Neuralna plastičnost, također poznata kao neuroplastičnost i pod raznim drugim nazivima, je promjena strukture, funkcije i organizacije neurona, odnosno živčanih stanica, kao odgovor na nova iskustva. To se posebno odnosi na jačanje ili slabljenje živčanih veza ili dodavanje novih živčanih stanica na temelju vanjskih podražaja. Ti su procesi odgovorni za učenje, formiranje odgovarajućih odgovora na vanjske događaje i, u nekim slučajevima, oporavak od ozljede mozga. Neuralna plastičnost jedan je od najvažnijih aspekata područja moderne neuroznanosti i njezino proučavanje, između ostalog, vodi boljem razumijevanju razvoja mozga, učenja i rehabilitacije pacijenata s moždanim ozljedama.
mehanizmi
Neuroni se sastoje od staničnog tijela, s jednom ili više razgranatih struktura poznatih kao dendriti i dugim nastavkom nalik vlaknima, poznatim kao akson. Dendriti uglavnom primaju signale od osjetilnih organa i drugih neurona. Akson šalje signale dendritima susjednih živčanih stanica putem sićušnih praznina zvanih sinapse. Komunikaciju kroz ove praznine omogućuju kemikalije zvane neurotransmiteri. Postoje tri široka mehanizma pomoću kojih može doći do neuralne plastičnosti.
Anatomske promjene uključuju fizičke promjene neurona, kao što je izbijanje aksona, gdje aksoni proizvode nove živčane završetke koji se povezuju s drugim putevima u živčanom sustavu. To može ojačati postojeće veze ili pomoći popraviti dijelove živčanog sustava vraćanjem oštećenih neuronskih putova u punu funkcionalnost. Neurokemijske promjene mogu uključivati, na primjer, povećanje ili smanjenje proizvodnje neurotransmitera. Metaboličke promjene mogu uključivati fluktuacije u stopama po kojima dijelovi mozga troše hranjive tvari.
Plastičnost također može uključivati uklanjanje spojeva. Stari neuralni putovi koji se neko vrijeme nisu koristili mogu odumrijeti. Ovaj proces poznat je kao sinaptičko orezivanje i omogućuje uklanjanje neuronskih veza koje više nemaju nikakvu svrhu, dok se one jačaju.
Pamćenje, razvoj i učenje
Neuralna plastičnost je ključna za razvoj mozga, formiranje sjećanja i sposobnost učenja iz iskustva. Mozak treba sposobnost da se promijeni i reorganizira kako bi pohranio informacije i došao do najboljih odgovora na vanjske događaje. Osobito u ranim godinama, to uključuje stvaranje mnogih novih veza i putova. Kod novorođenčeta postoji oko 2,500 sinapsi za svaki neuron u moždanoj kori, najudaljenijem sloju mozga. Tijekom prve dvije do tri godine života, to se dramatično povećava na oko 15,000 XNUMX, ali do odrasle dobi, broj se smanjio na otprilike polovicu tog iznosa zbog sinaptičkog obrezivanja, jer se neiskorišteni putovi uklanjaju.
Tijekom života jačaju se i slabe veze između aksona koji šalju signale i dendrita koji ih primaju. Ako se određena veza puno koristi, ona će biti ojačana. Moguće je da će se površina dendrita povećati ili će se proizvesti više neurotransmitera. Suprotno tome, ako se veza ne koristi puno, može biti oslabljena. Na taj se način jačaju najvažniji putovi.
Nekada se vjerovalo da neuralna plastičnost postoji samo u vrlo mladih osoba i da nakon formiranja neuralnih puteva oni su postavljeni i ne mogu se mijenjati. Moderna studija mozga, međutim, otkrila je da se živci neprestano preuređuju tijekom života. To je ono što ljude čini sposobnima prilagoditi širokom rasponu okolnosti; sama se fiziologija mozga mijenja kao odgovor na iskustva. Nove veze mogu se stvoriti u bilo kojoj fazi života, paralelno s odstranjivanjem starih, neiskorištenih, omogućujući ljudima stjecanje znanja i usvajanje novih vještina čak iu poodmakloj dobi.
Oporavak od štete i medicinske primjene
Zbog sposobnosti živčanih stanica da se restrukturiraju i reorganiziraju, oštećenje mozga ili drugih aspekata živčanog sustava nije uvijek trajno. Područja zdravih neurona ponekad mogu preuzeti funkcije oštećenih dijelova. Na taj način su žrtve ozljede mozga ili moždanog udara u nekim slučajevima uspjele povratiti barem dio izgubljene funkcionalnosti.
Od 2013. velik dio istraživanja usredotočen je na korištenje neuralne plastičnosti u medicinske svrhe. Postoje mnoge različite bolesti mozga i živaca koje uvelike narušavaju kogniciju, pamćenje, pokretljivost ili druge sposobnosti onih koji od njih pate. Djelomični prirodni oporavak koje su doživjele neke žrtve moždanog udara i ozljede mozga mogao bi se možda produžiti i poboljšati medicinskom intervencijom kako bi se usmjerila reorganizacija neurona. Cerebralna paraliza i Alzheimerova bolest primjeri su moždanih poremećaja koji se potencijalno mogu liječiti vođenom neuralnom plastičnošću. Jedno moguće područje budućeg razvoja je korištenje neuralnih matičnih stanica za stvaranje novih živčanih stanica i puteva, tehnika koja bi mogla dovesti do uspješnog liječenja raznih poremećaja i ozljeda mozga.