PLASTYCZNOŚĆ MÓZGU

Plastyczność jest wspaniałą właściwością mózgu ,

umożliwia ona procesy uczenia się , adaptację

mózgu do środowiska sensorycznego oraz

procesy kompensacyjne po uszkodzeniu mózgu. U

człowieka prawdopodobnie większość neuronów

mózgu jest plastyczna .

Pojęcie plastyczności mózgu (łac.

plaistikos

–

tworzenie) wprowadził do fizjologii polski uczony

Jerzy Konorski w 1948 roku. Teorię tę autor oparł

na dwóch przesłankach:



Komórki nerwowe reagują na nadchodzące

impulsy określonym cyklem zmian, co

nazywa się pobudliwością

, a zmiany

powstające w ośrodkach w wyniku tej

właściwości nazywa się zmianami

spowodowanymi pobudliwością;



W określonych układach neuronów powstają

trwałe przekształcenia funkcjonalne

określonych bodźców lub ich kombinacji

, co

nazywa się plastycznością, a odpowiadające im

zmiany określa się jako zmiany plastyczne.

Termin „plastyczności mózgu” oznacza zdolność

neuronów do ulegania trwałym zmianom w

trakcie procesów uczenia się. W trakcie

uczenia się dochodzi do reorganizacji

połączeń synaptycznych między neuronami.

Obecnie uważa się, że plastyczność

neuronalna jest pojęciem szerszym,

obejmującym zarówno zmiany zachodzące w

procesach uczenia się i pamięci, jak również

zmiany rozwojowe i kompensacyjne

(naprawcze po uszkodzeniach mózgu).

Miejscem kluczowym, w którym powstaje i

zanika plastyczność mózgu, jest synapsa. To

ona ciągle modyfikuje swoje właściwości,

zmieniając wydajność przewodzenia impulsów

nerwowych. Ta niezwykła zdolność określana

jest plastycznością synaptyczną i jest uważana

za komórkowe podłoże uczenia się i pamięci.

Wyróżnia się różne rodzaje

plastyczności mózgu, miedzy

innymi:



plastyczność rozwojową,



plastyczność pamięciową



plastyczność kompensacyjną.

Plastyczność pamięciowa

odgrywa rolę w

procesach uczenia się i zabiegach usprawniających.

Dochodzi do wzmocnienia i reorganizacji połączeń

synaptycznych pomiędzy konkretnymi neuronami, w

odpowiedzi na specyficzne bodźce. Konsekwencją

tego jest powstanie tzw.

engramu pamięci

, to jest

pamięciowej zmiany plastycznej. Jednak pamięć

stanowi zjawisko niejednorodne i jej klasyfikacja

pozostaje wciąż zagadnieniem kontrowersyjnym.

Istnieje kilka sposobów za pomocą których może

dochodzić do owych zmian. Najważniejsze z nich to:



wydłużenie zgrubienia postsynaptycznego



zwiększenie liczby pęcherzyków z neurotransmiterem w

obrębie kolbki synaptycznej



wzrost liczby rozgałęzień dendrytów



wzrost liczby kolców dendrytycznych



wzrost liczby synaps

Plastyczność rozwojowa jest mniej specyficzna od

plastyczności pamięciowej. Dotyczy ona jedynie

niedojrzałego jeszcze OUN czyli wczesnego okresu życia, i

jest odpowiedzialna za zmiany w „architekturze

funkcjonalnej” mózgu pod wpływem środowiska

sensorycznego we wczesnym stadium jego rozwoju. W

najwcześniejszym okresie życia pod wpływem potężnego

strumienia stymulacji sensorycznej dochodzi do

dramatycznych rozwojowych zmian plastycznych o

charakterze przystosowawczym.

Dziecko rodzi się z niedojrzałym mózgiem

. Mózg ludzki

gdyby miał dojrzeć w okresie żytcia płodowego, to ciąża trwała

by ok. 25 miesięcy. Niedojrzałość mózgu we wczesnym okresie

rozwoju pozwala natomiast na olbrzymie zmiany plastyczne o

charakterze przystosowawczym, które zachodzą pod wpływem

bodźców środowiska zewnętrznego, w którym dany osobnik się

rozwija. Środowisko to wywiera więc znaczący wpływ na

ostateczny „kształt funkcjonalny” mózgu.

Organizacja synaptyczna dotycząca jeszcze niedojrzałego

mózgu opiera się na następujących mechanizmach:

- Połączenia nerwowe już istniejące lecz nie używane

ulegają degeneracji, natomiast uaktywnieniu, rozbudowie i

utrwaleniu ulegają synapsy używane, zgodnie zresztą z

powszechnie znanym stwierdzeniem, że „narząd

nieużywany zanika”;

- W wyniku określonej, intensywnej stymulacji powstają

nowe synapsy, lub aktywizują się synapsy dotychczas

nieaktywne, tzn. synapsy potencjalne.

Tworzenie się nowych połączeń synaptycznych, jak również ich

obumieranie leży u podstaw zmian morfologicznych i

funkcjonalnych zachodzących w trakcie rozwoju OUN. Podczas 40

tygodni ciąży mózg rozwija się intensywnie. Po narodzinach liczba

neuronów w mózgu nie wzrasta, ale intensywnie rozwijają się

połączenia między neuronami. W chwili narodzin każdy neuron

znajdujący się w korze mózgu noworodka posiada

2500

synaps. W

wieku 2-3 lat każdy neuron znajdujący się w korze dziecka mózgu

posiada już

15000

synaps. U dorosłego człowieka liczba synaps

przypadająca na pojedynczy neuron wynosi około

7500

Plastyczność kompensacyjna -

w procesach plastyczności

kompensacyjnej dochodzi do wytworzenia połączeń między

nietypowymi partnerami. Umożliwia to w przypadku uszkodzenia

mózgu przywrócenie częściowo lub w pełni utraconych funkcji.

Podłożem tego procesu jest obumieranie uszkodzonych neuronów, co

umożliwia stosunkowo łatwe wytworzenie nowych połączeń przez

inne neurony w pustych miejscach. Lepsze poznanie tych

mechanizmów pozwoli, być może, na skuteczniejsze leczenie

usprawniające.

Należy zw

ócić uwagę na to, iż mózg jest strukturą

dynamiczną zarówno pod względem morfologicznym, jak i

funkcjonalnym, a podstawą tych zmian są właśnie zmiany plastyczne

komórek nerwowych.

Kompensacyjna reorganizacja synaptyczna dotycząca uszkodzenia mózgu opiera się na

kilku mechanizmach o charakterze naprawczym:



Sąsiednie ( nie uszkodzone) neurony mogą stworzyć nowe połączenia synaptyczne z

neuronami pozbawionymi normalnego dopływu impulsów z uszkodzonych aksonów;



Przecięte włókna pozrastają się poźniej niż uszkodzenia i poszukują nowych aksonów;



Włókna nie uszkodzone, ale pozbawione ośrodka, popzez uszkodzenie we wczesnym

etapie rozwoju mózgu, ulegają rozrostowi w poszukiwaniu neuronu docelowego.

Badania mikroanatomiczne oparte głównie na

deprywacji sensomotorycznej ( czyli,

pozbawienia dopływu konkretnych bodźców

zewnętrznych) wskazały równocześnie ,że :



Możliwości plastyczności kompensacyjnej są

największe w przypadku uszkodzenia

niedojrzałego mózgu wówczas , gdy dochodzi

do sumowania się plastycznych efektów

rozwojowych i naprawczych.



Możliwości plastyczności kompensacyjnej są

znacznie większe u osobników młodszych.

Zaobserwowano przy tym występowanie tzw.

okresów krytycznych, w których kompensacja

przebiega najłatwiej i poza którymi jej efekty

są znikome.

Fenomen plastyczności mózgu odgrywa znaczącą rolę w

fizjoterapii. Dzięki niemu możemy np. u dorosłej osoby z

uszkodzeniem mózgu – poprzez utorowanie nieczynnych (bo

niepotrzebnych dotychczas) połączeń ( milczących synaps) -

„wydobyć” utracone wzorce ruchowe lub tylko ich fragmenty

oraz spowodować przejęcie sterowania ruchami przez nie

uszkodzone ośrodki , a w pewnym – choć ograniczonym –

zakresie wypracować nowe wzorce ruchowe , kompensując

w ten sposób zaistniałe ubytki funkcjonale . Nieco inaczej

przedstawia się ten problem wówczas, gdy do uszkodzenia

mózgu doszło we wczesnych stadiach jego rozwoju( np. u

dzieci z mózgowym porażeniem dziecięcym )W tej sytuacji

nie może być mowy o wykorzystywaniu jakichkolwiek

wcześniejszych wzorców ruchowych, gdyż dziecko nimi nie

dysponuje , ponieważ dopiero nabywa umiejętności ruchowe,

ale w zmienionych przez to uszkodzenie warunkach .

Decydującą rolę odgrywa tutaj zapewne torowanie ( poprzez

wspomniana powyżej stymulację ), ułatwiające tworzenie

nowych połączeń ( w ramach tzw. synaps potencjalnych ) i

przejmowanie funkcji przez nie uszkodzone neurony.

Zjawisko apoptozy ( obumierania części komórek nerwowych

)”oszczędza” zachowane neurony, stwarzając szansę powrotu

funkcji.

Efekty plastyczności mózgu należy odróżnić

od dwóch innych zjawisk, które noszą nazwę

pamięci, ale nie są specyficzne dla układu

nerwowego. Należą do nich:

Tak zwana „pamięć komórki”, która cechuje

wszystkie komórki. Dzięki niej efekty

wpływów środowiskowych, w wyniku których

następuje różnicowanie komórek, są

przechowywane w kolejnych generacja

komórek.

Pamięć występująca w układzie

odpornościowym. W wyniku spotkania z

antygenem limfocyty dają potomstwo (tzw.

Komórki pamięci), którego receptory są

bardziej wrażliwe na antygen.

Plastyczność jest jedną z

najważniejszych cech układu

nerwowego. Jest ona podstawą

nowoczesnej neurorehabilitacji. Powrót

do zdrowia na skutek neurorehabilitacji

jest związany z zachodzeniem zmian w

organizacji mózgu.

Document Outline