Het kneedbare brein. www.shutterstock.com
Neuroplasticiteit - of hersenplasticiteit - is het vermogen van de hersenen om hun verbindingen te wijzigen of zichzelf opnieuw te bedraden. Zonder dit vermogen zou geen enkel brein, niet alleen het menselijk brein, in staat zijn zich van de kindertijd tot de volwassenheid te ontwikkelen of te herstellen van hersenletsel.
Het bijzondere aan het brein is dat het, in tegenstelling tot een computer, sensorische en motorische signalen parallel verwerkt. Het heeft veel neurale paden die de functie van een ander kunnen repliceren, zodat kleine fouten in de ontwikkeling of tijdelijk functieverlies door beschadiging gemakkelijk kunnen worden gecorrigeerd door signalen langs een ander pad om te leiden.
Het probleem wordt ernstig wanneer fouten in de ontwikkeling groot zijn, zoals de effecten van het Zika virus op de ontwikkeling van de hersenen in de baarmoeder, of als gevolg van schade door een klap op het hoofd of na een beroerte. Maar zelfs in deze voorbeelden kunnen de hersenen, gegeven de juiste omstandigheden, tegenslagen overwinnen, zodat een bepaalde functie wordt hersteld.
De anatomie van de hersenen zorgt ervoor dat bepaalde delen van de hersenen bepaalde functies hebben. Dit is iets dat vooraf wordt bepaald door je genen. Er is bijvoorbeeld een deel van de hersenen dat is gewijd aan beweging van de rechterarm. Schade aan dit deel van de hersenen zal de beweging van de rechterarm belemmeren. Maar aangezien een ander deel van de hersenen het gevoel van de arm verwerkt, kun je de arm wel voelen maar niet bewegen. Deze "modulaire" opstelling betekent dat een gebied van de hersenen dat niets te maken heeft met sensatie of motoriek geen nieuwe rol kan spelen. Met andere woorden, neuroplasticiteit is niet hetzelfde als dat de hersenen oneindig kneedbaar zijn.
Een deel van het vermogen van het lichaam om te herstellen na schade aan de hersenen kan worden verklaard doordat het beschadigde gebied van de hersenen beter wordt, maar het meeste is het resultaat van neuroplasticiteit - het vormen van nieuwe neurale verbindingen. In een studie van Caenorhabditis elegans, een soort nematode gebruikt als modelorganisme in onderzoek, er is geconstateerd dat het verlies van de tastzin versterkte de reukzin. Dit suggereert dat het verliezen van een zintuig anderen opnieuw bedraadt. Het is algemeen bekend dat het verlies van het gezichtsvermogen bij mensen op jonge leeftijd andere zintuigen kan versterken, vooral horen.
Net als bij de zich ontwikkelende baby, is de sleutel tot het ontwikkelen van nieuwe verbindingen omgevingsverrijking die afhankelijk is van sensorische (visuele, auditieve, tactiele, reuk) en motorische stimuli. Hoe meer sensorische en motorische stimulatie iemand ontvangt, hoe groter de kans dat hij herstelt van een hersentrauma. Sommige soorten Zintuiglijke stimulatie gebruikt om patiënten met een beroerte te behandelen, omvat training in virtuele omgevingen, muziektherapie en mentaal oefenen van fysieke bewegingen.
De basisstructuur van de hersenen wordt vóór de geboorte bepaald door je genen. Maar de voortdurende ontwikkeling ervan is sterk afhankelijk van een proces dat ontwikkelingsplasticiteit wordt genoemd, waarbij ontwikkelingsprocessen neuronen en synaptische verbindingen veranderen. In de onvolgroeide hersenen omvat dit het maken of verliezen van synapsen, de migratie van neuronen door de zich ontwikkelende hersenen of door het omleiden en ontspruiten van neuronen.
Er zijn maar weinig plaatsen in de volwassen hersenen waar nieuwe neuronen worden gevormd. De uitzonderingen zijn de dentate gyrus van de hippocampus (een gebied dat betrokken is bij geheugen en emoties) en de subventriculaire zone van het laterale ventrikel, waar nieuwe neuronen worden gegenereerd en vervolgens migreren naar de reukbol (een gebied dat betrokken is bij het verwerken van de reukzin). Hoewel de vorming van nieuwe neuronen op deze manier niet wordt beschouwd als een voorbeeld van neuroplasticiteit, kan het bijdragen aan de manier waarop de hersenen herstellen van schade.
Groeien dan snoeien
Naarmate de hersenen groeien, rijpen individuele neuronen, eerst door meerdere takken uit te zenden (axonen, die informatie van het neuron verzenden, en dendrieten, die informatie ontvangen) en vervolgens door het aantal synaptische contacten met specifieke verbindingen te vergroten.
Waarom herstelt niet iedereen volledig na een beroerte? www.shutterstock.com
Bij de geboorte heeft elk baby-neuron in de hersenschors ongeveer 2,500 synapsen. Tegen de leeftijd van twee of drie jaar neemt het aantal synapsen per neuron toe tot ongeveer 15,000 terwijl het kind zijn wereld verkent en nieuwe vaardigheden leert - een proces dat synaptogenese wordt genoemd. Maar op volwassen leeftijd het aantal synapsen halveert, zogenaamd synaptisch snoeien.
Of de hersenen het vermogen behouden om de synaptogenese te verhogen, is discutabel, maar het zou kunnen verklaren waarom agressieve behandeling na een beroerte de schade veroorzaakt door het gebrek aan bloedtoevoer naar een deel van de hersenen kan omkeren door de functie van onbeschadigde verbindingen te versterken.
Nieuwe wegen inslaan
We blijven de mogelijkheid hebben om nieuwe activiteiten, vaardigheden of talen te leren, zelfs tot op hoge leeftijd. Dit behouden vermogen vereist dat de hersenen een mechanisme beschikbaar hebben om te onthouden, zodat kennis in de loop van de tijd behouden blijft voor toekomstige herroeping. Dit is een ander voorbeeld van neuroplasticiteit en zal hoogstwaarschijnlijk structurele en biochemische veranderingen op het niveau van de synaps met zich meebrengen.
Versterking of repetitieve activiteiten zullen er uiteindelijk toe leiden dat het volwassen brein zich de nieuwe activiteit herinnert. Door hetzelfde mechanisme zal de verrijkte en stimulerende omgeving die aan de beschadigde hersenen wordt geboden uiteindelijk tot herstel leiden. Dus als de hersenen zo plastic zijn, waarom herstelt dan niet iedereen met een beroerte zijn volledige functie? Het antwoord is dat het afhangt van uw leeftijd (jongere hersenen hebben een betere kans op herstel), de grootte van het beschadigde gebied en, nog belangrijker, de behandelingen die worden aangeboden tijdens revalidatie.
Over de auteur
Duncan Banks, docent biomedische wetenschappen, De Open Universiteit
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
Related Books:
Het lichaam houdt de score bij: Brain Mind and Body in the Healing of Trauma
door Bessel van der Kolk
Dit boek onderzoekt de verbanden tussen trauma en fysieke en mentale gezondheid en biedt inzichten en strategieën voor genezing en herstel.
Klik voor meer info of om te bestellen
Adem: de nieuwe wetenschap van een verloren kunst
door James Nestor
Dit boek verkent de wetenschap en praktijk van ademhalen en biedt inzichten en technieken voor het verbeteren van de fysieke en mentale gezondheid.
Klik voor meer info of om te bestellen
De plantenparadox: de verborgen gevaren van 'gezond' voedsel dat ziekten en gewichtstoename veroorzaakt
door Steven R. Gundry
Dit boek onderzoekt de verbanden tussen voeding, gezondheid en ziekte en biedt inzichten en strategieën om de algehele gezondheid en het welzijn te verbeteren.
Klik voor meer info of om te bestellen
De immuniteitscode: het nieuwe paradigma voor echte gezondheid en radicale antiveroudering
door Joël Greene
Dit boek biedt een nieuw perspectief op gezondheid en immuniteit, gebaseerd op principes van epigenetica en biedt inzichten en strategieën voor het optimaliseren van gezondheid en veroudering.
Klik voor meer info of om te bestellen
De complete gids voor vasten: genees uw lichaam door middel van intermitterend, afwisselende dagen en langdurig vasten
door dr. Jason Fung en Jimmy Moore
Dit boek onderzoekt de wetenschap en praktijk van vasten en biedt inzichten en strategieën voor het verbeteren van de algehele gezondheid en welzijn.
