Istraživači sa Univerziteta u Kopenhagenu pokazali su da se sposobnost mozga da nauči određene veštine može značajno poboljšati ako su i mozak i nervni sistem pripremljeni pažljivo kalibrisanim, tačno vremenskim merama električnih i magnetnih stimulacija. Ovo novo istraživanje ima potencijal da otvori potpuno nove perspektive u rehabilitaciji i možda elitnom sportu.
Naučnici pažljivo izračunavaju proces. Prvo, električna energija se isporučuje do nerva u podlaktici ispitanika. Milisekunde kasnije, magnetna stimulacija se primenjuje na motorni deo njihovog mozga pomoću zavojnice postavljene na njihovu glavu. Trenutni efekat je vidljiv kao mali, nevoljni trzaji u ruci subjekta. Deset sekundi kasnije, proces se ponavlja.
Iako ovo može izazvati slike dr Frankenštajna na poslu, stvarnost je pionirska istraživanja sposobnosti mozga da uči što bi moglo da otključa nova razumevanja funkcije mozga i pruži nove puteve za motorički trening i rehabilitaciju. Mladi, zdravi ispitanici navodno nisu osećali skoro ništa tokom procesa, ali su nakon toga pokazali poboljšane prednosti od sesije motoričkog treninga.
„Cilj stimulacije je da se pomoću električnih impulsa utiče na mreže kičmene moždine sa dve strane. Kada se to radi više puta i precizno vremenski, efikasnost mreže se može povećati. Naša nova otkrića pokazuju da ovo takođe može poboljšati sposobnosti ljudi da kasnije nauče motoričke veštine. To pokazuje naše istraživanje“, objašnjava Jonas Rud Bjørndal, dr. sa Odeljenja za ishranu, vežbanje i sport i jedan od vodećih istraživača studije.
U studiji Bjørndala, Jespera Lundbie-Jensena i njihovih kolega, koja je sada objavljena u Nature Communications, pokazalo se da ispitanici mogu poboljšati svoje rezultate treninga i poboljšati performanse motoričkih zadataka do 30% nakon što su primili stimulaciju prije obuka.
U proseku, učesnici su poboljšali svoje sposobnosti za oko 20% samo uz obuku, čineći dobitke izazvane stimulacijom značajnim. Istraživanje je uključivalo seriju od četiri eksperimenta koristeći takozvane uparene stimulacije mozga i perifernih nerava.
Ali Jesper Lundbie-Jensen, vanredni profesor i šef Odseka za pokrete i neuronauke na Odeljenju za ishranu, vežbanje i sport, upozorava da ovo nije čudotvorni metod:
„Nećete postati bolji u nečemu — ili postati šampion u bacanju koplja — samo ako imate slabe struje koje se šalju kroz vaš nervni sistem. To verovatno nije iznenađenje. Ali naše istraživanje pokazuje da kombinovanje stimulacije sa naknadnim treningom može značajno poboljšati koristi od nečijeg treninga, što ga potencijalno čini velikom pomoći na tom putu.“
Kada se uče motorički intenzivni zadaci, bilo da se radi o pomeranju prstiju što je brže moguće – kao u učenju – sviranju gitare ili bacanju koplja, mozak mora biti u stanju da se fizički promeni vežbanjem. To je moguće zbog njegove plastičnosti.
„Mreže mozga i centralnog nervnog sistema moraju biti u stanju da se fizički prilagode jer tako učimo. Ove promene u nervnom sistemu su takođe neophodne za pamćenje, omogućavajući nam da zadržimo i prisetimo se onoga što smo naučili“, objašnjava Lundbaj-Jensen.
Nova studija se zasniva na prethodnim istraživanjima koja pokazuju da se na plastičnost mozga može pozitivno uticati stimulacija mozga i perifernih nerava, npr. kroz podlakticu. Istraživači su uspeli da pokažu da se, uz precizna podešavanja i tajming, ova plastičnost – i spremnost za učenje – može poboljšati sa tako više puta uparenim električnim i magnetnim stimulacijama koje se sudaraju u kičmenoj moždini.
„Pošto smo mi i drugi pokazali u ranijim studijama da je sposobnost učenja motoričkih veština povezana sa plastičnim promenama u nervnom sistemu, bio je logičan korak da se istraži da li ova dva faktora mogu imati kombinovani efekat. Naši nalazi pokazuju da postoji zaista značajna korist“, kaže Bjorndal.
Istraživači naglašavaju važnost preciznog vremena za uparene stimulacije kao kritičan doprinos ovoj oblasti. Ako je vreme stimulacija isključeno, efekat je mnogo manje izražen.
„Ovo čini ovu metodu izazovnijom za primenu, ali je u skladu sa našim znanjem o mehanizmima koji su uključeni u plastičnost mozga – da tačno vremenske, ponovljene aktivacije mogu doprineti jačanju veza nervnog sistema. Ono što je novo ovde je da naknadna obuka može da iskoristi efekte koji stimulacija stvara u nervnom sistemu. Ovo znanje je suštinski zanimljivo i biće uzbudljivo proširiti ga u budućim istraživanjima,“ dodaje Bjorndal.
Nalazi pružaju svež uvid u odnos između plastičnosti mozga i efekata motoričkog treninga. Iako je stepen do kojeg će ovo znanje pomoći ljudima da poboljšaju motoričke funkcije i dalje neizvjestan, istraživači se nadaju da će njihovi rezultati biti od koristi društvu.
U početku, tehnika bi mogla da otvori nove mogućnosti za strategije rehabilitacije koje se koriste u fizioterapiji, zdravstvenoj zaštiti i nezi starijih.
„Postoje ljudi u našem društvu koji se, na primer, zbog povreda nervnog sistema suočavaju sa strmim borbama da povrate pokretljivost. Očigledno, obuka je neophodna. Ali ako nove metode – uključujući naše istraživanje, na duge staze – mogu da dovedu do ove obuke efikasnije, čak i sa malom razlikom, bilo bi izuzetno zadovoljavajuće“, kaže Lundbaj-Jensen.
Pored toga, tehnike stimulacije bi se takođe mogle pokazati korisnim za elitne sportiste, posebno u disciplinama koje uključuju balističke pokrete koji se oslanjaju na eksplozivnu snagu mišića. Međutim, svakome ko želi da testira ove eksperimentalne metode kako bi poboljšao sopstvenu obuku može biti izazov za pristup opremi, koja je trenutno ograničena na istraživače i osoblje univerziteta i bolnica.
