rằng hiệu suất thành công trong các lần tập luyện củng cố việc học, do đó làm tăng tính mềm dẻo.

MinhdatRehab biên dịch

👋 Chào bạn!

Hãy nhập địa chỉ email của bạn để đăng ký theo dõi blog này và nhận thông báo về các bài mới qua email mỗi tuần.

MinhdatRehab

Gởi bình luận

Bạn không thể sao chép nội dung ở trang này