Hjernens plastisitet: Kjennetegn og typer

30 desember, 2019
Hjernens plastisitet er nervesystemets fantastiske evne til å tilpasse seg omgivelsene. Les alt om det her!
 

Begrepet “hjernens plastisitet”, også kjent som nevroplastisitet, er relatert til nervesystemets evne til å endre seg både funksjonelt og strukturelt. Dette skjer naturlig etter hvert som tiden går, men også som svar på skader.

I bokstavelig forstand er plastisitet et fysisk objekts evne til å bli manipulert fysisk. Hvis du tenker på det i sammenheng med hjernen betyr det at nervesystemet har evnen til å svare på interne og eksterne stimuli ved å organisere strukturen, forbindelsene og funksjonene.

Plastisitet er en sentral del av hjernens nevrale utvikling og sørger for at nervesystemet fungerer riktig. Det svarer også på ditt skiftende miljø, aldring og eventuelle sykdommer. Det er der for å hjelpe nevroner til å forme nye egenskaper, men også for å sikre at du alltid har nok nevrale forbindelser.

Hjernen vår er “plastiske” strukturer. Flere vitenskapelige studier har vist det. Vi vet også at hjernens plastisitet forekommer i flere nervesystemer. Det er plastisitet i nervevevet, nevronene, gliacellene, synapsene osv.

Nevrale nettverk.

Hjernens plastisitet: Hvordan fungerer nevrale nettverk?

Hjerneplastisitet skjer stort sett som et svar på fysiologiske behov, endringer i nevral aktivitet eller nerveskader.

 

Plastisitet har også en rolle i dannelsen av nevrale nettverk når du vokser opp, lærer deg nye motoriske ferdigheter eller andre ting du vil bruke hele livet. Plastisitet spiller en rolle i mange biologiske prosesser, for eksempel:

  • Nevrogenesis.
  • Cellemigrasjon.
  • Endringer i nevronal eksitabilitet.
  • Nevrotransmisjon.
  • Opprettelsen av nye forbindelser.
  • Endring av eksisterende tilkoblinger.

Strukturell og funksjonell hjerneplastisitet

Plastisiteten og effektiviteten ved overføring mellom nevroner avhenger av adaptive endringer til presynaptiske, ekstracellulære eller postsynaptiske molekyler. Dette betyr at plastisitet kan oppstå uten behov for å endre antall, plassering, layout, tetthet eller totalområdet for synapser.

En tidlig fase med langsiktig potensering og endringer i elektriske egenskaper fra geometriske endringer i dendritter er klare eksempler på denne typen plastisitet. Som for endringene i tilkoblingen til kretsløp som involverer dannelse, eliminering eller utvidelse av synapser.

Hjernens plastisitet: Hebbian og homeostatisk

Effektiviteten i plastisiteten og overføring av strukturell plastisitet kan også klassifiseres som henholdsvis Hebbian og homeostatisk plastikk i hjernen.

Ved Hebbian plastisitet er det en endring i styrken til en synapse. Dette kan bety enten en økning eller en reduksjon, og det kan skje sekunder eller minutter etter en stimuli.

Langvarig potensering av tidlig fase er et typisk eksempel på Hebbian plastisitet. Det starter når en stimulus aktiverer tilsvarende pre- og post-synaptiske impulser, noe som vil øke synaptisk effektivitet. Dette løftet vil også bidra til å øke potenseringen. Med andre ord, Hebbian plastisitet skaper en positiv tilbakemeldingssløyfe.

 

Homeostatiske prosesser er derimot mye tregere. De kan ta timer eller dager. De kan også endre tettheten av ionekanaler, frigjøring av en nevrotransmittere eller følsomheten til en postsynaptisk reseptor.

I motsetning til Hebbian plastisitet skaper homeostatisk plastisitet en negativ feedback-loop. Den homeostatiske formen reduserer tilkoblingen som et svar på høye nivåer av nevral aktivitet. Den bringer deretter tilkoblingen opp igjen når aktiviteten har dødd.

Illustrasjon av hjernens plastisitet.

Hebbian og homeostatisk: To forskjellige roller

Noen mennesker har antydet at Hebbian og homeostatisk plastisitet har forskjellige roller når det gjelder nevrale nettverksfunksjoner. Hebbian plastisitet spiller en rolle i endringene som skjer gjennom livene våre, vår evne til å lagre minner og holdbarheten til minnet.

Homeostatisk plastisitet har å gjøre med selvorganiseringen av det nevrale nettverket. Det skjer for å holde nettverket stabilt. Denne typen plastisitet benytter seg også av synaptiske og ekstrasynaptiske mekanismer som regulering av nevronal eksitabilitet, synapsedannelse, synaptisk styrkestabilisering og dendritisk forgrening.

 

Du kan se at plastisitet skjer når et nervesystem utvikler seg. Det er et sentralt attributt som lar hjernen din endre sin egen struktur og funksjoner som svar på endringer i nevral aktivitet. Det hjelper deg også å få nye evner, som et grunnlag for å lære, huske eller å lære noe etter en skade.

Avslutningsvis er det en prosess som lar hjernen din holde seg fleksibel. Å være fleksibel betyr å kunne tilpasse seg miljøet bedre, og derfor overleve.

  1. Cramer, S. C., Sur, M., Dobkin, B. H., O’brien, C., Sanger, T. D., Trojanowski, J. Q., … & Chen, W. G. (2011). Harnessing neuroplasticity for clinical applications. Brain, 134(6), 1591-1609.
  2. Fauth, M., & Tetzlaff, C. (2016). Opposing effects of neuronal activity on structural plasticity. Frontiers in neuroanatomy, 10, 75.
  3. Lisman, J. (2017). Glutamatergic synapses are structurally and biochemically complex because of multiple plasticity processes: long-term potentiation, long-term depression, short-term potentiation and scaling. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 372(1715), 20160260.