Muzika i neuropalastičnost mozga

        Kroz sve istorijske epohe muzika je bila deo rituala, ne samo stvaralaćki, kreativni izraz, već i sredstvo komunikacije, obrazovanja. Savremena neuronauka pruža konvergentne dokaze da se muzika proteže dalje od trenutačnog, prolaznog doživljaja. Nalazi iz elektrofiziologije, neuroimidžinga, endokrinologije, randomizovanih kontrolisanih ispitivanja i longitudinalnih studija obuke pokazuju da muzičko iskustvo, bilo receptivno ili aktivno, deluje na promenu mozga, oblikujuci neuronske oscilacije, prediktivnu i nagrađujuću dinamiku, autonomnu i neuroendokrinu regulaciju i dugoročnu povezanost, čime podržava kogniciju, socijalno funkcionisanje, motoričku kontrolu čak i otpornost na neuropsihijatrijske bolesti.

        Svojstvo mozga da se kontinuirano menja i prilagođava iskustvima stvaranjem novih i modifikovanjem postojećih neuronskih mreža naziva se neuroplastićnost. Ovo svojstvo mozga ključna je za modernu neuronauku . Nekada se verovalo da se javlja samo tokom ranog razvoja, ali istraživanja sada pokazuju da se plastičnost nastavlja tokom celog životnog veka, omogućavajući učenje, pamćenje i oporavak od povrede ili bolesti. Značajan napredak je postignut u razumevanju mehanizama koji leže u osnovi neuroplastičnosti i terapijske primene. Pomak u istrživanjima nosi značajne društvene implikacije, pre svega pomaže u stvaranju novih strategija za borbu protiv neuroloških poremećaja i, uopšte, optimizaciju mentalnog zdravlja.

Mehanizmi neuroplastičnosti

Neuroplastičnost podupiru četiri međusobno povezana procesa :
- sinaptička plastičnost ,
- strukturna plastičnost,
- neurogeneza i
- funkcionalna reorganizacija

      Oni omogućavaju mozgu da se prilagodi i unutrašnjim i vanjskim promenama tokom celog životnog veka. Ovi procesni mehanizmi su neophodni za učenje, pamćenje i obnavljanje funkcije nakon povrede, nažalost mogu doprineti i razvoju patoloških stanja kada su poremećeni. Iako se svaki mehanizam tradicionalno ispitivao izolovano, savremena istraživanja sve više ističu njihovu međuzavisnost.

1 . Sinaptička plastičnost

      Simapse su ključna mesta komunikacije između neurona u mozgu, one omogućavaju prenos signala putem hemijskih neurotransmitera ili električnih impulsa. Svaki neuron može stvoriti hiljade sinapsi, čineći neverovatno složenu mrežu od stotina trilijuna veza odgovornih za učenje, pamćenje i sve funkcije živčanog sistema.One su mostovi preko kojih prolaze poruke. Kada komunikacija među sinapsama nije odgovarajuća, krugovi se pokvare te to menja način na koji ljudi razmišljaju i obavljaju različite zadatke uzrokuje kognitivne poremećaje poput demencije i nekih drugih psihičkih poremećaja.

     Plastičnost sinapsi je sposobnost oporavka i ponovne izgradnje. Često vežbanje ili ponavljanje neke veštine (LTP -dugotrajna potencija ) učvršćuje, ojačava simaptićke veze, čini ih efikasnijimposledično jača uključene neuronske krugove . Na primer, adaptivni oblik plastičnosti nastaje kada se sinaptičke veze ojačaju tokom sticanja veštine sviranja muzičkog instrumenta ili tokom veźbanja dugoročnog pamćenja, kao što je učenje novog jezika.

      S druge strane, LTD ( slabljenje ) smanjuje sinaptičku efikasnost, što je važno za selektivno brisanje ili modifikaciju pamćenja. LTD time poboljšava sinaptičke mreže i pomaže u održavanju optimalne ravnoteže. Koristan primjer LTD-a nastaje kada mozak uklanja nepotrebne sinapse kako bi usavršio motoričke veštine i optimizovao obradu informacija. Međutim, prekomerni LTD u hipokampalnim krugovima može doprineti kognitivnom padu i oštećenju pamćenja.

     Uspeh obe dve sinapričke plastićnosti zavise od homeostatske plastićnosti. ( homwostaza - sposobnost organizma da održava stabilne uslobe u svojoj unutrašnjoj sredini , npr. temperatura, pH, uprkos promenama u okolini.Ravnoteža je kljućna u održavanju organizma. NPR. dopaminski sistem ima mehanizam tolerancije koji se naziva homeostatska plastičnost. Ako generišemo previše pozitivnih pogrešaka (npr. prevelik užitak), ovaj sistem može uticati na smanjenje osetljivosti.

    Da, muzika bi mogla biti zavisnička. Međutim, nije jasno da li se na nju može razviti tolerancija, jer nijedna studija (za koju znam) nije to testirala ili pokazala da je to slučaj. Pored dopamina (DA), muzika izaziva oslobađanje mu-opioida. Obe neurohemijske supstance igraju ključnu ulogu u iskustvu "željenja/sviđanja". Beridž i saradnici su mnogo pisali o njihovoj interakciji. Zašto je ovo relevantno? Pa, pored dopamina muzika verovatno izaziva oslobađanje mu-opioida kao deo onoga što nam je prijatno. Obzirom da su mu-opioidi (kao što je beta-endorfin) prirodni analgetici, nije neuobičajeno da je analgezija izazvana muzikom povezana sa oslobađanjem mu-opioida. Egzogeni mu-opioidi kao što su heroin, oksikodon i morfin su poznatiji lekovi za smanjenje bola. Upotreba potonjeg (morfina) čak se smanjuje kod onih koji slušaju muziku kada imaju bol posle operacije, što sugeriše manju potrebu za opiodima - možda zato što muzika već oslobađa neke.

       U nedavnom članku iznet je na videlo intrigantan skup dokaza o vezi između muzike i imunološkog sistema kao i mentalnog zdravlja, za koje je pokazano da imaju veze sa produkcijom mu-opioida. Zavisnost od muzike je već rabljena tema u prošlosti (Panksepp, 1995; Vitouch, 2005, Ahrends 2017). Svi autori sugerišu da je zavisnost od muzike moguća, i da je potrebno više istraživanja. Panksepov fokus je bio na opioidnom sistemu - on je sugerisao da je muzika zavisnička na isti način kao i opioidi, zbog oslobađanja opioida za efekat "jeze". Usput, njegov rad je korišćen i u objašnjavanju sličnosti između zavisničkog ponašanja kod osoba sa "socijalnim" povlačenjem, što je osnova za teoriju o opioidima u mozgu i socijalnom povezivanju. Ova veza između muzike i opioida je korišćena i za objašnjenje socijalizirajućih efekata muzike i plesa.

2. Strukturna plastičnost

       Strukturna plastičnost uključuje fizičke promene u neuronskoj arhitekturi, uključujući sinaptogenezu (formiranje novih sinapsi), dendritičko grananje i sinaptičko rezidbu. Sinaptogeneza i dendritično remodeliranje mogu dovesti do adaptivnih ishoda što je pokazano povećanjem dendritičke složenosti u motornom korteksu kada pojedinci uče svirati muzički instrument, što u konačnici rezultira profinjenom i efikasnijom motoričkom kontrolom. Međutim, isti ti mehanizmi mogu postati maladaptivni (negativni) ako dođe do abnormalnog rasta dendrita ili formiranja spina kao npr.

       Istraźivanja su pokazala da muzika, kao multisenzorni stimulus, izaziva strukturne i funkcionalne promene u mozgu, uglavnom zbog kontinuiranog angažovanja moždanih regiona povezanih sa slušanjem i/ili izvođenjem muzike. Nekoliko studija je istraživalo promene u mozgu muzičara kao rezultat dugotrajne muzičke prakse. Korpus kalosum, fibrozni trakt koji povezuje dve moždane hemisfere, značajno je veći kod muzičara nego kod nemuzičara, a veličina korpusa kalosum je u pozitivnoj koleraciji sa godinama muzičke obuke. U nekoliko studija je potvrđeno da korpus kalosum pokazuje veću zapreminu kod muzičara koji su započeli svoju praksu pre sedme godine, za razliku od muzičara koji su kasnije počeli sa vežbnjem.

       Korpus kalosum najveći je snop nervnih vlakana u ljudskom mozgu koji povezuje levu i desnu hemisferu velikog mozga. Njegova glavna uloga je omogućavanje komunikacije i razmene informacija između dve hemisfere, čime se koordinira rad mozga.

        Takođe su zabeležene značajne promene u beloj masi i granularnoj masi izazvane muzikom. Bengtson i kolege proučavali su efekte dugotrajnog sviranja klavira na belu masu u detinjstvu, adolescenciji i odraslom dobu koristeći difuziono tenzorsko snimanje. Otkrili su da pijanisti imaju strukturiraniju desnu zadnju unutrašnju kapsulu od nemuzičara. Trening može izazvati plastične promene u beloj masi mozga ako se trening odvija tokom perioda sazrevanja puteva vlakana. Druga studija je proučavala sivu i belu masu kod pijanista i nemuzičara . Kod pijanista, u poređenju sa nemuzičarima, gustina sive mase bila je veća u levom primarnom senzorno-motornom korteksu i desnom malom mozgu. Pored toga, integritet bele mase bio je veći i u desnoj zadnjoj unutrašnjoj kapsuli. Ovi nalazi ukazuju na to da dugotrajno sviranje klavira može izazvati adaptacije sive i bele mase u motornim regionima mozga, što bi moglo uticati na broj sinapsi, zapreminu glijalnih žlezda, mijelinaciju i prečnik aksona.

    Elbert i kolege su otkrili da gudači imaju cerebralnu reprezentaciju proširenu na prste ruke koja se uglavnom koristi za sviranje instrumenta. Što se određeni prst više koristi za sviranje instrumenta, to je veće povećanje kortikalnog odgovora.

     Dakle, kao što je utvrđeno brojnim studijama, sviranje instrumenata angažuje motorni korteks i druge strukture uključene u koordinaciju i pokretanje motornih pokreta. Motorni pokreti mogu biti jednostavni kao pomeranje prstiju muzičara ili složeni kao koordinacija pokreta stopala sa pokretima ruku. Sviranje muzike povećava veličinu sive mase u primarnom motornom korteksu. Veličina desnog i levog motornog korteksa procenjena je kod muzičara i nemuzičara. Obe grupe su imale asimetriju ulevo, ali su muzičari imali manji stepen asimetrije zbog većeg desnog motornog korteksa.

         Istraživači su takođe pronašli negativnu vezu između veličine motornog korteksa u obe hemisfere i uzrasta u kojem je počela muzička praksa. Strukturne promene u motornom korteksu rezultat su intenzivnog i ranog treninga veština ruku. 

         Druge strukture za koje je primećeno da se menjaju sa muzičkim iskustvom su mali mozak i precentralni girus, područje poznato po integraciji pokreta ruku/prstiju. Šlaugova grupa merila je zapreminu malog mozga kod muzičara i nemuzičara. Otkrili su da muzičari imaju veći prosečan volumen malog mozga nego nemuzičari. Ovi rezultati ukazuju na to da mali mozak prolazi kroz mikrostrukturne adaptacije kao odgovor na rani početak i kontinuirano vežbanje složenih sekvenci prstiju.

 

3. Neurogeneza 

        Od 1944. godine pojavljuje se sve više dokaza da mozak odraslog čoveka sadrži ćelije s potencijalom za proizvodnju neuroblasta.Glavna razlika između neuroblasta i neurona je sposobnost da se dele. Neuroblasti su uglavnom prisutni tokom embriogeneze, odnosno razvoja embriona. Međutim, oni također predstavljaju jedan od tipova ćelija koje su uključene u neurogenezu odraslih. Tek 1998. godine ova činjenica je potvrđena u mozgu odraslog čoveka. S obzirom na to da se o svrsi ljudske neurogeneze žestoko raspravlja, mnoge istraživačke grupe su se fokusirale na učinak neurodegenerativnih bolesti u mozgu kako bi utvrdile snagu regenerativnog odgovora. Iako se većina studija na ljudima fokusirala na hipokampus, postoji mnoštvo dokaza da postoji veća plastičnost u subventrikularnoj zoni i u ventrikulo-olfaktornom neurogenom sistemu. Dakle ćelije neuroblaste proizvode matične ćelije u subventricularnoj zoni odraslih i migriraju u oštećena područja nakon ozlede mozga.Trenutna istraživanja pokazuju da SVZ poseduju potencijal za popravak neurona, ipak trenutne istraživačke strategije još uvek ne mogu postići potpunu ili gotovo normalnu obnovu nervnih krugova. Ne treba gajiti iluziju o svemogućem uticaju muzike ni nasedati na kojekakve terapije koje obećavaju oporavak posle teških povreda.

Funkcionalna reorganizacija

Funkcionalna reorganizacija omogućava mozgu da kompenzira neuronska oštećenja preusmeravanjem zadataka na alternativne ili nedovoljno iskorištene regije. Na primer, nakon moždanog udara koji pogađa levi motorni korteks, desni- kontralateralni motorni korteks može preuzeti delomičnu kontrolu nad motornim funkcijama čime se olakšava oporavak

      Istorijski gledano, muzika je bila prepoznata po svojim "lekovitim" svojstvima. Starogrčki i egipatski lekari koristili su flaute i lire za podsticanje probave, ublažavanje mentalnih poremećaja i izazivanje sna . U moderno doba, Diogelova pionirska studija iz 1880. godine u bolnici Salpêtrière u Parizu pružila je empirijske dokaze o terapijskim efektima muzike, demonstrirajući smanjenje krvnog pritiska i otkucaja srca, a istovremeno podstičući aktivnost parasimpatičkog nervnog sistema. Savremena istraživanja dodatno su potvrdila koristi muzičke terapije za pacijente sa moždanim udarom i traumatskom povredom mozga. Meta-analiza je zaključila da muzička terapija ( ritmićka slušna simulacija )značajno poboljšava motorički oporavak kod pacijenata nakon moždanog udara, posebno kada se kombinuje sa fizičkom rehabilitacijom. Pored muzike, frekvencije isceljivanja (432Hz i 528 Hz ) i binauralni ritmovi su još dve široke kategorije slušnih stimulusa koji mogu poslužiti kao neinvazivni terapijski modaliteti za neurorehabilitaciju.

imamo primer da neko izgubi sposobnost govora kao da ima afaziju, ali je sačuvao sposobnost pevanja. Zašto neko ne može izgovoriti rečenicu ali može pevati bez ikakvih problema? Dakle, postoji čitav niz načina lečenja afazije ili njenog rešavanja koji se oslanja na očuvanu sposobnost pevanja, gde ljudi postepeno nadograđuju iskaze nalik govoru, pored pesme koju još uvek mogu proizvesti. Postoji čitava jedns složena, međusobno povezana mreža tako da se može oštetiti bilo koji njen deo, ali postoje kompenzacijske stvari koje se javljaju u drugom području i aktivirajul

Očito da slušni sistem pokazuje izuzetnu neuroplastičnost, što mu omogućava da se prilagodi povredama. Ova prilagodljivost je ključna u rehabilitaciji za traumatsku povredu mozga i moždani udar, gde reorganizacija slušnih puteva može olakšati oporavak i kompenzirati oštećena područja . zbog toga poremećaji u bilo kojem segmentu slušnog sistema mogu dovesti do deficita u percepciji i obradi, što naglašava klinički značaj razumevanja ovih puteva za dizajniranje ciljanih terapija, kao što je muzička terapija. ( vidi opširnije )

Pamćenje, emocije i kognitivni domeni

Kako se istraživanja muzike povećavaju, istraživači su privučeni istraživanju efekata muzike na pamćenje, emocije i kognitivne domene. Prisećanje kroz muziku može izazvati emocije. Posebnk muzika iz adolescencije ostaje u sećanju. Ovo može biti zaista važno za ljude koji doživljavaju demenciju, na primer; ako kalibrirate pravu muziku i izložite ih nečemu što im je zaista značilo u tom periodu života, postoji mnogo dokaza da to može izazvati poboljšanja pamćenja i zanimljiv klinički potencijal. Istraživači pažljivo istražuju koje emocije muzika izražava, u odnosu na to kako vas to čini sretnima. Ponekad tužna muzika može usrećiti.

Mašta ima poseban egekat. Usmerene vežbe mašte uz muziku utiču na živopisnost, osećaj i percepciju, pokazujući potencijal muzike u terapeutskim alatima kao što su terapija izlaganjem i prepisivanje mašte. Mašta je moćna veština koju koriste sportisti i muzičari za poboljšanje svojih performansi, utičući na različite kognitivne i emocionalne aspekte..

Društvena povezanost

Kada se grupe ljudi okupe da pevaju ili sviraju instrumente, nivoi stresa i uzbuđenja se smanjuju zbog povećanih nivoa adrenokortikotropnog hormona nakon zajedničkog pevanja. Takođe je došlo do povećanja pozitivnosti, angažovanja, povezanosti i nivoa endorfina , dok su se negativne emocije smanjile, a pozitivne povećale. Generalno, svi ovi pozitivni efekti muzike mogu se pripisati povećanim nivoima endorfina. To se odnosi i na ples.

Muzika, govor i jezik

Odvojeni koncepti muzike i jezika postoje decenijama. Međutim, sve je očiglednije da i slušanje/produkcija muzike i jezik dele određena svojstva koja ova dva procesa čine međusobno povezanim. Ova anatomska i funkcionalna veza nastaje zato što i lingvistička i muzička sintaksa dele zajedničke sintaksičke procese za različite sintaksičke reprezentacije specifične za domen, koje izvršavaju isti regioni mozga, što sugeriše da su obe oblasti integrisane (Vajthed)

(Besedová et al., 2019).

Izvor