Plastyczny mózg. www.shutterstock.com

Neuroplastyczność – lub plastyczność mózgu – to zdolność mózgu do modyfikowania swoich połączeń lub ponownego łączenia się. Bez tej zdolności żaden mózg, nie tylko ludzki, nie byłby w stanie rozwijać się od niemowlęctwa do dorosłości ani wyzdrowieć po uszkodzeniu mózgu.

Tym, co czyni mózg wyjątkowym, jest to, że w przeciwieństwie do komputera przetwarza równolegle sygnały czuciowe i ruchowe. Ma wiele ścieżek neuronowych, które mogą replikować funkcję innej osoby, dzięki czemu niewielkie błędy w rozwoju lub chwilową utratę funkcji z powodu uszkodzenia można łatwo skorygować, przekierowując sygnały inną ścieżką.

Problem staje się poważny, gdy błędy w rozwoju są duże, takie jak skutki wirus Zika na rozwój mózgu w macicy lub w wyniku uszkodzenia spowodowanego uderzeniem w głowę lub po udarze. Jednak nawet w tych przykładach, w odpowiednich warunkach, mózg może przezwyciężyć przeciwności losu i odzyskać część funkcji.

Anatomia mózgu zapewnia, że ​​pewne obszary mózgu mają określone funkcje. To jest coś, co jest z góry określone przez twoje geny. Na przykład, istnieje obszar mózgu poświęcony ruchowi prawego ramienia. Uszkodzenie tej części mózgu zaburzy ruch prawej ręki. Ale ponieważ inna część mózgu przetwarza czucie z ramienia, możesz czuć ramię, ale nie możesz nim poruszać. Ten „modułowy” układ oznacza, że ​​obszar mózgu niezwiązany z czuciem lub funkcją motoryczną nie jest w stanie przyjąć nowej roli. Innymi słowy, neuroplastyczność nie jest równoznaczna z nieskończenie plastycznym mózgiem.

Część zdolności organizmu do regeneracji po uszkodzeniu mózgu można wytłumaczyć poprawianiem się uszkodzonego obszaru mózgu, ale większość jest wynikiem neuroplastyczności – tworzenia nowych połączeń nerwowych. W badaniu Caenorhabditis elegans, rodzaj nicieni wykorzystywany jako organizm modelowy w badaniach, okazało się, że utrata zmysłu dotyku wzmocniła zmysł węchu. Sugeruje to, że utrata jednego zmysłu przebudowuje inne. Powszechnie wiadomo, że u ludzi utrata wzroku we wczesnym okresie życia może wyostrzyć inne zmysły, zwłaszcza słyszenie.

Podobnie jak u rozwijającego się niemowlęcia, kluczem do rozwoju nowych połączeń jest wzbogacenie środowiska, które opiera się na bodźcach sensorycznych (wzrokowych, słuchowych, dotykowych, zapachowych) i motorycznych. Im więcej stymulacji sensorycznej i motorycznej otrzyma dana osoba, tym większe prawdopodobieństwo, że wyzdrowieje po urazie mózgu. Na przykład niektóre rodzaje stymulacja sensoryczna stosowany w leczeniu pacjentów po udarze obejmuje trening w środowiskach wirtualnych, muzykoterapię i mentalną praktykę ruchów fizycznych.

Podstawowa struktura mózgu jest ustalana przed urodzeniem przez twoje geny. Jednak jego dalszy rozwój zależy w dużej mierze od procesu zwanego plastycznością rozwojową, w którym procesy rozwojowe zmieniają neurony i połączenia synaptyczne. W niedojrzałym mózgu obejmuje to tworzenie lub utratę synaps, migrację neuronów przez rozwijający się mózg lub przekierowywanie i kiełkowanie neuronów.

W dojrzałym mózgu jest bardzo niewiele miejsc, w których powstają nowe neurony. Wyjątkami są zakręt zębaty hipokampa (obszar związany z pamięcią i emocjami) oraz strefa podkomorowa komory bocznej, gdzie powstają nowe neurony, które następnie migrują do opuszki węchowej (obszar odpowiedzialny za przetwarzanie zmysłu węchu). Chociaż tworzenie nowych neuronów w ten sposób nie jest uważane za przykład neuroplastyczności, może przyczynić się do sposobu, w jaki mózg regeneruje się po uszkodzeniu.

Rosnące, a następnie przycinające

Wraz z rozwojem mózgu poszczególne neurony dojrzewają, najpierw wysyłając liczne gałęzie (aksony, które przekazują informacje z neuronu i dendryty, które odbierają informacje), a następnie zwiększając liczbę kontaktów synaptycznych z określonymi połączeniami.

Dlaczego nie wszyscy wracają do pełnej sprawności po udarze? www.shutterstock.com

Po urodzeniu każdy noworodkowy neuron w korze mózgowej ma około 2,500 synaps. W wieku dwóch lub trzech lat liczba synaps na neuron wzrasta do około 15,000 XNUMX, gdy niemowlę odkrywa swój świat i uczy się nowych umiejętności – proces zwany synaptogenezą. Ale w wieku dorosłym liczba połówek synaps, tak zwane przycinanie synaptyczne.

To, czy mózg zachowuje zdolność do zwiększania synaptogenezy, jest dyskusyjne, ale może to wyjaśniać, dlaczego agresywne leczenie po udarze może odwracać szkody spowodowane brakiem dopływu krwi do obszaru mózgu poprzez wzmocnienie funkcji nieuszkodzonych połączeń.

Wykuwanie nowych ścieżek

Nawet do późnej starości nadal mamy możliwość uczenia się nowych czynności, umiejętności lub języków. Ta zachowana zdolność wymaga, aby mózg dysponował mechanizmem umożliwiającym zapamiętywanie, dzięki czemu wiedza jest zachowywana w czasie do późniejszego przywołania. Jest to kolejny przykład neuroplastyczności i najprawdopodobniej obejmuje zmiany strukturalne i biochemiczne na poziomie synapsy.

Wzmocnienie lub powtarzające się czynności w końcu doprowadzą mózg dorosłego do zapamiętania nowej czynności. Dzięki temu samemu mechanizmowi wzbogacone i stymulujące środowisko oferowane uszkodzonemu mózgowi ostatecznie doprowadzi do wyzdrowienia. Skoro mózg jest tak plastyczny, dlaczego każdy, kto ma udar, nie odzyskuje pełnej sprawności? Odpowiedź jest taka, że ​​zależy to od Twojego wieku (młodsze mózgi mają większe szanse na regenerację), wielkości uszkodzonego obszaru i co ważniejsze od zabiegów oferowanych podczas rehabilitacji.

O autorze

Duncan Banks, wykładowca nauk biomedycznych, Otwarty uniwersytet

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

książki_zdrowie