การปรับตัวของประสาท

การปรับตัวของประสาท หรือ การปรับตัวรับความรู้สึก (อังกฤษ: Neural adaptation, sensory adaptation) เป็นการเปลี่ยนการตอบสนองของระบบรับความรู้สึกตามกาลเวลาเนื่องจากสิ่งเร้าที่คงอยู่อย่างต่อเนื่อง โดยจะรู้สึกเหมือนกับสิ่งเร้าได้เปลี่ยนไป ยกตัวอย่างเช่น ถ้าวางมือลงที่โต๊ะ ก็จะรู้สึกถึงผิวโต๊ะได้ทันที แต่ภายในไม่กี่วินาที ก็จะเริ่มไม่รู้สึกถึงผิวของโต๊ะ เพราะในเบื้องต้น เซลล์ประสาทรับความรู้สึกจะตอบสนองต่อสิ่งเร้าคือผิวโต๊ะโดยทันที แล้วก็จะตอบสนองน้อยลง ๆ จนอาจไม่ตอบสนองเลย นี่เป็นตัวอย่างการปรับตัวของระบบประสาท

ระบบรับความรู้สึกและระบบประสาททั้งหมดจะมีรูปแบบการปรับตัวบางอย่าง เพื่อให้สามารถตรวจจับความเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมได้อย่างต่อเนื่อง ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เซลล์ประสาทรับความรู้สึกที่รับและประมวลข้อมูลความรู้สึก จะเปลี่ยนอยู่ตลอดเวลาเพื่อตรวจจับความเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในสิ่งแวดล้อม ตัวการสำคัญของการปรับตัวในระบบประสาทหลายอย่างอาศัยไอออน Ca²⁺ ที่ส่งผลป้อนกลับเชิงลบผ่านกระบวนการ second messenger pathway ซึ่งทำให้เซลล์ประสาทรับความรู้สึกสามารถเปิดปิดช่องไอออนตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของการไหลเข้าออกของไอออน มีระบบรับความรู้สึกแบบแรงกลบางอย่างที่ใช้การไหลเข้าของแคลเซียม เพื่อสร้างผลทางกายภาพต่อโปรตีนบางอย่างแล้วทำให้พวกมันเปิดปิดช่องไอออน

เป็นไปได้สูงว่าการปรับตัวอาจเพิ่มพิสัยการตอบสนองที่จำกัดของนิวรอน เพื่อเข้ารหัสสิ่งเร้าซึ่งมีพิสัยเชิงพลวัตที่กว้างกว่า โดยปรับพิสัยการตอบสนองของประสาทสัมผัสต่อความเบาแรงของสิ่งเร้า นอกจากนั้น การปรับตัวทางประสาทอาจเป็นกระบวนการกลับคืนสู่ภาวะพื้นฐานหลังจากการตอบสนองต่อสิ่งเร้าอีกด้วย งานวิจัยพบว่า การปรับตัวระยะยาวต่อสิ่งแวดล้อมจะเป็นตัวกำหนดภาวะพื้นฐานเช่นนี้ และความรวดเร็วต่าง ๆ ในการปรับตัว ก็เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของสมรรถภาพการติดตามความเปลี่ยนแปลงในสิ่งแวดล้อมและในสิ่งมีชีวิตเอง

งานวิจัยแสดงว่า แม้การปรับตัวจะเกิดในระดับ/ระยะต่าง ๆ ในวิถีประสาท แต่บ่อยครั้งก็จะมีกำลังและเจาะจงต่อสิ่งเร้าโดยเฉพาะ ๆ ในระดับเปลือกสมองมากกว่าใต้เปลือกสมอง (subcortical stages) โดยสรุปก็คือ นักวิชาการเชื่อว่า การปรับตัวจะเกิดที่ระบบประสาทส่วนกลางในเปลือกสมองมากกว่าที่อื่น ๆ

การปรับตัวเร็วและช้า

การปรับตัวแบบเร็วและช้าจะต้องพิจารณาแยกกัน การปรับตัวเร็วจะเกิดทันทีหลังจากได้สิ่งเร้า คือ ภายในไม่กี่ร้อยมิลลิวินาที ส่วนการปรับตัวช้าจะใช้เวลาเป็นนาที ๆ ชั่วโมง ๆ หรืออาจเป็นวัน ๆ กระบวนการทางประสาทสองอย่างนี้อาจมีกลไกทางสรีรภาพที่ต่างกันมาก

การปรับตัวและการคืนสภาพเหมือนเดิมจะขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของการเร้าประสาทสัมผัส การเร้าระยะสั้น ๆ จะทำให้ปรับตัวแล้วกลับสู่สภาพเดิม เทียบกับการเร้าระยะยาวที่อาจทำให้ปรับตัวช้ากว่าและคงยืนนานกว่า นอกจากนั้น การเร้าประสาทสัมผัสอย่างซ้ำ ๆ ยังลดการส่งสัญญาณผ่านไซแนปส์จากทาลามัสไปยังเปลือกสมองอย่างชั่วคราวอีกด้วย ส่วนการปรับตัวในเปลือกสมองจะแรงกว่าและคงยืนนานกว่า

ประวัติ

ในปลายคริสต์ทศวรรษ 1800 นายแพทย์และนักฟิสิกส์ชายเยอรมันแฮร์มันน์ ฟอน เฮล์มโฮลทซ์ ได้ทำงานวิจัยอย่างละเอียดเกี่ยวกับความรู้สึกทางประสาทสัมผัสเหนือสำนึก (conscious sensation) และการรับรู้ (perception) ประเภทต่าง ๆ เขาได้นิยามความรู้สึกว่าเป็นองค์ประกอบพื้นฐานทางประสบการณ์เหนือสำนึกที่ไม่ต้องเรียนรู้ และนิยามการรับรู้ว่าเป็นการตีความข้อมูลจากประสาทสัมผัสอย่างมีความหมายต่อชีวิต เขาได้ศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของตาและการมองเห็น ตลอดจนความรู้สึกทางหู

ในการทดลองคลาสสิกของเขาที่แสดงว่า ประสบการณ์จะสามารถเปลี่ยนการรับรู้ปริภูมิได้อย่างไร เขาให้ผู้ร่วมการทดลองใส่แว่นที่แปลงการเห็นในลานสายตาให้ย้ายไปทางขวาเป็นระยะ 2-3 องศา และให้ผู้ร่วมการทดลองดูที่อีกวัตถุหนึ่ง ปิดตาแล้วพยายามยื่นมือจับมัน ตอนแรก ๆ ผู้ร่วมการทดลองจะเอื้อมมือไปจับเบนไปทางซ้ายมากเกิน แต่หลังจากการทดลองไม่กี่ครั้งก็สามารถปรับการจับให้ถูกต้องได้

เขามีทฤษฎีว่า การปรับตัวของการรับรู้อาจมาจากกระบวนการที่เขาเรียกว่า การอนุมานใต้สำนึก (unconscious inference) ที่ใจใช้กฎบางอย่างใต้สำนึกเพื่อให้สามารถเข้าใจสิ่งที่รับรู้จากสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างก็คือ ถ้าลูกบอลดูเหมือนจะเล็กลง ๆ ใจก็จะอนุมานว่าลูกบอลกำลังเคลื่อนที่ห่างออกไป

ต่อมาในคริสต์ทศวรรษ 1890 นักจิตวิทยาชาวอเมริกัน ดร. จอร์จ เอ็ม สแตร็ตตัน ได้ทำการทดลองต่าง ๆ เพื่อตรวจสอบทฤษฎีการปรับตัวทางการรับรู้ ในการทดลองหนึ่ง เขาได้ใส่แว่นที่ทำให้เห็นตีลังกาคือส่วนหัวจะกลับลงด้านล่าง โดยใส่เป็นเวลา 21½ ชม. ในช่วง 3 วัน หลังจากที่ถอดแว่นออก "การมองเห็นธรรมดาก็กลับคืนสภาพทันที โดยไม่มีความผิดปกติทั้งโดยลักษณะปรากฏตามธรรมชาติหรือโดยตำแหน่งของวัตถุ"

ในงานทดลองทีหลังอีกงานหนึ่ง ดร. สแตร็ตตัน ได้ใส่แว่นต่อกันเป็นเวลา 8 วัน จนถึงวันที่ 4 ภาพที่มองเห็นก็ยังปรากฏเป็นภาพตีลังกา แต่พอถึงวันที่ 5 ภาพจะกลับล่างขึ้นบนเป็นปกติยกเว้นเมื่อเขาตั้งสมาธิดู ซึ่งก็จะทำให้ภาพกลับตีลังกาอีก เพราะต้องตั้งสมาธิดูเพื่อจะให้เห็นภาพตีลังกา โดยเฉพาะเมื่อรู้อยู่ว่า ภาพที่ตกลงที่จอตาความจริงเป็นภาพกลับด้านต่างจากธรรมชาติ ดร. สแตร็ตตันจึงได้สรุปว่า สมองได้ปรับตัวให้เข้ากับความเปลี่ยนแปลงของการมองเห็น

ดร. สแตร็ตตันยังได้ทำการทดลองที่เขาใส่แว่นเปลี่ยนลานสายตาของเขาโดย 45 องศา ในที่สุด สมองของเขาก็ปรับตัวเข้ากับความเปลี่ยนแปลงแล้วทำให้เห็นโลกเป็นปกติ แว่นนี้ยังสามารถเปลี่ยนให้เห็นโลกกลับตีลังกาได้ด้วย แต่ในที่สุด สมองก็จะปรับตัวทำให้มองเห็นโลกเป็นปกติ

ในการทดลองแบบสุด ๆ อย่างหนึ่ง นักจิตวิทยาได้ทดสอบว่า นักบินจะสามารถขับเครื่องบินเมื่อการมองเห็นเปลี่ยนไปได้หรือไม่ นักบินที่ใส่แว่นเปลี่ยนการมองเห็น ก็สามารถขับเครื่องบินอย่างปลอดภัยได้ง่าย ๆ

 

ถ้าดูภาพนี้ประมาณ 20-60 วินาทีแล้วดูพื้นสีขาว ๆ จะเห็นภาพติดตาชั่วขณะแบบเนกาทิฟ ซึ่งจะเป็นตัวอักษรสีเขียวแกมน้ำเงินบนพื้นสีแดงม่วง หรือก็เห็นได้ด้วย ถ้ามองแล้วปิดตาเงยหน้าขึ้น

ทางตา

การปรับตัวพิจารณาว่าเป็นเหตุของปรากฏการณ์ทางการรับรู้หลายอย่าง เช่น ภาพติดตา (หลังจากที่เอาวัตถุนั้นออกไปแล้ว) และภาพเคลื่อนไหวที่ติดตา และถ้าไม่เปลี่ยนการตรึงตาไปในที่ต่าง ๆ การเห็นทางตาอาจจะลดลงหรือหายไปเนื่องจากการปรับตัวทางประสาท

เมื่อตาปรับตัวเข้ากับการเคลื่อนไหวจริง ๆ ที่ไปในทิศทางเดียวแล้ว ก็อาจทำให้เห็นการเคลื่อนไหวที่ไม่จริงในอัตราความเร็วต่าง ๆ ถ้าการเคลื่อนไหวที่ไม่จริงเป็นไปในทิศทางเดียวกับการเคลื่อนไหวที่เคยมีจริง ๆ การเคลื่อนไหวที่ไม่จริงก็จะช้ากว่า ถ้าการเคลื่อนไหวที่ไม่จริงไปในทิศตรงกันข้าม การเคลื่อนไหวที่ไม่จริงก็จะเร็วขึ้น ถ้าการเคลื่อนไหวที่ไม่จริงอยู่ในแนวตั้งฉากกับการเคลื่อนไหวจริง ๆ ที่เคยมี ก็จะไม่มีผลอะไรต่อความเร็ว

งานศึกษาโดย magnetoencephalography (MEG) แสดงว่า ผู้ร่วมการทดลองที่ได้สิ่งเร้าทางตาซ้ำ ๆ เป็นช่วง ๆ จะตอบสนองต่อสิ่งเร้าหลัง ๆ ต่างจากต่อสิ่งเร้าแรก ๆ คือการตอบสนองทางตาต่อสิ่งเร้าซ้ำ ๆ เทียบกับสิ่งเร้าใหม่จะลดลงอย่างสำคัญทั้งโดย activation strength (คือกลุ่มเซลล์ประสาทโดยรวมจะตอบสนองที่ระดับสูงสุดน้อยลง) และโดย peak latency (คือการตอบสนองโดยรวมในระดับสูงสุดจะเกิดเร็วกว่า) แต่ก็ใช้เวลาประมวลผลทางประสาทเท่าเดิม (คือกลุ่มเซลล์ประสาทจะตอบสนองโดยรวมเป็นระยะเวลาเท่ากัน)

แม้การปรับตัวต่อการเคลื่อนไหวและภาพจะสำคัญต่อชีวิต แต่การปรับตัวที่สำคัญที่สุดก็คือต่อความสว่าง เมื่อเข้าไปในห้องมืด จะใช้เวลาพักหนึ่งเพื่อปรับตัวให้เข้ากับความมืด และการเข้าไปในที่สว่างจากห้องที่มืด ๆ ก็เช่นกัน การปรับตัวให้เข้ากับระดับแสงทำให้สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถตรวจจับความเปลี่ยนแปลงในสิ่งแวดล้อมได้

ทางหู

เหมือนกับการปรับตัวทางประสาทสัมผัสอื่น ๆ การปรับตัวทางหูเป็นกระบวนการที่บุคคลปรับตัวต่อเสียงต่าง ๆ งานวิจัยได้แสดงแล้วว่า เมื่อเวลาผ่านไป บุคคลมักจะปรับตัวให้เข้ากับเสียงต่าง ๆ โดยแยกแยะมันน้อยลง คือมักจะรวมเสียงให้เป็นเสียงเดียวที่ต่าง ๆ กันแทนที่จะเป็นเสียงต่าง ๆ ที่มาเป็นชุด ๆ

นอกจากนั้นแล้ว หลังจากการรับรู้ซ้ำ ๆ บุคคลมักจะปรับตัวต่อเสียงจนกระทั่งไม่ได้ยินหรือไม่สนใจมัน เช่น คนที่มีบ้านอยู่ใกล้ทางรถไฟ ในที่สุดก็จะหยุดรู้การผ่านไปมาของรถไฟ เช่นเดียวกัน บุคคลที่อยู่ในเมืองใหญ่ ๆ ในที่สุดก็จะไม่รับรู้เสียงจราจร แต่ถ้าบุคคลเช่นนี้ย้ายไปอยู่ที่อื่น เช่นในชนบทที่เงียบสงบ ก็จะรับรู้ถึงความเงียบ ถึงเสียงจักจั่นเป็นต้น

ข้อมูลเพิ่มเติม: เซลล์ขน, stereocilia, ใยเชื่อมปลาย, ระบบการได้ยิน, และ ตัวรับแรงกล

การรับรู้แรงกลของเสียงจะต้องอาศัยเซลล์รับความรู้สึกที่เรียกว่า เซลล์ขน ซึ่งเป็นตัวการส่งสัญญาณเสียงที่กำลังเปลี่ยนไปสู่สมองเพื่อประมวลผล เนื่องจากนี่เป็นการรับรู้แรงกล ซึ่งต่างจากการรับรู้สารเคมี การปรับตัวต่อเสียงจึงต้องอาศัยการเคลื่อนไหวทางกายภาพเพื่อเปิดปิดช่องแคตไอออนซึ่งอยู่บน stereocilia ของเซลล์ขน ช่องที่ถ่ายโอนแรงกลเป็นกระแสไฟฟ้า (Mechanoelectric transduction channel, channels) ซึ่งอยู่ที่ยอดของ stereocilia จะสามารถตรวจจับความตึงหย่อนที่เกิดจากการเบนของมัดขน การเบนจะเกิดจากแรงดึงที่ไฟเบอร์โปรตีนซึ่งเรียกว่า ใยเชื่อมปลาย (tip link) อันเชื่อม stereocilia ที่อยู่ติด ๆ กัน

ทางจมูก

การปรับตัวทางการรับรู้เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นทางประสาทสัมผัสทั้งหมด รวมทั้งการได้กลิ่นและการถูกต้องสัมผัส บุคคลจะสามารถปรับตัวให้เข้ากับกลิ่น ๆ หนึ่งตามเวลา คนสูบบุหรี่ หรือผู้ที่อยู่ร่วมกับคนสูบบุหรี่ มักจะหยุดได้กลิ่นบุหรี่หลังจากชั่วระยะหนึ่ง เทียบกับคนที่ไม่ได้กลิ่นบุหรี่จนชินผู้ที่จะได้กลิ่นทันที ปรากฏการณ์เดียวกันสามารถเห็นได้กับกลิ่นอื่น ๆ รวมทั้งกลิ่นน้ำหอม กลิ่นดอกไม้ เป็นต้น สมองของมนุษย์จะแยกแยะกลิ่นที่บุคคลนั้นไม่คุ้นเคย และจะปรับตัวให้เข้ากับกลิ่นที่คุ้นเคยซึ่งไม่จำเป็นต้องรับรู้ต่อไป

เซลล์ประสาทรับกลิ่นใช้ระบบการป้อนกลับอาศัยระดับของไอออน Ca²⁺ เพื่อปรับตัวให้เข้ากับกลิ่นที่คงยืน เนื่องจากการถ่ายโอนกลิ่นเป็นไฟฟ้าของระบบรับกลิ่นใช้กระบวนการ second messenger กลไกลของการปรับตัวจึงรวมกระบวนการหลายอย่างที่โดยมากเกี่ยวกับเอนไซม์ CaMK หรือ calmodulin (ซึ่งเป็น messenger protein) ที่เข้ายึดกับไอออน Ca²⁺

ความรู้สึกทางกาย

ข้อมูลเพิ่มเติม: ระบบรับความรู้สึกทางกาย, ตัวรับแรงกล, โนซิเซ็ปเตอร์, และ โนซิเซ็ปชัน

ปรากฏการณ์นี้ก็มีในความรู้สึกทางสัมผัสด้วย ถ้าใส่เสื้อผ้าที่ยังไม่คุ้น ก็จะรู้สึกมันได้ทันที แต่ถ้าคุ้นแล้ว สมองจะปรับตัวต่อเนื้อผ้าแล้วไม่รับรู้สิ่งเร้าคือเนื้อผ้า

ความเจ็บปวด

แม้นิวรอนรับแรงกลที่มีใยประสาทใหญ่แบบ I/Aß จะปรับตัวได้ แต่นิวรอนรับความเจ็บปวดคือโนซิเซ็ปเตอร์ที่มีใยประสาทเล็กแบบ IV/C จะไม่ปรับตัว ผลก็คือ ความเจ็บปวดจะไม่ลดลงเร็วแต่จะคงยืนเป็นระยะเวลานาน เปรียบเทียบกับสัมผัส ที่บุคคลจะหยุดรู้สึกถ้าสิ่งเร้าคงยืนชั่วระยะหนึ่ง

การเล่นกล้าม

งานวิจัยต่าง ๆ ได้แสดงว่า มีการปรับตัวทางประสาทหลังจากเล่นกล้ามเพียงแค่คราวเดียว ผู้เล่นจึงรู้สึกมีกำลังขึ้นแม้กล้ามเนื้อจะไม่ใหญ่ขึ้น การวัดกล้ามเนื้อโดยใช้เครื่องวัดคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (electromyograph) พบว่า กำลังที่เพิ่มขึ้นในช่วงเริ่มต้นจากการเล่นกล้ามสัมพันธ์กับแอมพลิจูดที่เพิ่มขึ้นของคลื่นไฟฟ้า SEMG ผลงานวิจัยนี้บวกกับทฤษฎีอื่น ๆ ช่วยอธิบายการมีแรงเพิ่มโดยที่กล้ามเนื้อไม่ได้โตขึ้น ทฤษฎีอื่น ๆ ที่อธิบายการเพิ่มกำลังของกล้ามเนื้อสัมพันธ์กับการปรับตัวทางประสาทรวมทั้งกล้ามเนื้อตรงข้ามทำงานขัดกันลดลง (agonist-antagonist muscle decreased co-activation), กล้ามเนื้อทำงานร่วมกันดีขึ้น (motor unit synchronization), และอัตราการทำงานของระบบประสาท-กล้ามเนื้อที่เพิ่มขึ้น (motor unit increased firing rates)

การปรับตัวทางประสาทจะมีผลต่อคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อช่วง V และต่อรีเฟล็กซ์ของฮอฟฟ์แมนน์ (Hoffmann's reflex) รีเฟล็กซ์นี้สามารถใช้ประเมินการเร้าได้ของนิวรอนสั่งการอัลฟา (alpha motor neuron) ซึ่งอยู่ที่ไขสันหลัง และคลื่นช่วง V สามารถใช้วัดการส่งสัญญาณต่อไปยังกล้ามเนื้อของนิวรอน งานวิจัยต่าง ๆ พบว่า หลังจากการเล่นกล้ามเป็นเวลา 14 สัปดาห์ ผู้ร่วมการทดลองจะมีแอมพลิจูดของคลื่นช่วง V เพิ่มขึ้นประมาณ 50% และรีเฟล็กซ์จะมีแอมพลิจูดเพิ่มขึ้นประมาณ 20% ซึ่งแสดงว่า การปรับตัวทางประสาทเป็นกลไกความเปลี่ยนแปลงของการทำงานในวงจรประสาทที่ไขสันหลังของมนุษย์ โดยไม่ได้เปลี่ยนการทำงานของเปลือกสมองส่วนสั่งการ (motor cortex)

ความเคยชินเทียบกับการปรับตัว

คำภาษาอังกฤษว่า adaptation (การปรับตัว) และ habituation (ความเคยชินโดยเรียนรู้) บ่อยครั้งมักจะสับสนกัน ความเคยชินเป็นปรากฏการณ์ทางพฤติกรรม เทียบกับการปรับตัวทางประสาทที่เป็นปรากฏการณ์ทางสรีรภาพ แม้ทั้งสองจะไม่ได้แยกจากกันโดยสิ้นเชิง

ในความเคยชินโดยเรียนรู้ บุคคลยังสามารถควบคุมได้ว่าจะสังเกตรับรู้อะไรที่กำลังค่อย ๆ ชินหรือไม่ แต่ถ้าเป็นการปรับตัวทางประสาท ก็จะไม่สามารถควบคุมอะไรได้ ยกตัวอย่างเช่น ถ้าประสาทได้ปรับตัวไม่รับรู้อะไร (เช่นกลิ่นน้ำหอม) แล้ว ก็จะไม่สามารถบังคับให้ได้กลิ่นสิ่งนั้นได้

การปรับตัวทางประสาทจะสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับระดับของสิ่งเร้า เช่น เมื่อแสงสว่างเพิ่มขึ้น การปรับตัวจะมีกำลังขึ้น โดยเทียบกันแล้ว ความเคยชินโดยเรียนรู้จะต่าง ๆ กันขึ้นอยู่กับสิ่งเร้า ถ้าสิ่งเร้าไม่มีกำลัง ความเคยชินก็อาจเกิดทันที แต่ถ้าสิ่งเร้ามีกำลัง สัตว์อาจจะกลับไม่รู้สึกชินกับมันเลย ยกตัวอย่างเช่น ลมเย็น ๆ เทียบกับสัญญาณเตือนไฟใหม้ กระบวนการความเคยชินโดยการเรียนรู้ยังมีเกณฑ์กำหนดต่าง ๆ

พฤติกรรมเป็นช่วง ๆ/จังหวะ ๆ

การปรับตัวระยะสั้น

การปรับตัวทางประสาทระยะสั้นสามารถเกิดในร่างกายเมื่อทำกิจกรรมเป็นจังหวะ ๆ กิจกรรมสามัญที่สุดอย่างหนึ่งที่เกิดการปรับตัวทางประสาทอยู่ตลอดก็คือการเดิน

เมื่อกำลังเดิน ร่างกายจะเก็บข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมและสิ่งที่อยู่รอบ ๆ เท้า และจะปรับใช้กล้ามเนื้อโดยเล็ก ๆ น้อย ๆ ตลอดเพื่อให้เข้ากับลักษณะภูมิประเทศ ยกตัวอย่างขึ้น การเดินขึ้นเขาจะใช้กล้ามเนื้อที่ต่างจากเมื่อเดินบนพื้นราบ ๆ เมื่อสมองรู้ว่ากำลังเดินขึ้นเขา มันก็จะทำการปรับตัวทางประสาทเพื่อส่งสัญญาณสั่งการไปยังกล้ามเนื้อที่จำเป็นในการเดินขึ้นเขามากขึ้น

อัตราการปรับตัวยังอาจขึ้นอยู่กับเขตทำการในสมอง และความคล้ายคลึงกันของขนาดและรูปร่างของสิ่งเร้ากับสิ่งที่เคยประสบมาก่อน การปรับตัวในรอยนูนสมองกลีบขมับด้านล่าง (inferior temporal gyrus) จะขึ้นอยู่กับสิ่งเร้าที่มีขนาดคล้ายกับที่เคยประสบมาก่อนอย่างยิ่ง โดยจะขึ้นอยู่กับรูปร่างบ้าง ส่วนการปรับตัวในคอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้า (Prefrontal Cortex) จะขึ้นอยู่กับทั้งรูปร่างและขนาดน้อยกว่า

การปรับตัวระยะยาว

การเคลื่อนไหวเป็นจังหวะ ๆ บางอย่าง เช่นการหายใจ เป็นเรื่องจำเป็นเพื่อรอดชีวิต และจะมีตลอดชีวิต จึงสำคัญว่ามันต้องทำงานได้ดีที่สุด การปรับตัวทางประสาทเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวเช่นนี้ก็มีด้วย โดยตอบสนองต่อการฝึกหรือภาวะภายนอกที่แปรไป เช่น มีสัตว์ที่ลดอัตราการหายใจเพื่อให้มีความเหมาะสมดีขึ้น แต่เพราะสัตว์ไม่ได้ตั้งใจปรับอัตราการหายใจ จึงสมมุติกันว่า การปรับตัวทางประสาทได้เกิดขึ้นเพื่อให้ร่างกายลดอัตราการหายใจลง

การเร้าสมองด้วยสนามแม่เหล็กผ่านกะโหลกศีรษะ (TMS)

 

การเร้าสมองด้วยสนามแม่เหล็กผ่านกะโหลกศีรษะ (Transcranial magnetic stimulation, TMS)

การเร้าสมองด้วยสนามแม่เหล็กผ่านกะโหลกศีรษะ (Transcranial magnetic stimulation, TMS) เป็นเทคนิคสำคัญในสาขาจิตวิทยาประสาทเชิงประชาน (cognitive neuropsychology) เพื่อตรวจสอบผลทางการรับรู้และพฤติกรรม เมื่อรบกวนการทำงานของระบบประสาทอย่างชั่วคราว งานวิจัยต่าง ๆ ได้แสดงว่า เมื่อเปลือกสมองส่วนการเห็นถูกกวนด้วย TMS ผู้ร่วมการทดลองจะเห็นไฟที่ปราศจากสีเป็นแว็บ ๆ หรือที่เรียกว่า phosphenes แม้จะไม่มีแสงที่เข้าไปในตา และเมื่อให้ผู้ร่วมการทดลองเห็นสิ่งเร้าที่มีสีเดียวตลอดเวลา ก็จะเกิดการปรับตัวทางประสาทกับสีนั้น เมื่อได้ปรับตัวแล้ว ก็จะใช้ TMS เพื่อกวนการทำงานของเปลือกสมองส่วนการเห็นอีก แสงแว็บ ๆ ที่เห็นเนื่องจาก TMS ก็จะมีสีเดียวกับสิ่งเร้าสีเดียวที่แสดงก่อนการกวน

ที่เกิดจากยา

การปรับตัวทางประสาทสามารถเกิดนอกเหนือจากกระบวนการปกติตามธรรมชาติ ยาแก้ซึมเศร้า เช่นที่ลดการตอบสนอง (แบบ down regulation) ของ β-adrenergic receptors ในเซลล์ประสาท สามารถก่อให้เกิดการปรับตัวทางประสาทอย่างรวดเร็วในสมอง เพราะสร้างการปรับตัวเช่นนี้ในเซลล์ประสาท ยาจึงสามารถลดผลของความเครียดต่อคนไข้ที่ทานยา

หลังการบาดเจ็บ

งานวิจัยในเด็กที่บาดเจ็บในสมองตั้งแต่วัยต้น ๆ แสดงว่า การปรับตัวทางประสาทจะเกิดขึ้นอย่างช้า ๆ หลังการบาดเจ็บ เด็กที่บาดเจ็บในเขตสมองเกี่ยวกับภาษา การรู้จำปริภูมิ และเขตเกี่ยวกับอารมณ์ จะบกพร่องในเรื่องเหล่านั้นเทียบกับเด็กปกติ แต่เพราะมีการปรับตัวทางประสาท เมื่อถึงวัยเข้าโรงเรียน ก็ยังพบพัฒนาการอย่างพอสมควรในเขตเหล่านั้น

เชิงอรรถและอ้างอิง

1. Dougherty, D. P.; Wright, G. A.; Yew, A. C. (2005). "Computational model of the cAMP-mediated sensory response and calcium-dependent adaptation in vertebrate olfactory receptor neurons". Proceedings of the National Academy of Sciences. 102 (30): 10415–20. doi:10.1073/pnas.0504099102. PMC 1180786. PMID 16027364.
2. Chung, S; Li, X; Nelson, S. B. (2002). "Short-term depression at thalamocortical synapses contributes to rapid adaptation of cortical sensory responses in vivo". Neuron. 34 (3): 437–46. PMID 11988174. Introduction, pp. 437 อ้างอิง
   • Barlow, HB; Foldiak, P (1989). Adaptation and decorrelation in the cortex. The Computing Neuron. Workingham, UK: Addison-Wesley. pp. 54–72. {{cite book}}: ไม่รู้จักพารามิเตอร์ |editors= ถูกละเว้น แนะนำ (|editor=) (help)CS1 maint: uses authors parameter (ลิงก์)
   • Adorjan, P; Piepenbrock, C; Obermayer, K (1999). "Contrast adaptation and infomax in visual cortical neurons". Rev. Neurosci. 10: 181–200.{{cite journal}}: CS1 maint: uses authors parameter (ลิงก์)
   • Muller, JR; Metha, AB; Krauskopf, J; Lennie, P (1999). "Rapid adaptation in visual cortex to the structure of images". Science. 285: 1405–1408.{{cite journal}}: CS1 maint: uses authors parameter (ลิงก์)
   • Fairhall, AL; Lewen, GD; Bialek, W; de Ruyter Van Steveninck, RR (2001). "Efficiency and ambiguity in an adaptive neural code". Nature. 412: 787–792.{{cite journal}}: CS1 maint: uses authors parameter (ลิงก์)
3. Matikainen, M; Airo, I (1987). "Endoscopic flushing electrocoagulation for upper gastrointestinal bleeding--an alternative to surgery". Annales chirurgiae et gynaecologiae. 76 (4): 212–4. PMID 3501690.
4. Webster, Michael (2012-11-01). "Evolving concepts of sensory adaptation". F1000 Biology Reports. 4: 21. doi:10.3410/B4-21. PMC 3501690. PMID 23189092.
5. Stratton, George M. (1896). "Some preliminary experiments on vision without inversion of the retinal image" (PDF). Psychological Review. 3 (6): 611–7. doi:10.1037/h0072918.
6. Myers, David G. (2007). Exploring Psychology in Modules (7th ed.). New York: Worth Publishers. ISBN 978-1-4292-0589-4.^{[ต้องการเลขหน้า]}
7. Cullari, Salvatore (1997-03-21). "Re: Upside Down Glasses?". MadSci Network.
8. Martinez-Conde, S; Macknik, SL; Hubel, DH (2004-03). (PDF). Nature Reviews Neuroscience. 5 (3): 229–40. doi:10.1038/nrn1348. PMID 14976522. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 2006-07-16. สืบค้นเมื่อ 2017-12-27. {{cite journal}}: ตรวจสอบค่าวันที่ใน: |date= (help)
9. Gilden, D; Blake, R; Hurst, G (1995-02). "Neural adaptation of imaginary visual motion". Cognitive Psychology. 28 (1): 1–16. doi:10.1006/cogp.1995.1001. PMID 7895467. {{cite journal}}: ตรวจสอบค่าวันที่ใน: |date= (help)
10. Noguchi, Y; Inui, K; Kakigi, R (2004-07-14). "Temporal dynamics of neural adaptation effect in the human visual ventral stream". The Journal of Neuroscience. 24 (28): 6283–90. doi:10.1523/JNEUROSCI.0655-04.2004. PMID 15254083.
11. Anstis, Stuart (1985-06-03). "Re: Adaptation to auditory streaming of frequency-modulated tones". PsycNET.
12. Peng, A. W.; Gnanasambandam, R; Sachs, F; Ricci, A. J. (2016). "Adaptation Independent Modulation of Auditory Hair Cell Mechanotransduction Channel Open Probability Implicates a Role for the Lipid Bilayer". Journal of Neuroscience. 36 (10): 2945–56. doi:10.1523/JNEUROSCI.3011-15.2016. PMC 4783497. PMID 26961949.
13. "Re: Sensory Adaptation: Definition, Examples & Quiz". Education Portal.
14. Gabriel, DA; Kamen, G; Frost, G (2006). "Neural adaptations to resistive exercise: mechanisms and recommendations for training practices". Sports Medicine. 36 (2): 133–49. doi:10.2165/00007256-200636020-00004. PMID 16464122.
15. Aagaard, P; Simonsen, EB; Andersen, JL; Magnusson, P; Dyhre-Poulsen, P (2002-06). "Neural adaptation to resistance training: changes in evoked V-wave and H-reflex responses". Journal of Applied Physiology. 92 (6): 2309–18. doi:10.1152/japplphysiol.01185.2001. PMID 12015341. {{cite journal}}: ตรวจสอบค่าวันที่ใน: |date= (help)
16. Carroll, TJ; Riek, S; Carson, RG (2002-10-15). "The sites of neural adaptation induced by resistance training in humans". The Journal of Physiology. 544 (Pt 2): 641–52. doi:10.1113/jphysiol.2002.024463. PMC 2290590. PMID 12381833.
17. Sternberg, Robert (2009). Cognitive psychology (5th ed.). Australia: Cengage Learning/Wadsworth. pp. 137–138. ISBN 978-0-495-50629-4.
18. Rakitin, A; Tomsic, D; Maldonado, H (1991-09). "Habituation and sensitization to an electrical shock in the crab Chasmagnathus. Effect of background illumination". Physiology & Behavior. 50 (3): 477–87. doi:10.1016/0031-9384(91)90533-t. PMID 1800998. {{cite journal}}: ตรวจสอบค่าวันที่ใน: |date= (help)
19. Thompson, RF; Spencer, WA (1966-01). "Habituation: a model phenomenon for the study of neuronal substrates of behavior" (PDF). Psychological Review. 73 (1): 16–43. doi:10.1037/h0022681. PMID 5324565. {{cite journal}}: ตรวจสอบค่าวันที่ใน: |date= (help)
20. Pearson, KG (2000). "Neural adaptation in the generation of rhythmic behavior". Annual Review of Physiology. 62: 723–53. doi:10.1146/annurev.physiol.62.1.723. PMID 10845109.
21. Verhoef, BE; Kayaert, G; Franko, E; Vangeneugden, J; Vogels, R (2008-10-15). "Stimulus similarity-contingent neural adaptation can be time and cortical area dependent". The Journal of Neuroscience. 28 (42): 10631–40. doi:10.1523/JNEUROSCI.3333-08.2008. PMID 18923039.
22. Silvanto, Juha; Muggleton, Neil G.; Cowey, Alan; Walsh, Vincent (2007). "Neural adaptation reveals state-dependent effects of transcranial magnetic stimulation". Eur. J. Neurosci. 25 (6): 1874–1881. doi:10.1111/j.1460-9568.2007.05440.x. PMID 17408427.
23. Duncan, GE; Paul, IA; Harden, TK; Mueller, RA; Stumpf, WE; Breese, GR (1985-08). "Rapid down regulation of beta adrenergic receptors by combining antidepressant drugs with forced swim: a model of antidepressant-induced neural adaptation". The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 234 (2): 402–8. PMID 2991500. {{cite journal}}: ตรวจสอบค่าวันที่ใน: |date= (help)
24. Stiles, J; Reilly, J; Paul, B; Moses, P (2005-03). "Cognitive development following early brain injury: evidence for neural adaptation". Trends in Cognitive Sciences. 9 (3): 136–43. doi:10.1016/j.tics.2005.01.002. PMID 15737822. {{cite journal}}: ตรวจสอบค่าวันที่ใน: |date= (help)