Što je plastičnost mozga?

cerebralna plastičnost, neuroplastičnost ili neuronska plastičnost je potencijal živčanog sustava da prilagodi i restrukturira svoje živčane veze kao odgovor na osjetilno iskustvo, unos novih informacija, razvojni proces, pa čak i oštećenje ili disfunkciju.

Opisuje trajnu promjenu u mozgu tijekom života pojedinca. Pojam je stekao popularnost u drugoj polovici 20. stoljeća, kada su istraživanja pokazala da se mnogi aspekti mozga mogu mijenjati (oni su "plastični") čak iu odrasloj dobi.

Ovaj pojam suprotan je prethodnom znanstvenom konsenzusu da se mozak razvija u kritičnom razdoblju u djetinjstvu, a zatim ostaje relativno nepromijenjen.

Neuroplastičnost se može definirati kao intrinzično svojstvo živčanog sustava (SN). Čuvamo ga kao dijete kroz naše živote i nudi nam sposobnost da modificiramo i prilagodimo, kako funkcije tako i strukturu našeg živčanog sustava (Pascual-Leone et al., 2011)..

Znanstveni dokazi su uvjerljivo pokazali da naš mozak ne ostaje nepromjenjiv, iskustva i učenje nam omogućuju da se brzo i učinkovito prilagodimo promjeni ekoloških zahtjeva..

Kao posljedica svakog osjetilnog iskustva, motoričke aktivnosti, asocijacije, nagrade, plana djelovanja, naš se mozak neprestano mijenja (Pascual-Leone et al., 2011).

Značajke i definicija cerebralne plastičnosti

Normalno, cerebralna plastičnost obično se odnosi na učenje koje se odvija u fazi djeteta (Garcés-Vieira i Suárez-Escudero, 2014). Tradicionalno se smatralo da nakon što je dostigla zrelost, nema mogućnosti prilagodbe i modifikacije naše neuronske strukture.

Postojeći dokazi pokazuju da se naša struktura mozga može prilagoditi različitim okolnostima, kako u djetinjstvu, adolescenciji i odrasloj dobi, tako iu situacijama značajnih ozljeda mozga (Garcés-Vieira i Suárez-Escudero, 2014)..

Ramón y Cajalon je prvi predložio koncept plastičnosti kao fizičke osnove učenja i pamćenja (Morgado, 2005). Na temelju promatranja histoloških preparata predložio je da učenje proizvodi strukturne promjene, te su promjene nužno potrebne za stvaranje novih sjećanja (Mayford et al., 2012)..

S druge strane, Donald Hebb je pokazao koncept asocijativne plastičnosti kao mehanizam koji nam dopušta da modificiramo strukturne veze našeg mozga (Morgado, 2005). Kandel, Kroz svoje studije s Aplysijom, došao je do sličnih zaključaka, budući da je primijetio da se u novim spoznajama o ovom beskralježnjaku događaju strukturne promjene poput formiranja, stabilizacije i eliminacije trnja..

Osim toga, William James ponudio je sljedeću definiciju pojma plastičnosti: "posjedovanje strukture koja je dovoljno slaba da popusti utjecaj, ali dovoljno jaka da ne popusti sve odjednom".

Plastičnost je neophodna za uspostavu i održavanje moždanih krugova. Može biti koristan mehanizam za pojedinca, jer nam omogućuje stjecanje novih vještina ili prilagodbu nakon ozljede, ali može postati i patološki mehanizam koji uzrokuje širok raspon simptoma..

Dakle, normalno funkcioniranje plastičnih mehanizama može pogoršati manifestacije genetske mutacije ili štetnog ekološkog događaja, a nedovoljan razvoj plastičnih mehanizama također može izazvati abnormalne manifestacije (Pascual-Leone i sur., 2011). .

Deficit u plastičnosti znači da se mozak ne može prilagoditi zahtjevima okoliša. S druge strane, ako je mozak previše plastičan, strukturne veze mogu biti nestabilne i funkcionalni sustavi potrebni za spoznaju i ponašanje mogu biti ugroženi (Pascual-Leone i sur., 2011).

Unatoč pojavama abnormalnih procesa u plastičnim mehanizmima, mozak je vrlo međusobno povezana struktura. Stoga plastičnost posreduje u višestrukim razinama našeg živčanog sustava, od mikro-krugova do velikih mreža. Najviše fokusirane i lokalne promjene mogu se kompenzirati na razini kruga, sprečavajući značajno pogoršanje ponašanja (Pascual-Leone et al., 2011)..

Novija istraživanja su pokazala da procesi učenja i memorije dovode do promjena u sinaptičkoj povezanosti kroz procese dobitka, stabilizacije ili gubitka, što dovodi do razmišljanja o važnosti tih plastičnih procesa (Caroni et al., 2012)..

Prva istraživanja provedena mikroskopom pokazala su da sinaptička plastičnost može dovesti do promjena u dendritičkoj veličini i obliku (Mayford et al., 2012). U slučaju učenja motoričkih sposobnosti, može se uočiti rast dendritičnih spina nekih neuronskih populacija (Caroni i sur., 2012), posljedica određenih staničnih i molekularnih mehanizama. (Mayford i dr., 2012).

Iako je istina da se promjene događaju na lokalnoj razini, budući da su u stanju dati povećanja ili smanjenja broja dendritičnih spina određenih područja, te promjene utječu na globalnu razinu jer je mozak sustav koji djeluje na globalni način i daje povećanje i smanjenje u lokalnim dijelovima.

Plastične promjene tijekom života (razvoj)

Kao što smo već spomenuli, proces cerebralne plastičnosti ima važnu ulogu tijekom života, međutim, postoje razdoblja u kojima je bitnije.

U slučaju djetinjstva, mozak je u vrlo promjenjivoj situaciji zbog masivnog priliva iskustava i novih znanja. Kod djece je maksimalna plastičnost mozga, što omogućuje ugradnju novih učenja i sjećanja u njihov kognitivno-bihevioralni repertoar.

Ovi plastični mehanizmi, kako pojedinac raste, pokazuju silazni trend, tj. Postoji povezanost između dobi i smanjenja veličine tog procesa (Pascual-Leone et al., 2011)..

Unatoč ovoj općenitoj tendenciji, svaka osoba pokazuje drugačiju putanju. Ovisno o intrinzičnim genetskim čimbenicima i specifičnim utjecajima okoline na koje smo izloženi, svaki pojedinac će predstaviti jedinstveni nagib funkcioniranja cerebralne plastičnosti (Pascual-Leone et al., 2011)..

Među važnim čimbenicima koji vjerojatno mogu pridonijeti razlikama su genetski i epigenetski mehanizmi (na primjer, polimorfizmi, ekspresija gena), hormonski faktori (na primjer, spol, menstrualni ciklus), morbiditet (na primjer, dijabetes) , rak ili infekcije) i životna iskustva (na primjer, traumatska ozljeda mozga, izloženost toksinima, stres, nedostatak sna, zlouporaba tvari, kognitivna rezerva, loša prehrana, sjedilački način života itd.) (Pascual-Leone) i sur., 2011).

Različite studije koje koriste funkcionalnu i strukturalnu magnetsku rezonancu, pozitronsku emisijsku tomografiju i druge tehnike snimanja neurološke slike pružile su dokaze da plastičnost doživljava promjene tijekom cijelog života..

Primjerice, presječne studije dosljedno su identificirale povezanost između dobi i cerebralnih morfometrijskih promjena koje obuhvaćaju regionalno kortikalno stanjivanje, subkortikalno smanjenje volumena i ventrikularnu dilataciju (Pascual-Leone i sur., 2011)..

S druge strane, postoje promjene povezane sa starenjem u izvođenju kognitivnih zadataka, promjene u neuronskoj aktivaciji koje su rezultat tih kognitivnih zadataka..

Opće je utvrđeno da je normalno starenje kod ljudi povezano sa smanjenjem kognitivnih performansi, uključujući domenu brzine obrade, radne memorije, epizodnog pamćenja, kontrole pozornosti, inhibitorne kontrole i izvršne funkcije (Pascual-Leone i sur., 2011).

Međutim, unatoč tome, plastični mehanizmi nastavljaju djelovati u bilo kojoj fazi evolucije. Konstrukcija kognitivne rezerve omogućava da se kognitivna funkcija održi ili minimalno promijeni u starosti i može omogućiti da se podrži veća količina neuropatoloških oštećenja prije nego se manifestiraju znakovi i simptomi kognitivnog pogoršanja (Pascual-Leone et al., 2011).

Plastičnost i oštećenje mozga

Stečeno oštećenje mozga, kao što je traumatska ozljeda mozga ili određene sistemske bolesti kao što su dijabetes, depresija ili rak, može utjecati na sposobnost plastičnosti (Pascual-Leone et al., 2011)..

Kada smo pretrpjeli ozljedu ili oštećenje mozga, naš mozak pokušava nadoknaditi nedostatke koji iz njega proizlaze primjenom različitih kompenzacijskih mehanizama, koji su u osnovi te plastičnosti mozga.

Međusobna povezanost, organizacija i struktura našeg živčanog sustava omogućuje nam da se oporavimo nakon ozljede. Različiti su autori predložili da se živčani sustav podvrgava nizu procesa koji omogućuju da područje homologno oštećenom ima sposobnost da preuzme svoju funkciju. To je moguće zahvaljujući velikoj distribuiranoj mreži koja tvori moždane veze (Dancause & Nudo, 2011).

Studije koje su koristile duboku stimulaciju mozga kod životinja sugerirale su da je neuronska reorganizacija koja se događa kako na područjima ozlijeđene hemisfere, tako i na intaktnoj hemisferi, neophodna za oporavak, posebno kada se lezija odnosi na motorna područja ( Dancause & Nudo, 2011).

Međutim, nedavni dokazi pokazuju reorganizaciju funkcionalne povezanosti nakon stečene lezije koja je, u početku prilagodljiva ili korisna, može ograničiti kompenzacijske prilagodbe za promjene u mehanizmima cerebralne plastičnosti. (Pascual-Leone i dr., 2011).

Zapravo, plastične promjene mogu oslabiti sposobnost reorganizacije korteksa radi obavljanja svoje primarne funkcije, osobito u kontekstu rehabilitacijske obuke.

Primjerice, u slučaju slijepih osoba, kortikalna reorganizacija koja se javlja u okcipitalnom području kao posljedica odsutnosti senzornih ulaza vizualnog tipa, može dati duhove taktilnim osjećajima na prstima kompetentnih pojedinaca u čitanju. Brailleovog pisma (Merabet i Pascual-Leone, 2010).

Mehanizmi promjene

Iako je plastičnost mozga mehanizam koji je čvrsto određen genetikom, čimbenici okoline bitno će pridonijeti individualnim razlikama u učinkovitosti i funkcionalnosti ovog.

Formalna i neformalna obrazovna iskustva, društvene i obiteljske interakcije, kulturna pozadina, prehrana, hormonski faktori, različite patologije, izloženost štetnim agensima kao što su zlouporaba tvari, stres ili redovita tjelovježba, neki čimbenici koje su znanstveni dokazi istaknuli kao modulatori tog mehanizma prilagodbe (Pascual-Leone et al., 2011).

Zapravo, kvaliteta društvenog okruženja svakog pojedinca može imati dubok utjecaj na razvoj i aktivnost neuronskih sustava, s posljedicama na različite fiziološke i ponašajne odgovore..

Ako je tako, promjene u plastičnosti mozga kod osoba koje žive u disfunkcionalnim sredinama mogu se razlikovati od promjena u onima koje imaju zaštitu i podršku (Pascual-Leone et al., 2011).

Čimbenici načina života, uključujući obrazovanje, složenost rada, društvenu mrežu i aktivnosti pridonijet će stvaranju većeg kognitivnog kapaciteta pričuve, pomoći će nam da stvorimo "pričuvni dućan" koji će nas učinkovito zaštititi u uvjetima stanja ozljeda.

Primjer za to je činjenica da ljudi koji su prošli široko obrazovanje, čak i oni koji pate od Alzheimerove bolesti, mogu predstavljati manji rizik od kliničke manifestacije ludog procesa.

Ovi dokazi upućuju na to da je manifestacija simptoma odgođena zbog učinkovite kompenzacije, zahvaljujući položaju većeg kognitivnog kapaciteta rezerve (Pascual-Leone et al., 2011)..

S druge strane, pored ovih čimbenika koji se odnose na svakodnevni život, različiti su pokušaji modificiranja kognitivne plastičnosti na eksperimentalnoj razini.

Posljednjih godina razvijeni su pristupi povećanju plastičnosti u subakutnoj fazi oporavka ispitanika koji su pretrpjeli oštećenje mozga. Primjerice, uporaba lijekova za povećanje razine aurosala i učenja, dendritičke arborizacije, anatomske plastičnosti ili obnove funkcije u perifarktnom području (Dancause & Nudo, 2011).

Osim toga, još jedna nedavno istraživana tehnika je kortikalna stimulacija za povećanje ili smanjenje aktivnosti specifičnih područja mozga. Upotreba stimulacije ima potencijalne prednosti usmjerene na poticanje oporavka s nekoliko nuspojava.

zaključci

Učinkovito funkcioniranje neurofizioloških mehanizama cerebralne plastičnosti igra ključnu ulogu tijekom cijelog života, tijekom razvoja, od djetinjstva do odrasle dobi i starenja, kako kod zdravih osoba, tako i kod neke vrste patologije (Pascual-Leone i sur. ., 2011). 

Vaše djelovanje će nam omogućiti da steknemo nova učenja i znanja tijekom naših života.

reference

1. Cáceres-Vieira, M., i Suárez-Escudero, J. (2014). Neuroplastičnost: biokemijski i neurofiziološki aspekti. Rev CES Med, 28(1), 119-132.
2. Caroni, P., Donato, F., i Muller, D. (2012). Strukturna plastičnost pri učenju: regulacija i djelovanje. Priroda, 13, 478-490.
3. Dancause, N., & Nudo, R. (2011). Oblikovanje plastičnosti za poboljšanje oporavka nakon ozljede. Prog Brain Res., 292, 279-295.
4. Mayford, M., Siegelbaum, S.A., & Kandel, E.R. (s.f.). Sinkase i pohrana memorije.
5. Merabet, L. B., & Pascual-Leone, A. (2010). Neuralna reorganizacija nakon gubitka osjetila: mogućnost promjene. Priroda, 11, 44.52.
6. Morgado, L. (2005). Psihobiologija učenja i pamćenja: osnove i noviji napredak. Rev Neurol, 40(5), 258-297.
7. Pascual-Leone, A., Freitas, C., Oberman, L., Horvath, J., Halko, M., Eldaief, M., ... Rotenberg, A. (2011). Karakterizacija plastičnosti moždanog kortika i dinamike mreže kroz starosni raspon u zdravlju i bolesti s TMS-EEG i TMS-fMRI. Mozak Topogr.(24), 302-315.