Kortikálna plasticita Neurálna plasticita
Definícia a vysvetlenie
Pod pojmom plasticita neurónov sa rozumie vlastnosť neurónových štruktúr byť schopná morfologicky alebo funkčne sa prispôsobiť konkrétnym stimulom. Mozog je časť nervového systému, ktorá má veľký adaptačný potenciál. Kortikálna plasticita je zapojená do procesov učenia a pamäti.
Kortikálna plasticita po poškodení mozgu
Pri rehabilitácii po poškodení mozgu, napríklad po mozgovej príhode, je schopnosť mozgu reorganizovať centrálny mechanizmus na obnovenie stratených funkcií (Hallett 2000). Ľudský mozog je schopný veľmi rýchlo reagovať na vonkajšie okolnosti. Duffeau (2001) dokázal priamo preukázať krátkodobú plasticitu v premotorickej kôre (M1). V dôsledku odstránenia intrakortikálnych lézií sa pridružená motorická reprezentačná oblasť zmenila za pouhých 30 minút.
Početné štúdie preukázali kortikálnu plasticitu v dôsledku mozgovej príhody. Mŕtvica môže tiež viesť k motorickým poruchám, v závislosti od miesta ischémie alebo krvácania. Pretože sa nekrotizované oblasti mozgu nemôžu regenerovať, opätovné získanie motorických funkcií je spôsobené kompenzáciou inými časťami motorickej kôry (Byrnes et al. 2001, Ward & Cohen 2004, Ward 2005, Karla & Ratan 2007).
Veková závislosť kortikálnej plasticity
Rýchlosť a vytrvalosť kortikálnej adaptácie
Ak sa synaptické spojenia nepoužívajú, zostávajú nestabilné. Ak nebudete používať motorické funkcie, môže to viesť k maladaptívnym procesom. U pacientov, ktorým bola amputovaná ruka, už senzorická kôra z dôvodu deaferentácie končatiny nedostáva žiadny prítok z periférie. Na kontralaterálnej cerebrálnej hemisfére patriacej k amputovanej strane tela sa reprezentačná oblasť ruky následne presunula na iné končatiny (Knecht S & Ringelstein 1999). Merzenich a kol. (1984), ktorí u opíc zistili zmeny v somatosenzorickej kôre po amputáciách prstov. Osem dospelých opíc malo amputovaných jeden alebo dva prsty na oboch stranách. Po dvoch mesiacoch bolo možné preukázať rozšírenie oblasti kortikálnej reprezentácie susedných prstov, ako aj regresiu oblasti amputovaných prstov.
Je zaujímavé, že štúdie zdôrazňujú význam fyzickej aktivity z pohľadu kortikálnej plasticity. Ukázalo sa, že vysoko opakovaná senzorická stimulácia nevedie k významnej kortikálnej reorganizácii, ak nedôjde k motorickej akcii. Čisto zmyslové podnety sú zjavne nedostatočné na to, aby spôsobili, že kôra je plastická (Jenkins a kol. 1990).
Kortikálna plasticita po poškodení mozgu
Pri rehabilitácii po poškodení mozgu, napríklad po mozgovej príhode, je schopnosť mozgu reorganizovať ústredný mechanizmus na obnovenie stratených funkcií (Hallett 2000). Ľudský mozog je schopný veľmi rýchlo reagovať na vonkajšie okolnosti. Duffeau (2001) dokázal priamo preukázať krátkodobú plasticitu v premotorickej kôre (M1). V dôsledku odstránenia intrakortikálnych lézií sa príslušná oblasť zastúpenia motorov zmenila v priebehu iba 30 minút.
Početné štúdie preukázali kortikálnu plasticitu v dôsledku mozgovej príhody. Mŕtvica môže tiež viesť k motorickým poruchám, v závislosti od miesta ischémie alebo krvácania. Pretože nekrotizované oblasti mozgu sa nemôžu regenerovať, opätovné získanie motorických funkcií je spôsobené kompenzáciou inými časťami motorickej kôry (Byrnes et al. 2001, Ward & Cohen 2004, Ward 2005, Karla & Ratan 2007).
Veková závislosť kortikálnej plasticity
Rýchlosť a vytrvalosť kortikálnej adaptácie
Ak sa synaptické spojenia nepoužívajú, zostávajú nestabilné. Ak nebudete používať motorické funkcie, môže to viesť k maladaptívnym procesom. U pacientov, ktorým bola amputovaná ruka, už senzorická kôra z dôvodu deaferentácie končatiny nedostáva žiadny prítok z periférie. Na kontralaterálnej cerebrálnej hemisfére patriacej k amputovanej strane tela sa reprezentačná oblasť ruky následne presunula na iné končatiny (Knecht S & Ringelstein 1999). Merzenich a kol. (1984), ktorí u opíc zistili zmeny v somatosenzorickej kôre po amputáciách prstov. Osem dospelých opíc malo amputovaných jeden alebo dva prsty na oboch stranách. Po dvoch mesiacoch bolo možné preukázať rozšírenie oblasti kortikálnej reprezentácie susedných prstov, ako aj regresiu oblasti amputovaných prstov.
Je zaujímavé, že štúdie zdôrazňujú význam fyzickej aktivity z pohľadu kortikálnej plasticity. Ukázalo sa, že vysoko opakovaná senzorická stimulácia nevedie k významnej kortikálnej reorganizácii, ak nedôjde k motorickej akcii. Čisto zmyslové podnety zjavne nestačia na to, aby bola kôra plastická (Jenkins et al. 1990).
literatúry
Byrnes ML, Thickbroom GW, Phillips BA & Mastaglia FL: Dlhodobé zmeny v organizácii motorickej kôry po zotavení zo subkortikálnej cievnej mozgovej príhody. Brain Research, 889 (2001) 278-287.
Duffeau H: Akútna funkčná reorganizácia ľudskej motorickej kôry počas resekcie centrálnych lézií: štúdia využívajúca intraoperačné mapovanie mozgu. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry, 70 (2001) 506-513.
Hallett M: Transkraniálna magnetická stimulácia a ľudský mozog. Nature, 406 (2000) 147 - 150.
Jenkins WM, Merzenich MM, Ochs MT, Allard T & Guic-Robles E: Funkčná reorganizácia primárnej somatosenzorickej kôry u dospelých opíc sovy po behaviorálne kontrolovanej hmatovej stimulácii. Journal of Neurophysiology, 63 (1990) 82-104.
Knecht S & Ringelstein EB: Neurálna plasticita na príklade somatosenzorického systému. Nervenarzt, 70 (1999) 889-898.
Merzenich MM, Nelson RJ, Stryker MP, Cynader MS, Schoppmann A & Zook JM: Somatosenzorické zmeny kortikálnej mapy po amputácii číslic u dospelých opíc. The Journal of Comparative Neurology, 224 (1984) 591-605.
Rogasch NC, Dartnall TJ, Cirillo J, Nordstrom MA & Semmler JG: Kortikomotorická plasticita a učenie sa úlohy tréningu balistického palca sú u starších dospelých znížené. Journal of Applied Physiology, 107 (2009) 1874-1883.
Ward NS & Cohen LG: Mechanizmy podporujúce obnovenie motorických funkcií po mozgovej príhode. Archives of Neurology, 61 (2004) 1844-1848.
Ward NS: Mechanizmy podporujúce zotavenie motorickej funkcie po mozgovej príhode. Postgraduate Medical Journal, 81 (2005) 510-514.