Nevronska plastičnost, znana tudi kot nevroplastičnost in z različnimi drugimi imeni, je sprememba strukture, funkcije in organizacije nevronov ali živčnih celic kot odziv na nove izkušnje. Posebej se nanaša na krepitev ali oslabitev živčnih povezav ali dodajanje novih živčnih celic na podlagi zunanjih dražljajev. Ti procesi so odgovorni za učenje, oblikovanje ustreznih odzivov na zunanje dogodke in v nekaterih primerih za okrevanje po možganski poškodbi. Nevronska plastičnost je med najpomembnejšimi vidiki področja sodobne nevroznanosti in njeno preučevanje med drugim vodi k boljšemu razumevanju razvoja možganov, učenja in rehabilitacije bolnikov z možgansko poškodbo.
Mehanizmi
Nevroni so sestavljeni iz celičnega telesa z eno ali več razvejanimi strukturami, znanimi kot dendriti, in dolgim, vlaknastim podaljškom, znanim kot akson. Dendriti večinoma sprejemajo signale iz čutnih organov in drugih nevronov. Akson pošilja signale dendritom sosednjih živčnih celic prek drobnih vrzeli, imenovanih sinapse. Komunikacijo skozi te vrzeli omogočajo kemikalije, imenovane nevrotransmiterji. Obstajajo trije široki mehanizmi, s katerimi lahko pride do nevronske plastičnosti.
Anatomske spremembe vključujejo fizične spremembe nevronov, kot je kalitev aksonov, kjer aksoni proizvajajo nove živčne končiče, ki se povezujejo z drugimi potmi v živčnem sistemu. To lahko okrepi obstoječe povezave ali pomaga popraviti dele živčnega sistema z obnovitvijo poškodovanih nevronskih poti v polno funkcionalnost. Nevrokemične spremembe lahko vključujejo na primer povečanje ali zmanjšanje proizvodnje nevrotransmiterjev. Presnovne spremembe lahko vključujejo nihanja v stopnjah, s katerimi deli možganov porabijo hranila.
Plastičnost lahko vključuje tudi odstranitev povezav. Stare nevronske poti, ki že nekaj časa niso bile uporabljene, lahko odmrejo. Ta proces je znan kot sinaptično obrezovanje in omogoča odstranitev nevronskih povezav, ki ne služijo več nobenemu namenu, hkrati pa se okrepijo uporabnejše.
Spomin, razvoj in učenje
Nevronska plastičnost je ključnega pomena za razvoj možganov, oblikovanje spominov in sposobnost učenja iz izkušenj. Možgani potrebujejo sposobnost spreminjanja in reorganizacije, da bi shranili informacije in dosegli najboljše odzive na zunanje dogodke. Zlasti v zelo zgodnjih letih to vključuje oblikovanje številnih novih povezav in poti. Pri novorojenčku je približno 2,500 sinaps za vsak nevron v možganski skorji, najbolj zunanji plasti možganov. V prvih dveh do treh letih življenja se ta drastično poveča na približno 15,000, v odrasli dobi pa se je število zmanjšalo na približno polovico tega zneska zaradi sinaptičnega obrezovanja, saj se neuporabljene poti odstranijo.
Skozi življenje se povezave med aksoni, ki pošiljajo signale, in dendriti, ki jih sprejemajo, krepijo in slabijo. Če se določena povezava veliko uporablja, se bo okrepila. Morda se bo površina dendrita povečala ali pa bo nastalo več nevrotransmiterjev. Nasprotno, če se povezava ne uporablja veliko, je lahko oslabljena. Na ta način se pospešijo najpomembnejše poti.
Nekoč je veljalo, da nevronska plastičnost obstaja le pri zelo mladih posameznikih in da so se nevronske poti, ko so bile oblikovane, nastavljene in jih ni bilo mogoče spremeniti. Sodobna študija možganov pa je razkrila, da se živci skozi življenje nenehno spreminjajo. To je tisto, zaradi česar se ljudje lahko prilagajajo širokemu razponu okoliščin; sama fiziologija možganov se spreminja kot odziv na izkušnje. Nove povezave se lahko oblikujejo v katerem koli življenjskem obdobju, vzporedno z obrezovanjem starih, neizkoriščenih, kar ljudem omogoča pridobivanje znanja in novih veščin tudi v starejši starosti.
Okrevanje po škodi in medicinskih aplikacijah
Zaradi sposobnosti živčnih celic, da se prestrukturirajo in reorganizirajo, poškodbe možganov ali drugih vidikov živčnega sistema niso vedno trajne. Območja zdravih nevronov lahko včasih prevzamejo funkcije poškodovanih delov. Na ta način so žrtve možganske poškodbe ali možganske kapi v nekaterih primerih uspele povrniti vsaj del izgubljene funkcionalnosti.
Od leta 2013 se veliko raziskav osredotoča na uporabo nevronske plastičnosti v medicinske namene. Obstaja veliko različnih bolezni možganov in živcev, ki močno poslabšajo kognicijo, spomin, gibljivost ali druge sposobnosti obolelih. Delno naravno okrevanje, ki so ga doživele nekatere žrtve možganske kapi in možganske poškodbe, bi lahko podaljšali in izboljšali z medicinskim posegom, da bi usmerjali reorganizacijo nevronov. Cerebralna paraliza in Alzheimerjeva bolezen sta primera možganskih motenj, ki bi jih lahko zdravili z vodeno nevronsko plastičnostjo. Eno od možnih področij prihodnjega razvoja je uporaba nevronskih matičnih celic za ustvarjanje novih živčnih celic in poti, tehnika, ki bi lahko vodila do uspešnega zdravljenja različnih možganskih motenj in poškodb.