Za všetkým je špeciálna štruktúra mozgu, ktorá reguluje proces učenia sa.
Učiť sa nový jazyk alebo iné zručnosti je v dospelosti ťažšie. Prečo je to tak? Zdroj: iStock/Nuttawan Jayawan
Možno ste to zažili aj vy, keď ste sa snažili naučiť úplne novú zručnosť. Spočiatku ste robili rýchle pokroky, učenie vám išlo, až ste mali pocit, že ste skutočný talent. Po nejakom čase však prišla stagnácia a dlhšie obdobie ste zostali na jednom mieste. Robili ste dookola to isté a niekoľko týždňov či mesiacov ste nevideli žiadny pokrok. Prečo to tak je a čo je za tým? Tento mechanizmus sa rozhodli preskúmať biológovia z Univerzity v Marylande a svoje zistenia publikovali v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences.
Identifikovali fyzikálny mechanizmus v mozgu, ktorý môže pomôcť vysvetliť, prečo k takýmto stagnáciám dochádza. Mozgové bunky majú extracelulárny matrix, teda bunkovú a cievnatú štruktúru, ktorá pomáha regulovať, kedy sa mozog môže počas učenia sa meniť. Takzvaná medzibunková hmota je zložitá sieť bielkovín a cukrov. Vylučujú ju bunky a vypĺňa priestor medzi nimi. Dáva tkanivám pevnosť, tvar a umožňuje bunkám komunikovať.
V sluchovej kôre sa táto štruktúra uvoľní v priebehu niekoľkých hodín po cvičení a znovu sa obnoví približne za deň – ide o cyklus, ktorý umožňuje, aby sa to, čo sa mozog naučil počas jednej lekcie, upevnilo ešte pred nasledujúcou lekciou. Ako sa zručnosť zdokonaľuje, cyklus obnovy slabne a nakoniec úplne ustane, akoby sa mozog rozhodol, že učenie sa je ukončené a je čas chrániť vedomosti, ktoré už nadobudol.
Vedci mohli po prvýkrát pozorovať proces premeny mozgu, ktorá nastáva po nadobudnutí nových skúseností. Podľa Melissy Carasovej, biologičky z Univerzity v Marylande a hlavnej autorky štúdie, táto premena prebieha v počiatočnej fáze učenia sa, postupne slabne a nakoniec sa úplne zastaví. „To nám naznačuje, že mozog nielen pasívne ukladá to, čo sa naučíme, ale aj aktívne reguluje, kedy môže k učeniu sa dochádzať a kedy by malo prestať, aby boli nadobudnuté zručnosti chránené a neboli prepisované,“ dodala Melissa Carasová.
Extracelulárny matrix postupne stráca flexibilitu
Po celé desaťročia vedci vnímali túto štruktúru v dospelých mozgoch ako tuhú bariéru, kostru, ktorá drží mozgové prepojenia na mieste a s pribúdajúcim vekom sťažuje učenie sa. To pomáha vysvetliť, prečo si malé deti osvojujú jazyky bez námahy, zatiaľ čo dospelým to ide ťažšie. V ranom detstve máme v mozgu husté sieťovité štruktúry, ktoré stabilizujú mozgové prepojenia, ešte nezrelé, vďaka čomu je mozog otvorenejší zmenám. Ako deti rastú, štruktúra dozrieva a tuhne, pričom flexibilitu vymieňa za stabilitu.
Hoci aj skoršie štúdie zaznamenali náznaky zmien spomínanej štruktúry mozgu počas učenia sa, výskumníci ju sledovali len príležitostne a dospeli k záveru, že sa obnovuje pomaly v dlhých časových úsekoch. Melissa Carasová spolu so svojím tímom sledovala tento cyklus v oveľa kratších intervaloch a zistila, že extracelulárny matrix dospelých jedincov je oveľa dynamickejší. Nezostáva nehybne na mieste, ale mení sa v rýchlom rytme viazanom na tréning – po precvičovaní zručnosti, ktorú sa snažíme osvojiť, sa uvoľňuje a do nasledujúceho dňa sa opäť spojí.
Táto rýchlosť je dôležitá, pretože znamená, že spomínaná štruktúra mozgu sa uvoľňuje a obnovuje v rovnakom časovom meradle ako tréning, ktorý riadi učenie sa. Každá tréningová jednotka má vlastnú príležitosť na zmenu a pokroky dosiahnuté v jeden deň sa cez noc ustália a stanú sa východiskovým bodom pre nasledujúci deň.
Aby tím overil, či extracelulárny matrix skutočne umožňuje učenie sa, použil enzým na jeho rozloženie, čo spomalilo proces učenia sa. Čím viac bola táto časť mozgu narušená, tým horšie sa mozog učil nové veci. A keď bol matrix rozložený po úspešnom zvládnutí zručnosti, výkonnosť začala klesať. Zručnosť síce nezmizla, ale sťažil sa proces učenia sa.
Hoci je výskum tímu stále v počiatočných fázach a ďaleko od priameho uplatnenia na ľuďoch, vedci veria, že výsledky otvárajú zaujímavé možnosti, najmä pokiaľ ide o náš prístup k učeniu sa a uchovávaniu vedomostí. Tím vedcov predložil hypotézu, že stagnácia v učení sa jazyka by mohla vyplývať z toho, že príslušné oblasti mozgu prechádzajú zo stavu pripravenosti na učenie sa do stabilnejšieho stavu, pričom extracelulárny matrix zafixuje dosiahnuté pokroky.
Práca tímu môže mať uplatnenie v rehabilitácii sluchu, konkrétne pri pomoci pacientom s kochleárnymi implantátmi, ktorí si musia trénovať mozog, aby interpretoval úplne nový druh signálu.
Zdroje: WikiSkripta, Medical Express
(RR)
