Neuraalinen plastisuus, joka tunnetaan myös nimellä neuroplastisuus ja useilla muilla nimillä, on neuronien tai hermosolujen rakenteen, toiminnan ja organisaation muuttuminen vastauksena uusiin kokemuksiin. Se viittaa erityisesti hermoyhteyksien vahvistamiseen tai heikentämiseen tai uusien hermosolujen lisäämiseen ulkopuolisten ärsykkeiden perusteella. Nämä prosessit ovat vastuussa oppimisesta, asianmukaisten vastausten muodostumisesta ulkoisiin tapahtumiin ja joissakin tapauksissa toipumisesta aivovammasta. Neuraalinen plastisuus on yksi nykyaikaisen neurotieteen alan tärkeimmistä näkökohdista, ja sen tutkimus johtaa muun muassa parempaan ymmärrykseen aivojen kehityksestä, oppimisesta ja aivovammaisten potilaiden kuntoutuksesta.
mekanismit
Neuronit koostuvat solurungosta, jossa on yksi tai useampia haarautuneita rakenteita, joita kutsutaan dendriiteiksi, ja pitkä, kuitumainen jatke, joka tunnetaan aksonina. Dendriitit vastaanottavat pääasiassa signaaleja aistielimiltä ja muilta neuroneilta. Aksoni lähettää signaaleja vierekkäisten hermosolujen dendriiteille pienien aukkojen kautta, joita kutsutaan synapsiksi. Kommunikaatio näiden aukkojen yli mahdollistaa kemikaalit, joita kutsutaan välittäjäaineiksi. On olemassa kolme laajaa mekanismia, joilla hermojen plastisuus voi esiintyä.
Anatomisiin muutoksiin liittyy fyysisiä muutoksia neuroneihin, kuten aksonaalinen itäminen, jossa aksonit tuottavat uusia hermopäätteitä, jotka yhdistyvät muihin hermoston reitteihin. Tämä voi vahvistaa olemassa olevia yhteyksiä tai auttaa korjaamaan hermoston osia palauttamalla vaurioituneet hermopolut täyteen toimintaan. Neurokemialliset muutokset voivat aiheuttaa esimerkiksi välittäjäaineiden tuotannon lisäämistä tai vähentämistä. Aineenvaihdunnan muutoksiin saattaa liittyä aivojen osien ravinteiden kulutuksen vaihteluita.
Muovisuus voi sisältää myös liitosten poistamisen. Vanhat hermopolut, joita ei ole käytetty pitkään aikaan, voivat kuolla pois. Tämä prosessi tunnetaan synaptisena karsimisena ja mahdollistaa hermoyhteyksien poistamisen, jotka eivät enää palvele mitään tarkoitusta, mutta hyödyllisempiä vahvistetaan.
Muisti, kehitys ja oppiminen
Neuraalinen plastisuus on ratkaisevan tärkeää aivojen kehitykselle, muistojen muodostumiselle ja kyvylle oppia kokemuksesta. Aivot tarvitsevat kykyä muuttua ja järjestyä uudelleen voidakseen tallentaa tietoja ja saada parhaat vastaukset ulkopuolisiin tapahtumiin. Erityisesti alkuvuosina tähän liittyy monia uusia yhteyksiä ja polkuja. Vastasyntyneellä vauvalla on noin 2,500 synapsia kutakin neuronia aivokuoreen, aivojen uloimpaan kerrokseen. Ensimmäisten kahden tai kolmen elinvuoden aikana tämä määrä kasvaa dramaattisesti noin 15,000 XNUMX: een, mutta aikuisuuteen mennessä määrä on laskenut noin puoleen tästä määrästä synaptisen karsimisen vuoksi, koska käyttämättömät reitit poistetaan.
Koko elämän ajan signaaleja lähettävien aksonien ja niitä vastaanottavien dendriittien väliset yhteydet vahvistuvat ja heikkenevät. Jos tiettyä yhteyttä käytetään paljon, se vahvistuu. Mahdollisesti dendriitin pinta -ala kasvaa tai hermovälittäjäaineita syntyy enemmän. Toisaalta, jos yhteyttä ei käytetä paljon, se voi heikentyä. Tällä tavalla tärkeimmät reitit vahvistuvat.
Aiemmin uskottiin, että hermojen plastisuus oli olemassa vain hyvin nuorilla yksilöillä ja että kun hermopolut olivat muodostuneet, ne olivat asettuneet eikä niitä voitu muuttaa. Nykyaikainen aivotutkimus on kuitenkin paljastanut, että hermot järjestäytyvät jatkuvasti koko elämän ajan. Tämä tekee ihmisistä kykeneviä sopeutumaan monenlaisiin olosuhteisiin; aivojen fysiologia muuttuu vastauksena kokemuksiin. Uusia yhteyksiä voi muodostua missä tahansa elämänvaiheessa samanaikaisesti vanhojen, käyttämättömien karsimisen kanssa, jolloin ihmiset voivat hankkia tietoa ja hankkia uusia taitoja myös vanhuudessa.
Toipuminen vaurioista ja lääketieteellisistä sovelluksista
Koska hermosolut kykenevät rakenneuudistumaan ja järjestäytymään uudelleen, aivovaurio tai muut hermoston osat eivät aina ole pysyviä. Terveiden neuronien alueet voivat joskus ottaa vaurioituneiden osien toiminnot haltuunsa. Tällä tavoin aivovamman tai aivohalvauksen uhrit ovat joissakin tapauksissa pystyneet palauttamaan ainakin osan menetetyistä toiminnoista.
Vuodesta 2013 lähtien suuri osa tutkimuksesta keskittyy hermoplastisuuden käyttöön lääketieteellisiin tarkoituksiin. On olemassa monia erilaisia aivojen ja hermojen sairauksia, jotka heikentävät suuresti niistä kärsivien kognitiota, muistia, liikkuvuutta tai muita kykyjä. Joidenkin aivohalvauksen ja aivovamman uhrien kokemaa osittaista luonnollista palautumista voitaisiin mahdollisesti laajentaa ja parantaa lääketieteellisellä toimenpiteellä ohjaamaan neuronien uudelleenjärjestelyä. Aivovaurio ja Alzheimerin tauti ovat esimerkkejä aivosairauksista, joita voitaisiin mahdollisesti hoitaa ohjatun hermoplastisuuden avulla. Yksi mahdollinen kehityskohde tulevaisuudessa on hermosolujen käyttö uusien hermosolujen ja reittien luomiseksi, tekniikka, joka saattaa johtaa onnistuneisiin hoitoihin erilaisille aivosairauksille ja vammoille.