- 22 Ιαν, 2024
- 0 Σχόλια
- 1 Λεπτά Διάβασμα
5. Τι είναι η νευροπλαστικότητα;
Η νευροπλαστικότητα είναι η ικανότητα του εγκεφάλου να αλλάζει και να προσαρμόζεται λόγω των εμπειριών που ο άνθρωπος αποκομίζει. Μέσω της νευροπλαστικότητας τα ήδη υπάρχοντα νευρωνικά δίκτυα μπορούν να τροποποιηθούν ή να αναδιοργανωθούν αλλά υπάρχει περίπτωση και να δημιουργηθούν και κάποια νέα (νευρογένεση). Οι όποιες λειτουργικές αλλαγές συμβαίνουν στον ανθρώπινο εγκέφαλο μπορεί να οφείλονται είτε σε εγκεφαλική βλάβη ή σε δομικές/φυσικές αλλαγές που προκύπτουν λόγω της μάθησης.
Ο όρος ‘πλαστικότητα’ αναφέρεται στην ικανότητα του εγκεφάλου να επιδέχεται ποικίλες μορφοποιήσεις ή αλλαγές. Ο όρος ‘νευρο’ αναφέρεται στους νευρώνες, δηλαδή στα νευρωνικά κύτταρα, που αποτελούν τα δομικά στοιχεία του εγκεφάλου και του νευρικού συστήματος.
Το νευρολογικό υπόβαθρο της μάθησης
Οι πρώτοι ερευνητές πίστευαν ότι η νευρογένεση, δηλαδή η δημιουργία νέων νευρώνων, σταματά λίγο μετά τη γέννηση. Σήμερα, η επιστήμη έχει αποδείξει ότι η νευροπλαστικότητα του εγκεφάλου επιτρέπει σε αυτόν να αναδιοργανώνει τις νευρωνικές διόδους που ήδη διαθέτει, να δημιουργεί νέες συνδέσεις και, σε ορισμένες περιπτώσεις, ακόμη και να αναπτύσσει νέους νευρώνες. Ενώ παλαιότερα η επικρατούσα αντίληψη ήταν ότι ο εγκέφαλος σταθεροποιείται μετά από μια ορισμένη ηλικία, νεότερες έρευνες έχουν αποκαλύψει ότι ο εκείνος δεν σταματά ποτέ να αλλάζει, ανταποκρινόμενος στη μάθηση.
Τα πρώτα χρόνια της ζωής ενός παιδιού είναι μια περίοδος ταχείας εγκεφαλικής ανάπτυξης. Κατά τη γέννηση, κάθε νευρώνας στον εγκεφαλικό φλοιό έχει περίπου 2.500 συνάψεις. Μέχρι την ηλικία των τριών ετών, αυτός ο αριθμός αυξάνεται στις 15.000 συνάψεις ανά νευρώνα. Ο μέσος ενήλικας, ωστόσο, έχει κατά προσέγγιση μόνο 7.500 συνάψεις επειδή, καθώς αποκτά νέες εμπειρίες στην καθημερινότητά του, κάποιες συνδέσεις ενισχύονται ενώ κάποιες άλλες εξαλείφονται.
Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως συναπτικό κλάδεμα (synaptic pruning). Οι νευρώνες που χρησιμοποιούνται συχνά αναπτύσσουν ισχυρότερες συνδέσεις ενώ όσοι χρησιμοποιούνται σπάνια ή ποτέ τελικά πεθαίνουν. Αναπτύσσοντας νέες συνδέσεις και «κλαδεύοντας» εκείνες που είναι αδύναμες, ο εγκέφαλος κατορθώνει να προσαρμόζεται στο μεταβαλλόμενο περιβάλλον.
Σύμφωνα με τους νευροεπιστήμονες, η πλαστικότητα των νευρώνων του εγκεφάλου αποτελεί το νευρολογικό υπόβαθρο κάθε είδους μάθησης και καθιστά τον άνθρωπο πιο γρήγορο και πιο επιδέξιο στην επεξεργασία των πληροφοριών που προσλαμβάνει από το περιβάλλον του. Για να είναι ορατά τα αποτελέσματα της νευροπλαστικότητας, απαιτούνται κατά μέσο όρο τρεις έως τεσσερισήμισι μήνες συστηματικής ενασχόλησης με μία νέα δραστηριότητα (ανάλογα, πάντα, με την πολυπλοκότητα αυτής).
Δηλαδή, η πρακτική εφαρμογή και η επανάληψη μίας εμπειρίας [π.χ. μίας νέας δεξιότητας που κάποιος μόλις έμαθε] συμβάλλουν στην ενδυνάμωση της πλαστικότητας του εγκεφάλου, γιατί, κατ’ αυτόν τον τρόπο, οι νευρωνικές συνάψεις ισχυροποιούνται και γίνονται πιο αποτελεσματικές.
Πώς οι εγκεφαλικοί νευρώνες επικοινωνούν μεταξύ τους;
Ο ανθρώπινος εγκέφαλος αποτελείται από εκατό δισεκατομμύρια νευρώνες οι οποίοι επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω των συνάψεων, και, πιο συγκεκριμένα, μέσω μίας διαδικασίας που ονομάζεται συναπτική μετάδοση. Η σύναψη αποτελείται από δύο νευρώνες, ο ένας εκ των οποίων στέλνει πληροφορίες στον άλλο. Ο νευρώνας αποστολής είναι γνωστός ως προσυναπτικός νευρώνας ενώ ο νευρώνας λήψης είναι γνωστός ως μετασυναπτικός νευρώνας.
Αν και η ροή των πληροφοριών μέσα στον εγκέφαλο επιτυγχάνεται με την ηλεκτρική δραστηριότητα, η επικοινωνία μεταξύ των νευρώνων είναι μια χημική διαδικασία.
Όταν ένα δυναμικό δράσης (action potential) [δηλαδή, μία πληροφορία] φτάσει σε μια σύναψη, οι πόροι στην κυτταρική μεμβράνη ανοίγουν επιτρέποντας την εισροή ιόντων ασβεστίου (που είναι θετικά φορτισμένα άτομα ασβεστίου) εντός του προσυναπτικού τερματικού.
Αυτή η διαδικασία προκαλεί/γεννά μία μικρή ποσότητα κάποιου χημικού νευροδιαβιβαστή ο οποίος απελευθερώνεται σε ένα μικρό κενό που δημιουργείται μεταξύ των δύο κυττάρων, γνωστό ως συναπτική σχισμή. Ο νευροδιαβιβαστής διαχέεται στη συναπτική σχισμή και αλληλεπιδρά με εξειδικευμένες πρωτεΐνες, που ονομάζονται υποδοχείς, οι οποίες είναι ενσωματωμένες στη μετασυναπτική μεμβράνη.
Αυτοί οι υποδοχείς είναι δίαυλοι ιόντων που επιτρέπουν σε ορισμένους τύπους ιόντων (δηλαδή σε φορτισμένα άτομα) να διαπερνούν έναν πόρο ο οποίος βρίσκεται εντός της δομής τους.
Ο πόρος μετά από αλληλεπίδραση με τον νευροδιαβιβαστή ανοίγει επιτρέποντας μια εισροή ιόντων στο μετασυναπτικό τερματικό, τα οποία διαχέονται κατά μήκος του δενδρίτη προς το σώμα.
References
Cherry, K. (2022) Verywell mind. ‘What Is Neuroplasticity?’. Available at: https://www.verywellmind.com/what-is-brain-plasticity-2794886 (Accessed: 7 October 2023)
Li W, Ma L, Yang G, Gan WB. REM sleep selectively prunes and maintains new synapses in development and learning. Nat Neurosci. 2017;20 (3):427-437. doi:10.1038/nn.4479
University of Bristol (2011) ‘How do neurons communicate with each other?’ Available at: https://www.bristol.ac.uk/synaptic/basics/basics-3.html (Accessed: 20 October 2023)
Extras
Alila Medical Media (2019) Synaptic Pruning, Animation [youtube] 22 January. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=0S0jKbh6R1I (Accessed: 20 October 2023)
Brainfacts.org (2018) How Neurons Communicate [youtube] 26 January. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=hGDvvUNU-cw (Accessed: 14 September 2023)
Halo Neuroscience (2019) The Neuroscience of Learning [youtube] 9 February. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=_nWMP68DqHE (Accessed: 14 September 2023)
Harvard Online (2017) How a synapse works [youtube] 19 April. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=OvVl8rOEncE&t=79s (Accessed: 2 October 2023)
Neuroscientifically Challenged (2014) 2-Minute Neuroscience: The Neuron [youtube] 22 July. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=6qS83wD29PY (Accessed: 14 September 2023)
Neuroscientifically Challenged (2014) 2-Minute Neuroscience: Synaptic Transmission [youtube] 22 July. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=WhowH0kb7n0 (Accessed: 14 September 2023)
Whole Brain Health Initiative (2022) Neurogenesis [youtube] 20 July. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=mzOlf3gyiyA (Accessed: 20 October 2023)
University of California Television (2018) New Skills and Brain Plasticity [youtube] 5 March. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=l79RAg-nmyE (Accessed: 20 October 2023)
3D4Medical From Elsevier (2016) Introduction to the Nervous System – Animated Tutorial | Complete Anatomy [youtube] 22 March. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=x8DjPqdlUbg (Accessed: 2 October 2023)
