Układ nerwowy

Neuroplastyczność, czyli jak zmienia się nasz mózg w odpowiedzi na doświadczenia?

Data publikacji: 01.10.2024 Data ostatniej aktualizacji: 05.09.2025

Funkcjonowanie ludzkiego mózgu od wieków stanowi obiekt zainteresowań naukowców. Złożoność architektury połączeń synaptycznych fascynuje badaczy z różnych dziedzin, którzy w sposobie przekazywania informacji pomiędzy neuronami dopatrują się odpowiedzi na najbardziej nurtujące pytania – począwszy od tych z zakresu medycyny, aż po zagadnienia związane z rozwojem sztucznej inteligencji. Wiele wskazuje na to, że kluczem do uzyskania odpowiedzi na nie może być wytłumaczenie i poznanie prawdziwego znaczenia zjawiska neuroplastyczności.

Kluczowe wnioski z artykułu:

Neuroplastyczność jest procesem, dzięki któremu możliwe jest prawidłowe funkcjonowanie wielu aspektów układu nerwowego ciała człowieka.
Stymulowanie procesów poznawczych, ćwiczenia pamięci i rehabilitacja neurologiczna to przykłady wykorzystania możliwości plastyczności mózgu do celów medycznych.
Wraz z wiekiem zdolności plastyczne mózgu ulegają osłabieniu, dlatego warto dostarczać do układu nerwowego odpowiednią ilość bodźców przez całe swoje życie.

Czym jest neuroplastyczność? 3 Rodzaje plastyczności mózgu

Funkcjonujący w nomenklaturze naukowej termin neuroplastyczności może być rozpatrywany na kilka różnych sposobów. W zależności od dziedziny końcowego przełożenia wyróżnia się bowiem trzy główne rodzaje plastyczności:

behawioralną – odnoszącą się do zmian zachowań pod wpływem określonych czynników środowiskowych,
neuroanatomiczną – odnoszącą się do zmian aktywności w obrębie poszczególnych neuronów,
funkcjonalną – obejmującą modyfikacje w obrębie funkcji grup komórek nerwowych, która indukowana jest pod wpływem bodźca, najczęściej w postaci czynnika uszkadzającego.

Definicje powyższych terminów mogą zatem wykazywać różnice pomiędzy sobą w zależności od przyjętego obszaru badań, jednak niezmienny pozostaje aspekt ogólnego postrzegania tego zjawiska. W każdym przypadku neuroplastyczność mózgu odnosi się bowiem do zdolności tkanki mózgowej do reorganizacji na poziomie strukturalnym lub funkcjonalnym, czego efektem jest powstawanie nowych połączeń synaptycznych pomiędzy obszarami tego organu, które wcześniej nie wykazywały tej cechy.

Jak działa neuroplastyczność? Mechanizmy w mózgu na poziomie komórkowym

Zjawisko neuroplastyczności ma swoje podłoże na poziomie komórkowym. W toku badań nad uwarunkowaniami zachodzenia tego procesu odkryto bowiem, że neuroplastyczność nie jest jedynie szeregiem rezultatów możliwych do zaobserwowania w badaniu klinicznym. Najlepszymi dowodami na to są procesy plastyczności synaptycznej oraz kiełkowania.

Rola neuronów i połączeń synaptycznych w procesie adaptacji

Adaptacja mózgu jest ściśle powiązana z faktem, że pod wpływem stymulowania presynaptyczych włókien nerwowych określonym impulsem dochodzi do zwiększenia ilości receptorów neuroprzekaźnika w obrębie włókien postsynaptycznych. Skutkuje to obniżeniem progu pobudliwości, a tym samym ułatwieniem przekazywania impulsu nerwowego i uzyskaniem odpowiedzi komórkowej przez obszary efektorowe.

Tworzenie nowych połączeń synaptycznych i reorganizacja neuronów

Równie wartościowych dowodów na poparcie proponowanych teorii wyjaśnienia neuroplastyczności dostarczają prace, w których nowoczesne formy badań umożliwiają zobrazowanie wizualne tzw. kiełkowania neuronalnego (z ang. sprouting). Proces ten objawia się wzrostem neurytów, które dokonują przebudowy swoich połączeń i tworzą nowe szlaki przekazywania informacji w obrębie mózgu. Zjawisko sproutingu jest uważane za podstawę neuroplastyczności funkcjonalnej, w przebiegu której adaptacja mózgu jest warunkowana przez obecność uszkodzeń oraz czynników neurodegeneracyjnych i środowiskowych.

Co wpływa na neuroplastyczność?

Plastyczność neuronalna i reorganizacja budowy połączeń synaptycznych wykazuje ścisłą korelację z rodzajem zastosowanej stymulacji. Przemodelowanie skomplikowanej sieci połączeń dendryt-akson zachodzi pod wpływem impulsu przekazywanego przez połączenie tych struktur, czyli synapsę. To właśnie z tego powodu istnieje możliwość wywierania wpływu na ten proces.

Doświadczenia czuciowe, ruchowe, wzrokowe, zapachowe lub słuchowe – konsekwencją każdego z nich jest przekazanie do ośrodkowego układu nerwowego impulsu, informacji na temat określonego bodźca. W ten sposób aktywność fizyczna i ćwiczenia umysłowe (np. trening pamięci, uczenie się) wywierają najbardziej korzystny wpływ na intensyfikację procesów, które są współcześnie interpretowane jako regeneracja mózgu.

Zrozumienie adaptacyjnych procesów mózgu – historia badań nad neuroplastycznością i odkrycia Ramóna y Cajala i Jerzego Konorskiego

Jeszcze w pierwszej połowie XIX wieku mózg ssaków był postrzegany w środowisku medycznym jako organ o jednolitej strukturze. Dopiero badania hiszpańskiego histologa Santiago Ramóna y Cajala – bazujące na wcześniejszych odkryciach Camillo Golgiego – wykazały połączenia synaptyczne pomiędzy poszczególnymi komórkami nerwowymi.

Z kolei początki prac nad neuroplastycznością sięgają przełomu lat 40. i 50. XX wieku. Wówczas Jerzy Konorski, polski neuropsycholog i neurofizjolog, skonstruował pierwszą definicję pobudliwości. Konorski określił ją jako następstwo cyklu zmian indukowanych impulsami nerwowymi, a ich efekty – powstające w określonych ośrodkach – nazwał zmianami spowodowanymi pobudliwością. Dodatkowo to właśnie polski badacz po raz pierwszy użył określenia plastyczność w kontekście trwałych przekształceń funkcjonalnych, wywołanych przez proces bodźcowania.

Plastyczność mózgu a proces uczenia się i pamięć – rola hipokampa w zapamiętywaniu i przekształcaniu informacji

Proces plastyczności mózgu ma bezpośredni wpływ na zakres działań, które postrzegamy jako uczenie się i zapamiętywanie. Hipokamp, czyli organ stanowiący część układu limbicznego, jest odpowiedzialny za pamięć krótkotrwałą. Informacje w niej zawarte są w późniejszym czasie przekształcane w pamięć długotrwałą, a ta z kolei warunkuje efektywne gromadzenie informacji w naszym umyśle. Wcześniej opisywany proces zwiększania receptorów neuroprzekaźnika w zakończeniach postsynaptycznych, nazywany także długotrwałą potencjalizacją (z ang. long-term potentiation, LTP), zachodzi również w obrębie hipokampu. Pozwala to wysnuć wniosek, że na podłożu neuroplastyczności opiera się nie tylko przebieg zjawisk określanych jako procesy poznawcze, ale też i pamięć człowieka. To właśnie z tego powodu wykorzystywane w praktyce metody na zapamiętywanie opierają się regularnym, powtarzalnym treningu umysłowym.

Regeneracja po urazach – potencjał mózgu do samonaprawy

Ćwiczenia umysłowe to nie jedyny sposób na modulowanie plastyczności neuronalnej w celu uzyskania określonego efektu klinicznego. Taką możliwość dają również działania, jakie są podejmowane u pacjentów po uszkodzeniach ośrodkowego układu nerwowego. Udary mózgu, krwawienia wewnątrzczaszkowe i stany po usunięciu nowotworu mózgu skutkują z reguły pojawieniem się uszkodzenia w obrębie obszaru odpowiedzialnego za konkretną funkcję. Z tego powodu zarówno rehabilitacja neurologiczna, jak i odpowiednio dobrane leczenie urazów mózgu, pozwalają na uzyskanie częściowego lub całkowitego powrotu utraconych funkcji. Główną zasługą tego jest właśnie zjawisko neuroplastyczności.

Neuroplastyczność u dzieci – najbardziej plastyczny okres w życiu

Rozwój mózgu u dzieci jest w sposób ścisły oparty na procesie neuroplastyczności. Stymulowanie maluchów na wczesnych etapach życia zmiennością bodźców, nowymi zabawkami i kontaktem z otoczeniem różnego typu jest bowiem podstawą uzyskiwania postępów psychoruchowych. Najmłodsi w wieku od jednego roku do trzech lat w sposób błyskawiczny osiągają kolejne kamienie milowe w rozwoju i właśnie ten okres jest uważany za najbardziej plastyczny. Stymulowanie procesu reorganizacji strukturalnej neuronów wymaga jednak odpowiedniego bodźcowania – tak jak ekspozycja na patogen kształtuje odporność u dzieci, tak również styczność z różnymi kolorami, dźwiękami i zapachami wpływa pozytywnie na zdrowie neurologiczne maluchów.

Jak zwiększać neuroplastyczność mózgu u dorosłych?

Zrozumienie wszystkich aspektów powiązanych z neuroplastycznością jest sporym wyzwaniem dla całego środowiska medycznego, lecz jedna kwestia nie ulega wątpliwościom – nad wzmacnianiem procesów neuroplastyczności powinniśmy pracować każdego dnia. Zatem jak poprawić pamięć? Co robić, aby przyswajanie wiedzy przychodziło znacznie łatwiej?

Ćwiczenia umysłowe i fizyczne wspierające neuroplastyczność

Najskuteczniejszymi działaniami dnia codziennego, dzięki którym stymulacja neuroplastyczności będzie mogła zachodzić, są aktywności fizyczne i ćwiczenia umysłowe. Ruch może przyjąć różne formy – począwszy od pływania, przechodząc przez bieganie, a kończąc na treningu siłowym. Dodatkową zaletą regularnej aktywności fizycznej będzie przejęcie większej kontroli nad masą ciała i wiekiem metabolicznym – szybka przemiana materii to marzenie każdego człowieka, a poprzez ruch znacznie łatwiej ją osiągnąć!

Warto jednak pamiętać o tym, że pozytywny wpływ na ośrodkowy układ nerwowy mają cykliczne zmiany warunków uprawiania sportu i rodzaj nakładanych obciążeń treningowych. Z kolei ćwiczenia umysłowe mogą opierać się na zapamiętywaniu określonych fraz (np. słów piosenek), rozwiązywaniu krzyżówek lub układaniu puzzli.

Rola neuroplastyczności w leczeniu chorób neurologicznych

Neuroplastyczność odgrywa kluczową rolę w leczeniu chorób neurologicznych, takich jak wcześniej wspomniane udary mózgu, nowotwory, stwardnienie rozsiane, stwardnienie zanikowe boczne lub choroba Parkinsona. Proces ten stanowi bowiem podstawę działań rehabilitacyjnych, które w przebiegu tego typu schorzeń stanowią nieodłączną część zarówno procesu powrotu do zdrowia po uszkodzeniu, jak i spowolnienia patologicznych zmian, indukowanych przez choroby neurodegeneracyjne.

Jak neuroplastyczność wpływa na leczenie chorób neurodegeneracyjnych i uzależnień

Uwarunkowania behawioralne neuroplastyczności stanowią niezwykle ważny aspekt zaburzeń na tle neurodegeneracyjnym. Ich postępujący, często niemożliwy do zahamowania przebieg ogranicza skuteczność technik farmakologicznych, np. w przypadku chorób otępiennych. Jedyną szansą na wywieranie wpływu na szybkość pojawiania się kolejnych objawów klinicznych ma terapia behawioralna. Podobnie jest w przypadku leczenia uzależnień, gdzie reorganizacja strukturalna w obrębie układu limbicznego stanowi szansę na poprawę efektywności stosowanych technik.

Czy neuroplastyczność kończy się wraz z wiekiem? Mit czy fakt?

Mózg charakteryzuje się określonym poziomem plastyczności przez całe życie, jednak intensyfikacja tego procesu zachodzi w pierwszej połowie życia człowieka. Z tego powodu warto wspomagać przebieg tego procesu poprzez odpowiedni styl życia, aktywność fizyczną i wykonywanie ćwiczeń umysłowych. Suplementy na pamięć i koncentrację okazują się być niezastąpione u osób starszych, podobnie jak zwykłe pielęgnowanie kontaktów społecznych. Należy również zdecydować się na stosowanie diet poprawiających wydajność działania układu nerwowego, np. diety MIND. Neuroplastyczność nie kończy się wraz z osiągnięciem podeszłego wieku, a odpowiednie stymulowanie swojego umysłu na wiele różnych sposobów odgrywa w tym kluczową rolę!

Źródła

Rozwiń więcej