Η νευροπλαστικότητα περιγράφει την ικανότητα του εγκεφάλου για συνεχή προσαρμογή, μάθηση και αποκατάσταση.

Για δεκαετίες, η επιστημονική κοινότητα πίστευε ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι ένα στατικό όργανο που σταματά να αναπτύσσεται μετά την παιδική ηλικία. Σήμερα γνωρίζουμε ότι αυτή η αντίληψη ήταν θεμελιωδώς εσφαλμένη. Ο εγκέφαλος διατηρεί σε όλη τη διάρκεια της ζωής του την ικανότητα να αλλάζει, να προσαρμόζεται και να αναδιοργανώνεται. Αυτή η ιδιότητα είναι γνωστή ως νευροπλαστικότητα και αποτελεί ένα από τα πιο σημαντικά ευρήματα της σύγχρονης νευροεπιστήμης. Ο όρος νευροπλαστικότητα περιγράφει την ικανότητα του νευρικού συστήματος να τροποποιεί τη δομή και τη λειτουργία του ως απόκριση σε εμπειρίες, μάθηση, περιβαλλοντικά ερεθίσματα και τραυματισμούς. Περιλαμβάνει αλλαγές στον τρόπο με τον οποίο οι νευρώνες επικοινωνούν μεταξύ τους. Οι συνδέσεις τους, οι λεγόμενες συνάψεις, μπορούν να γίνουν ισχυρότερες ή ασθενέστερες ανάλογα με το πόσο συχνά χρησιμοποιούνται, ενώ ο εγκέφαλος είναι σε θέση να δημιουργεί νέες συνάψεις και να αναδιοργανώνει τα νευρωνικά του δίκτυα. Επιπλέον, σε ορισμένες περιοχές, όπως ο ιππόκαμπος, μπορεί να παραχθούν ακόμη και νέοι νευρώνες (νευρογένεση) οι οποίοι ενσωματώνονται στα υπάρχοντα κυκλώματα και συμβάλλουν στη μάθηση και τη μνήμη (Eriksson et al., 1998). Μέσω αυτών των μηχανισμών, ο εγκέφαλος μπορεί να μαθαίνει νέες δεξιότητες, να αποθηκεύει αναμνήσεις και να ανακτά λειτουργίες μετά από βλάβες (Kolb & Whishaw, 1998). Αν και η πλαστικότητα είναι ιδιαίτερα έντονη στην παιδική ηλικία, δεν παύει να υφίσταται και στην ενήλικη ζωή, έστω και με διαφορετικούς ρυθμούς.

Πού και πώς επιδρά η νευροπλαστικότητα

Σε κυτταρικό επίπεδο, η νευροπλαστικότητα εκφράζεται κυρίως μέσω της συναπτικής πλαστικότητας. Με απλά λόγια, όταν δύο νευρώνες ενεργοποιούνται συχνά μαζί, η σύνδεσή τους γίνεται πιο ισχυρή και το μήνυμα μεταδίδεται πιο εύκολα -πρόκειται για διαδικασία γνωστή ως μακροχρόνια ενίσχυση. Αντίθετα, όταν μια σύναψη χρησιμοποιείται σπάνια, μπορεί να εξασθενήσει -πρόκειται γιαδιαδικασία γνωστή ως μακροχρόνια καταστολή. Φαινόμενα όπως η μακροχρόνια ενίσχυση και η μακροχρόνια καταστολή των συνάψεων αποτελούν τη βιολογική βάση τής μάθησης και της μνήμης (Bliss & Collingridge, 1993).

Όταν δύο νευρώνες ενεργοποιούνται ταυτόχρονα και επανειλημμένα, η μεταξύ τους σύναψη ενισχύεται σύμφωνα με τον γνωστό κανόνα του Hebb ο οποίος υποστηρίζει ότι «οι νευρώνες που ενεργοποιούνται μαζί, συνδέονται μαζί». Ένα από τα πιο γνωστά παραδείγματα προέρχεται από τη μελέτη των οδηγών ταξί του Λονδίνου. Οι οδηγοί αυτοί καλούνται να απομνημονεύσουν ένα εξαιρετικά πολύπλοκο δίκτυο δρόμων και διαδρομών. Μελέτες νευροαπεικόνισης έδειξαν ότι παρουσιάζουν αυξημένο όγκο στο οπίσθιο τμήμα τού ιππόκαμπου, σε σύγκριση με άτομα που δεν ασκούν παρόμοια γνωστική δραστηριότητα, και ότι η αύξηση αυτή σχετίζεται με τα χρόνια επαγγελματικής εμπειρίας (Maguire et al., 2000). Το εύρημα αυτό καταδεικνύει ότι η συστηματική χρήση συγκεκριμένων γνωστικών λειτουργιών μπορεί να επιφέρει μετρήσιμες δομικές αλλαγές στον εγκέφαλο. Αντίστοιχα ευρήματα έχουν καταγραφεί και σε μουσικούς. Έρευνες έχουν δείξει ότι οι μουσικοί, και ιδιαίτερα όσοι παίζουν έγχορδα όργανα, παρουσιάζουν μεγαλύτερη φλοιώδη αναπαράσταση των δακτύλων τής αριστερής χειρός στον κινητικό φλοιό (ανθρωπάριο) σε σχέση με μη μουσικούς. Η διαφορά αυτή είναι πιο έντονη σε άτομα που ξεκίνησαν τη μουσική εκπαίδευση σε μικρότερη ηλικία, γεγονός που υπογραμμίζει τον ρόλο τής εξάσκησης και της επανάληψης στη διαμόρφωση του εγκεφάλου (Elbert et al., 1995).

Η νευροπλαστικότητα διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο και στην αποκατάσταση μετά από νευρολογικές βλάβες. Μετά από ένα εγκεφαλικό επεισόδιο, για παράδειγμα, ο εγκέφαλος μπορεί να αναδιοργανώσει τις λειτουργίες του, επιτρέποντας σε υγιείς περιοχές να αναλάβουν εν μέρει τα καθήκοντα των προσβεβλημένων. Η διαδικασία αυτή ενισχύεται σημαντικά μέσω της στοχευμένης και εντατικής αποκατάστασης. Η θεραπεία με περιορισμό τού υγιούς άνω άκρου έχει δείξει ιδιαίτερα θετικά αποτελέσματα, καθώς εξαναγκάζει τον ασθενή να χρησιμοποιήσει το παρετικό άκρο, ενισχύοντας τις εναπομείνασες νευρωνικές οδούς και προάγοντας την πλαστικότητα (Taub et al., 1999).

Παράγοντες που επηρεάζουν τη νευροπλαστικότητα

Πολλοί παράγοντες φαίνεται να επηρεάζουν θετικά τη νευροπλαστικότητα. Η φυσική άσκηση αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους. Έχει αποδειχθεί ότι η αερόβια άσκηση αυξάνει την παραγωγή μιας πρωτεΐνης, του νευροτροφικού παράγοντα εγκεφαλικής προέλευσης (BDNF), που: στηρίζει τους υπάρχοντες νευρώνες ώστε να μην εκφυλιστούν και  βοηθά στη δημιουργία νέων νευρωνικών συνδέσεων ενισχύοντας τη μάθηση και τη μνήμη. Ακόμη και μέτριας έντασης άσκηση μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση του όγκου τού ιππόκαμπου και σε βελτίωση της μνήμης, ιδιαίτερα σε μεγαλύτερες ηλικίες (Cotman & Berchtold, 2002).

Η μάθηση νέων δεξιοτήτων αποτελεί, επίσης, ισχυρό μοχλό νευροπλαστικών αλλαγών. Η εκμάθηση μιας νέας ξένης γλώσσας, ενός μουσικού οργάνου, ή μιας σύνθετης κινητικής δραστηριότητας ενεργοποιεί πολλαπλά εγκεφαλικά δίκτυα και ενθαρρύνει τη δημιουργία νέων συνάψεων. Η αποτελεσματικότητα της μάθησης αυξάνεται όταν συνοδεύεται από προσοχή, επανάληψη και ανατροφοδότηση, ενώ η καινοτομία και η πολυπλοκότητα των ερεθισμάτων φαίνεται να προκαλούν ισχυρότερες εγκεφαλικές προσαρμογές.

Ο ύπνος αποτελεί έναν ακόμη κρίσιμο παράγοντα για τη νευροπλαστικότητα. Κατά τη διάρκεια του ύπνου, και ιδιαίτερα στη φάση REM, ο εγκέφαλος επεξεργάζεται και ενοποιεί τις πληροφορίες που αποκτήθηκαν κατά την εγρήγορση. Η στέρηση ύπνου έχει συνδεθεί με διαταραχές στη μακροχρόνια ενίσχυση και με ελλείμματα στη μνήμη και τη μάθηση, ενώ ο ποιοτικός ύπνος διευκολύνει την ενδυνάμωση των νέων νευρωνικών συνδέσεων (Walker & Stickgold, 2004).

Σημαντικό ρόλο διαδραματίζει και η διατροφή. Τα ωμέγα-3 λιπαρά οξέα, τα αντιοξειδωτικά και γενικότερα η μεσογειακή διατροφή έχουν συσχετιστεί με καλύτερη γνωστική λειτουργία και μειωμένο κίνδυνο γνωστικής έκπτωσης. Τα θρεπτικά αυτά συστατικά συμβάλλουν στη διατήρηση της δομικής ακεραιότητας των νευρώνων και στην προστασία τους από το οξειδωτικό στρες (Scarmeas et al., 2006).

Αντίθετα, το χρόνιο στρες μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τη νευροπλαστικότητα. Τα αυξημένα επίπεδα κορτιζόλης έχουν συνδεθεί με βλάβες στον ιππόκαμπο και με αναστολή τής νευρογένεσης. Τεχνικές διαχείρισης του στρες, όπως ο διαλογισμός και οι ασκήσεις αναπνοής, φαίνεται να μετριάζουν αυτές τις επιδράσεις και να σχετίζονται με αυξημένη πυκνότητα φαιάς ουσίας σε περιοχές που εμπλέκονται στη μνήμη και τη συναισθηματική ρύθμιση (Hölzel et al., 2011).

Τέλος, η κοινωνική αλληλεπίδραση και η πνευματική δραστηριότητα αποτελούν βασικούς παράγοντες για τη διατήρηση της εγκεφαλικής υγείας. Η κοινωνική απομόνωση έχει συσχετιστεί με αυξημένο κίνδυνο γνωστικής έκπτωσης, ενώ η ενεργή συμμετοχή σε κοινωνικές και νοητικά απαιτητικές δραστηριότητες φαίνεται να ενισχύει τη γνωστική εφεδρεία και τη νευροπλαστικότητα (Fratiglioni et al., 2004).

Συμπεράσματα

Η κατανόηση της νευροπλαστικότητας έχει σημαντικές συνέπειες για την εκπαίδευση, την αποκατάσταση και την ψυχική υγεία. Ο εγκέφαλος δεν αποτελεί ένα σταθερό σύστημα με προκαθορισμένα όρια, αλλά ένα δυναμικό όργανο που μπορεί να αλλάζει και να βελτιώνεται καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής. Αυτή η γνώση μας προσφέρει ρεαλιστική ελπίδα και πρακτικά εργαλεία για τη βελτίωση των γνωστικών μας λειτουργιών, την αποκατάσταση μετά από τραυματισμούς και τη διατήρηση της ψυχικής ευεξίας καθώς μεγαλώνουμε.

Πηγές

• Bliss, T. V., & Collingridge, G. L. (1993). A synaptic model of memory: long-term potentiation in the hippocampus. Nature, 361(6407), 31-39.
• Colman, C. W., & Berchtold, N. C. (2002). Exercise: a behavioral intervention to enhance brain health and plasticity. Trends in Neurosciences, 25(6), 295-301.
• Elbert, T., Pantev, C., Wienbruch, C., Rockstroh, B., & Taub, E. (1995). Increased cortical representation of the fingers of the left hand in string players. Science, 270(5234), 305-307.
• Eriksson, P. S., Perfilieva, E., Björk-Eriksson, T., Alborn, A. M., Nordborg, C., Peterson, D. A., & Gage, F. H. (1998). Neurogenesis in the adult human hippocampus. Nature Medicine, 4(11), 1313-1317.
• Fratiglioni, L., Paillard-Borg, S., & Winblad, B. (2004). An active and socially integrated lifestyle in late life might protect against dementia. The Lancet Neurology, 3(6), 343-353.
• Hölzel, B. K., Carmody, J., Vangel, M., Congleton, C., Yerramsetti, S. M., Gard, T., & Lazar, S. W. (2011). Mindfulness practice leads to increases in regional brain gray matter density. Psychiatry Research: Neuroimaging, 191(1), 36-43.
• Kolb, B., & Whishaw, I. Q. (1998). Brain plasticity and behavior. Annual Review of Psychology, 49(1), 43-64.
• Maguire, E. A., Gadian, D. G., Johnsrude, I. S., Good, C. D., Ashburner, J., Frackowiak, R. S., & Frith, C. D. (2000). Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(8), 4398-4403.
• Scarmeas, N., Stern, Y., Tang, M. X., Mayeux, R., & Luchsinger, J. A. (2006). Mediterranean diet and risk for Alzheimer's disease. Annals of Neurology, 59(6), 912-921.
• Taub, E., Uswatte, G., & Pidikiti, R. (1999). Constraint-induced movement therapy: a new family of techniques with broad application to physical rehabilitation. Journal of Rehabilitation Research and Development, 36(3), 237-251.
• Walker, M. P., & Stickgold, R. (2004). Sleep-dependent learning and memory consolidation. Neuron, 44(1), 121-133.