Neuroplastyczność

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Neuroplastyczność (plastyczność mózgu) – zdolność tkanki nerwowej do tworzenia nowych połączeń mających na celu zreorganizowania się, adaptacji, zmienności, samonaprawy, uczenia się i pamięci. Jest to powszechna cecha neuronów, występująca na wszystkich piętrach układu nerwowego.

Historia[edytuj | edytuj kod]

W XX wieku badania tkanki nerwowej prowadzone przez Santiago Ramón y Cajal skłoniły go do wyprowadzenia twierdzenia iż „W dorosłych ośrodkach nerwowych szlaki nerwowe są ustalone, zakończone, nie do zmienienia. Wszystko może umrzeć, nic nie zregeneruje.”. Pierwsze wzmianki o przeciw tej teorii zamieścił w swojej pracy Jerzy Konorski. W książce Organization of conditioned reflexes (1948) pojęciem plastyczności określa trwałe przekształcenia w układach neuronów, a zmiany wskutek tego procesu zmianami plastycznymi. Te spostrzeżenia były negowane przez środowisko naukowe i dopiero Geoffrey Raisman w roku 1969 udowodnił empirycznie, przedstawiając zdjęcia z mikroskopu elektronowego, że uszkodzenie mózgu w rejonie formacji hipokampa prowadzi do powstawania nowych synaps. Jednostronne uszkodzenie powodowało eliminację synaps, tworzonych przez degenerujące aksony i powstawanie nowych. Kolejne badania – Walla (1970), Torstena Wiesela i Davida Hubla (1972) – potwierdziły teorię plastyczności.

Rodzaje plastyczności[edytuj | edytuj kod]

Na poziomie systemowym plastyczność to właściwość układu nerwowego, która zapewnia jego zdolność do adaptacji, zmienności, samonaprawy, uczenia się i pamięci. Jest to powszechna cecha neuronów, wykrywana na wszystkich piętrach układu nerwowego.

Wyróżnia się:

  • plastyczność rozwojowa – najbardziej podstawowy rodzaj, dotyczy dostosowania się młodego organizmu do środowiska w wyniku interakcji z nim; we wczesnym okresie rozwoju mózg wykazuje większą plastyczność i skłonność do tworzenia nowych połączeń nerwowych np. nauka chodzenia, mówienia
  • plastyczność pouszkodzeniowa (kompensacyjna) dorosłego mózgu – w wyniku ubytku tkanki nerwowej odpowiedzialnej za czynność lub funkcje, tworzona jest nowa sieć połączeń nerwowych, które przejmują funkcje utraconych obszarów, np. odzyskanie władzy nad sparaliżowaną pod wpływem wylewu kończyną
  • plastyczność wywołaną wzmożonym doświadczeniem czuciowym lub ruchowym – ten typ odnosi się przede wszystkim do doświadczeń powielanych, czynności które zachodzą często a szlaki neuronalne są wzmacniane poprzez ciągłe powtarzanie
  • plastyczność związaną z uczeniem się i pamięcią – tworzenie ścieżek neuronalnych, kiedy poprzez powtarzanie czynności i utrwalanie jej w pamięci tworzą się nowe połączenia
  • Plastyczność występująca przy powstawaniu uzależnień – w wyniku pobudzenia w układzie nagrody (dopaminergicznym) dochodzi do utrwalenia zachowania, mechanizm ewolucyjny skłaniający człowieka do powielania zyskownych (dla organizmu) czynności. Jest to podłożem dla powstania nowych dróg neuronalnych – substancje powodujące uzależnienia są neuroprzekaźnikami (np. kofeina, nikotyna) ich pojawienie się wzmacnia powoduje wzmocnienia połączeń synaptycznych
  • plastyczność patologiczna występującą np. przy epileptogenezie czy bólu neuropatycznym[1].

Mimo tak dużej różnorodności, u podstaw wszystkich zmian plastycznych leży zmiana siły połączeń międzyneuronalnych, czyli zmiana siły i liczby połączeń synaptycznych.

Przykłady[edytuj | edytuj kod]

Efekty zjawiska neuroplastyczności można zaobserwować w wielu dziedzinach życia:

Aktywność fizyczna

Wszelka aktywność fizyczna, która wymaga nauki nowych czynności oraz angażuje świadomą uwagę, powoduje polepszenie funkcji umysłowych, wzmocnienie połączeń synaptycznych i zapobiega procesom degradacyjnym mózgu związanym z wiekiem[2]. Również systematyczny wysiłek fizyczny sprzyja lepszemu i szybszemu tworzeniu się nowych połączeń synaptycznych, co z kolei może być spowodowane zwiększoną wydolnością sercowo-naczyniową organizmu[3].

Medytacja

Richard Davidson, neurolog z Uniwersytetu Wisconsin, prowadził doświadczenia we współpracy z Dalajlamą w sprawie skutków medytacji na mózg. Jego wyniki wskazują, że długoterminowe lub krótkoterminowe praktyki medytacyjne wpływają na aktywności w obszarach mózgu związanych z takimi cechami jak uwaga, niepokój, depresja, strach, gniew, czy zdolność organizmu do samoleczenia. Te zmiany funkcjonalne mogą być spowodowane przez zmiany w fizycznej strukturze mózgu[4].

Echolokacja

Echolokacja u osób niewidomych jest to wyuczona zdolność ludzi do lokalizacji obiektów znajdujących się w otoczeniu, po emisji dźwięku (kląskanie/uderzanie językiem o podniebienie) osoba wsłuchuje się w echa dźwiękowe powstałe w wyniku zetknięcia się fali akustecznej z napotkanym obiektem i na tej podstawie wnioskowanie o jego położeniu. Badania w 2010 z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego wykazały, że do nowej umiejętności echolokacji przystosowane są części mózgu związane z przetwarzaniem wizualnym[5].

Przypisy

  1. http://fundacjarozwojunauki.pl/res/Tom1/Nauka%20swiatowa%20i%20polska[1].Rozdzial%2009.pdf.
  2. G. Kempermann, D. Gast, FH. Gage. Neuroplasticity in old age: sustained fivefold induction of hippocampal neurogenesis by long-term environmental enrichment. „Ann Neurol”. 52 (2), s. 135-143, 2002. doi:10.1002/ana.10262. PMID 12210782. 
  3. YF. Liu, HI. Chen, CL. Wu, YM. Kuo i inni. Differential effects of treadmill running and wheel running on spatial or aversive learning and memory: roles of amygdalar brain-derived neurotrophic factor and synaptotagmin I. „J Physiol”. 587 (13), s. 3221-3231, 2009. doi:10.1113/jphysiol.2009.173088. PMID 19451201. 
  4. RJ. Davidson, A. Lutz. Buddha's Brain: Neuroplasticity and Meditation. „IEEE Signal Process Mag”. 25 (1), s. 176-174, 2008. doi:10.1109/MSP.2008.4431873. PMID 20871742. 
  5. Thaler, Lore, Arnott, Stephen R., Goodale, Melvyn A.. Human Echolocation I. „Journal of Vision”. 10 (7), s. 1050 -1050, 2010. 

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]