CogniFit - Nöroplastisite

"Beyin esnekliği, sinir sisteminin, yaşam süresi boyunca, çevresel farklılıra tepki olarak yapısını ve işlevini değiştirme kapasitesini tanımlar. Şimdilerde bu terim yaygın olarak psikoloji ve nörobilimde kullanılsa da, tanımlanması kolay değildir ve sinir siteminde, gen ekspresyonu gibi moleküler olaylardan davranışa kadar pek çok farklı seviyedeki değişikleri tanımlamak için kullanılır."

Nöroplastisite ya da nöral esneklik nöranların hem anatomik hem de işlevsel olarak yenilenmesine ve yeni sinaptik bağlantıların oluşmasına olanak tanır. Beyin esnekliği ya da nöroplastisite beynin kendini iyileştirme ve yeniden yapılandırma becerisidir. Sinir sisteminin bu uyum potansiyeli, beynin bozulma ya da yaralanmalardan iyileşmesine imkan verir ve Çoklu Skleroz, Parkinson hastalığı, bilişsel bozulma, Alzheimer, disleksi, dikkat eksikliği hiperaktivite bozukluğu, insomni,vs. gibi patalojilerde dolayı bozulan yapıların etkilerini azaltır.

Antrenmandan önce Nöral ağlar Stimüslasyondan 2 hafta sonra Nöral ağlarStimüslasyondan 2 ay sora Nöral ağlar

Sinaptik esneklik

Yeni bir öğrenme ve deneyime dahil olunduğunda beyin, nöral yollar kurar. Nöral yollar ya da devreler kendi aralarında iletişim kuran nöronladan yapılmış yollardır. Bu yollar beyinde öğrenme ve uygulama boyunca yaratılır; bir dağ yolunun çoban ve sürüsünün günlük olarak aynı güzergahtan gitmesi sonucu oluşması gibi. , bir nöral yolda birbirleriyle bir buluşma noktası olan sinapsta iletişim kurarlar. Her yeni bilgi kazanıldığında (tekrar edilen uygulamalarla), bahsi geçen nöronlar arasında sinaptik iletişim ya da aktarma artar. Daha iyi nöronlar arası iletişim, elektrik sinyallerinin yeni yollar boyunca daha etkili yol aldığı anlamına gelir. Örneğin, yeni bir kuşu tanımaya çalışırken belli nöronlar arasında yeni bağlantılar kurulur. Görsel korteks nöronları onun boynunun rengini farkederken, işitsel korteks nöronları onun ve diğerlerinin nasıl çağrıldıklarına dikkat ederler. Kuşun adını ve özelliklerini tanımak için rengine, çıkardığı sese ve ismine tekrar tekrar bakılır. Her yeni bakışta nöral devreyi yeniden ziyaret etmek ve bahsedilen nöronlar arasındaki nöral aktarımları yeniden kurmak sinaptik akratımın daha etkili olmasını sağlar. İlgili nöronlar arasındaki iletişim kolaylaştırılır, bilişsellik daha da hızlı hale getirilir. Sinaptik esnekliğe, belki de, beyninin muhteşem işlenebilirliğinin üzerinde uzandığı kolon diyebiliriz.

Nörojenez

Sinaptik esneklik, mevcut nöronlar arasında, sinaptik alanda iletişimin artırılmasıyla kazanılırken, nörojenez, yeni nöronların doğmasından ve çoğalmasından bahseder. Uzunca bir süre, yetişkin beyninde sürekli nöron doğması düşüncesi sapkın bir fikir olarak algılandı. Bilim insanları nöronların öldüklerine ve yerlerine asla yenilerinin gelmediğine inanıyolardı. Daha çok son yıllarda olmakla beraber, 1944'ten bu yana nörojenezin varlığı bilimsel olarak tesis edilmiştir ve, dentat girusta, beyin çıkıntısı ve muhtelemen ön frontal kortekste yer alan ve özel bir tür hücre olan kök hücreler iki ayrı hücreye bölündüklerinde ortaya çıktığını biliyoruz: akson ve dentrites ile donatılmış tam bir nörona dönüşecek olan bir kök hücre ve bir hücre. O yeni nöronlar, onlara hitiyaç duyulan beynin en uzak bölgelerine dahi göç ederler ve böylece beynin nöron tedariğinin tazelemesine müsade etme potansiyeline sahip olurlar. Hayvan ve insan çalışmalarından bilindiği üzere ani nöron ölümlü (örneğin bir felçten sonra) etkili bir nörojenez tetikleyicisidir.

İşlevsel Destekleyici Esneklik

Yaşla birlikte gelen nörobiyolojik düşüş, araştırma literatüründe iyi belgelenmiştir ve nörobilişsel performans testlerinde daha yaşlı yetişkinlerin neden genç yetişkinlerden daha az başarılı olduklarını çok iyi açıklar. Şaşırtıcı bir şekilde, daha düşük performans daha yaşlı olan yetişkinlerin hepsinde görülmez. Bazıları en az daha genç katılımcılar kadar iyi performans sergiler. Bir yaşlanan bireyler alt grubundan beklenmeyecek bu davranışsal avantaj, bilimsel olarak araştırılmış ve yeni bilgi işlerken yüksek performanslı daha yaşlı yetişkinlerin, genç adaylarla aynı beyin bölgelerini çalıştırdıkları ve dahası, genç ve düşük performanslı daha yaşlı yetişkinlerin etkinleştirmedikleri ek beyin bölgelerini de çalıştırdıkları görülmüştür. Araştırmacılar, yüksek performanslı yaşlılarda beyin bölgelerinin aşırı takviyesi üzerine düşünüp taşındıkran sonra genel olarak ek bilişsel kaynakların çalıştırılması, destekleyici bir stratejiyi yansıttığı sonucuna varmışlardır. Yaşla birlikte gelen yaş bağlantılı yoksunluklar ve düşük sinaptik esneklik ortaya çıktığında beyin, nöro bilişsel ağlarını tekrardan organize ederek çoklu kaynak esnekliğini bir kez daha açığa çıkarır. Çalışmalar göstermiştir ki, beyin bu işlevsel çözüme alternatif nöral yolları etkinleştirmek suretiyle ulaşır ve çoğunlukla beynin her iki yarısındaki bölgeler de etkinleştirilir (daha genç yetişkinlerde sadece bir yarısı etkinleştirilir).

İşlev ve davranış: Öğrenme, tecrübe ve çevre

Beynin biyolojik, kimyasal ve fiziksel özelliklerini değiştirmesine izin veren özelliğin esneklik olduğunu gördük. Ancak, beyin değişirken, işlev ve davranış da buna paralel olarak yeniden şekillenir. Geçtiğimiz yıllarda öğrendik ki, genetik ve sinaptik seviyelerdeki beyinsel değişimler bir çok çevresel ve deneyimsel faktörle birlikte açığa çıkarılır. Yeni öğrenme, esnekliğin tam merkezindedir ve değiştirilmiş bir beyin, çevre tarafından mümkün kılınan yeni bir öğrenmenin ortaya çıktığının en somut göstergesidir. Yeni öğrenmeler yaşamımız boyunca bir çok faklı formda, değişik sebeplerden ve her hangi bir zamanda oluşurular. Örneğin, çocuklar çok geniş miktarlarda yeni bilgiler edinirler ve beyinleri, bu yoğun yeni öğrenme zamanlarında çok belirgin değişime uğrar. Yeni öğrenmeye, lezyonlar veya inmenin sebep olduğu nörobiyolojik hasar durumunda, beynin hasarlı bir bölgesi tarafından desteklenen fonksiyonlar bozulduğunda ve tekrardan öğrenilmesi zorunlu olduğunda, da gereksinim duyulabilir. Yeni öğrenme bireyin içinden gelebilir ve bilgi açlığı tarafından yönelendirilebilir. Yeni öğrenme fırsatı için durumların çok olması, beynin her birşey öğrendiğinde değişip değişmeyeceği sorusunu ortaya çıkarıyor. Araştırmalar durumun böyle olmadığı öne sürüyor. Eğer yeni öğrenme davranışsal olarak uygunsa, beynin yeni bilgiyi aldığı ve orada esneklik potansiyelini etkinleştirdiği görülüyor. Öğrenmenin psikolojik olarak beyinde iz bırakması için o öğrenmenin davranışta değişkliğe sebep olması gerekir. Başka bir deyişle, yeni öğrenme davranışsal olarak alakalı ve lüzumlu olmalıdır. Örneğin, hayatta kalmayı garanti eden yeni öğrenme, organizma tarafından bir davranış olarak dahil edilir ve benimsenir, ve sonuç olarak beyin değişmiş olur. Belki de önemli olan öğrenme deneyiminin ne derece ödüllendirici olduğudur. Örneğin, interaktif oyun formundaki yeni öğrenme, özellikle beyin esnekliğine yardımcı olur ve prefrontal korteks aktivitelerini artırdığı keşfedilmiştir. Ayrıca bu teşvik sağlanması bağlamında, çocuklar öğrenmeye başlarken onlara destek ve ödül verme eski zaman geleneğini de not düşeceğiz.

Esnekliği başlatmak için koşulları anlama

Yaşam süresince, beynin, çevreden bir uyarıcıya maruz kaldığında, değişmeye en meyilli olduğu zaman hangisidir? Görünüşe göre esneklik kalıpları farklı yaşlarda değişik oluyorlar ve esnekliği tetikleyen aktiviteler ve yaş konusu arasındaki etkileşim göz önüne alındığında, büyük bölümü henüz meçhul. Yine de, entellektüel ve zihinsel aktiviteler, sağlıklı yaşlı yetişkinlere veya nörodejeneratif bozukluğu olan daha yaşlı bireylere uygulandığında beyin esnekliğini teşvik ettiğini biliyoruz. Daha da önemlisi, daha organizma doğmadan önce bile beynin hem olumlu hem de olumsuz değişime yatkın olmasıdır.Hayvan çalışmaları göstermiştir ki, hamile anneler zenginleştirilmiş ve uyarıcı ortamlara yerleştirildiklerinde, yavrularının belli beyin bölgelerindeki sinaps sayısında artış gözleniyor. Tam tersi koşullarda, hamile annelere ışık stresi uygulandığında, yavruların daha sonrasında ön frontal korteks nöron sayısında azalma görüntülenmiştir. Buna ilaveten, ön frontal korteks beynin diğer bölümlerine nazaran çevresel etkilere daha hassas görünüyor. "Eğitim" nöronal gen ifadesinde değişiklik başlatabileceğinden, bu bulgularda "doğa" mı "eğitim" mi tartışmasına dair önemli göndermeler mevcuttur. Beyin esnekliği nasıl evrilir ve uygulanan çevresel uyarıcının süresinin etkisi nedir? Bu, sağaltıcı meseleler için çok önemli bir sorudur ve genetik hayvan araştırmaları yeni ufuklar açan şu cevapları verir; bazı genler en kısa süreli uyarıcılardan dahi etkilenirler, başka genler uzun süreli uyarıcılardan etkilenirler, diğerleri hiç bir değişme uğramazken,değişmenin meyilini tersine çeviren genler de mevcuttur. Esneklik kelimesinin genel kullanımı olumlu bir çağrışım taşısa da, esneklik beyindeki her türlü değişime gönderme yapar ve bazı değişimler bozulmuş işlev ve davranışlarla birlikte ortaya çıkar. antrenman beyinsel esneklik başlatması açısından ideal görünüyor. Yeni nöronal devreler kurmak ve devredeki nöronlar arasındaki sinaptik bağlantıları güçlendirmek için gerekli sistematik uygulamaları sağlar. Ancak, daha önce de gördüğümüz gibi, somut davranışsal faydanın olmadığı durumlarda beyin, etkili bir şekilde öğrenmeyecektir. Böylece, antrenmanla yüksek derecede kişiselleştirilmiş ve alakalı hedeflerin birleştirilmesinin önemi abartılmış sayılmaz.

[1]Definition adopted from: Kolb, B., Muhammad, A., & Gibb, R., Searching for factors underlying cerebral plasticity in the normal and injured brain, Journal of Communication Disorders (2010), doi:10.1016/j.jcomdis.2011.04.007