Plastičnost možganov; kaj je to?

Opredelitev

Kaj je plastičnost možganov? Ali to pomeni, da so naši možgani narejeni iz plastike ali plastelina? Nikakor ne!

Plastičnost oziroma nevroplastičnost je vseživljenjska zmožnost možganov, da na podlagi novih izkušenj prerazporejajo živčne poti. Ko se učimo, pridobivamo novo znanje. Z izkušnjami in urjenjem novih spretnosti pridobivamo nove zmožnosti. Da se lahko naučimo ali si zapomnimo dejstvo ali spretnost, morajo v možganih neprestano potekati funkcijske spremembe. Te spremembe predstavljajo novo znanje.

Nevroplastičnost je torej sposobnost možganov, da se z učenjem spreminjajo.

Za ilustracijo plastičnosti si zamislimo fotografski film. Ta predstavlja naše možgane. Nato fotografirajmo jadrnico na morju. Ko pritisnemo na sprožilec, je film izpostavljen novi informaciji ? podobi jadrnice na morju. Zaslonka se odpre in film je izpostavljen sliki. Da pa bi to informacijo ohranil, mora film reagirati na svetlobo, ki ji je nenadoma izpostavljen, in se ustrezno spremeniti. Podobno se mora zgoditi z našimi možgani. Če naj si nekaj ? recimo lep prizor jadrnice na morju ? zapomnimo, se morajo v možganih zgoditi spremembe, ki predstavljajo to, kar si želimo zapomniti.

Plastičnost si lahko predstavljamo tudi drugače: spomnimo se, kako je delati odtise v plastelin. Če vanj pritisnemo kovanec za pet tolarjev, bo v plastelinu ostal odtis kozoroga, če pa odtisnemo petdesetaka, pa bo odtisnjen bik. Da se podoba živali ohrani, se mora plastelin spremeniti, njegovi gradniki se morajo ustrezno prerazporediti pod kovancem. Podobno se preoblikujejo omrežja v možganih v odgovor na izkušnjo ali čutni dražljaj. Za plastelin pravimo, da je plastičen, ker se lahko spreminja. Zaradi istega razloga opisujemo tudi možgane kot plastične.

Dejstva o nevroplastičnosti

1. Nevroplastičnost vključuje mnoge različne procese, ki se odvijajo celo življenje. Nevroplastičnost ni le ena sama morfološka sprememba, ampak mnogi različni procesi, ki se odvijajo celo posameznikovo življenje. V njej sodelujejo različni tipi možganskih celic, med njimi tudi nevroni, glia in celice žil.

2. Oblika nevroplastičnosti je odvisna od posameznikove starosti Čeprav se plastičnost odvija celo življenje, v nekaterih življenjskih obdobjih prevladujejo oblike plastičnosti, ki so v drugih komaj opazne.

3. Nevroplastičnost se v možganih odvija v dveh situacijah:

a) med normalnim razvojem; od takrat, ko začnejo nezreli možgani obdelovati čutne informacije, in tudi skozi vso odraslo dobo, ko shranjujemo nova spoznanja (govorimo o razvojni plastičnosti in plastičnosti učenja in spomina); b) kot prilagoditveni mehanizem za nadomestitev izgube funkcije ob poškodbi za ohranitev preostale funkcije ob poškodbi (plastičnost, ki jo vzpodbudi poškodba).

1. Največji vpliv na plastičnost ima okolje. Poleg genetskih dejavnikov oblikujejo možgane značilnosti posameznikovega okolja in posameznikovo delovanje.

Razvojna plastičnost: obrezovanje sinaps

Gopnick in sodelavci (1999) opisujejo nevrone s telefonskim omrežjem. Po rojstvu preplavljajo novorojenca sporočila iz njegovih čutil. Te čutne informacije morajo nekako do možganov, kjer se obdelajo. Da bi bilo to mogoče, se morajo živčne celice povezati in prenesti impulze od čutila do možganov. Tako kot mora telefonsko omrežje pravilno povezovati mesta, morajo tudi živčne celice povezovati čutila z ustreznimi področji v možganih, se pravi oko (mrežnico) s centri za vid (v zatilnem režnju) in ne s centri za oblikovanje govora (Wernickejevo področje v zadnjem delu senčničnega režnja).

Osnovno omrežje med mesti je torej vzpostavljeno, za specifično povezavo med hišami pa so potrebni dodatni signali.

V prvih letih življenja možgani rastejo zelo hitro. Ko posamezen nevron (živčna celica) dozori, razraste iz svojega telesa mnoge veje (aksone, s katerimi razpošilja informacije naprej, in dendrite, s katerimi sprejema informacije) in tako poveča število sinaptičnih povezav ter na ta način vzpostavi specifične povezave med hišami, oziroma v primeru možganov med živčnimi celicami (nevroni). Ob rojstvu ima vsak nevron možganske skorje približno 2500 sinaps. Do otrokovih dveh ali treh let pa se število sinaps poveča na približno 15000 na nevron (Gopnick in sod., 1999). To je približno dvakrat več od števila sinaps na nevron v odraslih možganih. Ko se staramo, se stare povezave brišejo v procesu, imenovanem obrezovanje sinaps.

Obrezovanje sinaps izbriše šibkejše sinaptične povezave, medtem ko se močnejše ohranijo in celo utrdijo. O tem, katere sinapse se izbrišejo in katere utrdijo, odločajo izkušnje: povezave, ki se aktivirajo najpogosteje, se utrdijo. Nevroni morajo namreč služiti nekemu namenu, da preživijo. Nevroni, ki ne prejmejo nobene informacije in nobene informacije ne oddajo, umrejo v procesu, imenovanem apoptoza. Neučinkovite ali šibke povezave so "obrezane", podobno kot vrtnar obreže drevo ? odstrani suhe veje in mu da želeno obliko. Plastičnost je tista, ki omogoča proces razvoja in obrezovanja povezav, ki dovoljuje možganom, da se prilagodijo svojemu okolju.

Plastičnost učenja in spomina

Nekoč so verjeli, da postane s staranjem možgansko omrežje stalno in nespremenljivo. V zadnjih dveh desetletjih pa znanstveniki dokazujejo, da se možgani nikoli ne nehajo spreminjati in prilagajati. Učenje, kot ga opredelita Tortora in Grabowski (1996), je "zmožnost pridobiti novo znanje ali spretnosti skozi urjenje ali izkušnje". Spomin pa je proces, s katerim se to znanje "ohranja skozi čas". Sposobnost možganov, da se z učenjem spreminjajo, je plastičnost.

Kako se torej možgani spremenijo z učenjem? Po Durbachu (2000) naj bi z učenjem prišlo do najmanj dveh tipov sprememb v možganih:

a) do spremembe notranje zgradbe živčnih celic, ki je najbolj opazna v sinapsah in b) do povečanja števila sinaps med živčnimi celicami.

Na novo naučeni podatki se najprej shranijo v kratkoročnem spominu, ki omogoča začasno pomnjenje. Nekateri dokazi potrjujejo tezo, da je kratkoročni spomin odvisen od električnih in kemičnih dogodkov v živčnih celicah, v nasprotju z dolgoročnim spominom, ki je povezan s strukturnimi spremembami v možganih, kot je tvorba sinaps. Ena teorija kratkoročnega spomina trdi, da se kratkoročni spomin vzpostavi z "odmevom" živčnega tokokroga, kar pomeni, da prihajajoči živčni impulz stimulura prvi nevron, ta nato stimulira drugega in tako naprej, pri tem pa ena veja drugega nevrona ponovno stimulira prvi nevron. Informacija torej kroži ali odmeva v možganih; to je kratkoročni spomin. Čez nekaj časa pa se lahko informacija preseli v spomin trajnejše vrste, dolgoročni spomin, ki je, kot zgoraj povedano, posledica anatomskih ali biokemijskih sprememb v možganih (Tortora in Grabowski, 1996).

Plastičnost, ki jo vzpodbudi poškodba: plastičnost in popravljanje možganov

Med popravljanjem možganov, ki sledi poškodbi, so plastične spremembe usmerjene v zvečanje funkcije zdravega dela možganov, ki naj bi nadomestila funkcijo okvarjenega dela. V poskusih s podganami s poškodovanim določenim delom možganov so ugotovili, da so celice, ki so obdajale poškodovano področje, spremenile funkcijo in obliko tako, da jim je sprememba omogočala prevzem funkcije poškodovanih celic. Čeprav ta pojav pri ljudeh še ni bil obširno raziskan, podatki kažejo, da se po poškodbi zgodijo podobne spremembe (čeprav manj učinkovite) tudi v človeških možganih.

Za tiste, ki jih zanima več...

... in jih angleščina ne moti:

Drubach, D. (2000). The Brain Explained, Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, Inc.

Gopnic, A., Meltzoff, A., Kuhl, P. (1999). The Scientist in the Crib: What Early Learning Tells Us About the Mind, New York, NY: HarperCollins Publishers.

John F. Kennedy Center for Research on Human Development, Vanderbilt University Staff. Brain Plasticity, Retrieved July 28, 2002 from http://www.vanderbilt.edu/kennedy/topics/brainpl.html

Kandel, E.R., Schwartz, J.H., and Jessell, T.M. (2001). Principles of Neural Science. (4th ed.), New York: McGraw-Hill.

Kolb, B. (Winter 2000). Experience and the developing brain. Education Canada, 39(4), 24-26.

Neville, H.J. and Bavelier, D. (2000). Specificity and plasticity in neurocognitive development in humans. In Gazzaniga, M.S. (Ed). The New Cognitive Neurosciences. (2nd ed.), Cambridge, MA: The MIT Press, pp. 83-99.

Society for Neuroscience. (July 2000). Brain Plasticity, Language Processing and Reading, Retrieved August 3, 2002 from http://web.sfn.org/content/Publications/BrainBriefings/brain_lang_reading.html

Sousa, D.A. (2001). How the Brain Learns (2nd ed.), Thousand Oaks, CA: Corwin Press, Inc.

Tortora, G. and Grabowski, S. (1996). Principles of Anatomy and Physiology. (8th ed.), New York: HarperCollins College Publishers.

Tulving, E. and Craik, F.I.M. (Eds.) (2000). The Oxford Handbook of Memory, London and New York: Oxford University Press.

Splošne strani o spominu:

Memory Exhibit (from the Exploratorium) Human Memory

Po spletni strani http://faculty.washington.edu/chudler/plast.html, z dovoljenjem avtorja, povzela Nina Mohorko.

Grega Repovš
4. 3. 2005, 02:53:24

Vaša ocena prispevka:
(Prispevek ocenite tako, da kliknete na želeno zvezdico.)