Kortikal plastisitesi veya nöroplastisite; hayat boyu süren, yeni deneyimlere ve çevre koşullarına bağlı olarak, nöral yolların yeniden organize olma yeteneğidir.

Kortikal plastisite süreci sağlıklı bireylerde yeni öğrenme demektir ama beyin hasarı sonrasında Kortikal plastisite süreci  rehabilitasyon ile tekrar öğrenme demektir.  Kortikal plastisite yeni durumlara adaptasyon yeteneğidir.

 

Plastisite Tipleri

Tecrübeye Dayalı Plastisite:

Tecrübeye dayalı plastisite, yetişkin bireylerin beyninin çevresel koşullara yanıt olarak yeniden şekillendiği bir süreçtir. Bu süreç, belirli bir becerinin gelişmesi için motivasyon ve konsantrasyon gerektiren özel çalışmaları içerir.

Cross-modal Plastisite :

Bu fenomende bir duyusal modalitenin diğerinin yerine geçtiği durumlardan söz edilir . En bilinen örneği görme özürlü bireylerde dokunma duyusunun çok gelişmiş olmasıdır.

Kortikal plastisite iki temel durumda meydana gelebilir :

1. Normal beyin gelişimi sırasında immatür  beyin dokusunun aldığı duysal verilere erişkinliğe kadar geçen süreçte gelişen  plastisitedir. Buna öğrenme ve hafıza plastisitesi ya da gelişim plastisitesi denir.

2. Adaptif plastisite ise yaralanma sonrası  fonksiyon kayıplarının kompansasyonu  sağlayan plastisitedir.

Plastisitenin Mekanizması

Kısa Dönem Plastisite (Dakikalar/Saatler İçinde)

• Plastisite kavramını açıklayabilmek için hücresel  düzeyde meydana gelen pek çok farklı mekanizmadan söz edilir .

• Anatomik olarak var olan inaktif bağlantıların çalışmaya başlaması ya da inhibisyon mekanizmasının azaltılması ile inhibe edilmiş bölgelerin  aktivasyonunun sağlanmasıyla erken dönemde  (dakikalar/saatler içerisinde) oluşan plastisite  açıklanabilir.

• Deride bir bölgenin duyusal olarak uyarılması somatosensorial sistemde kortikal  represantasyonun oluştuğu alan merkezindeki  nöronların aktive olmasına bu alanın kenarında  kalan bölgedeki nöronların ise inhibe olmasına neden olur.

• Gamma-aminobutirik asitin (GABA)  en önemli inhibitör nörotransmitter olduğu düşünüldüğünde GABA inhibisyonun azaltılması  kısa sürede oluşan plastik değişikliklerin oluşmasına neden olmakta.

 

Uzun Dönem Plastisite (Günler, Haftalar, Yıllar İçinde):

• Bu tür plastisite, var olan sinaptik bağlantıların güçlendirilmesi, yeni bağlantıların oluşturulması veya yeni nöronların oluşturulması yoluyla gerçekleşir.

• Sinaptik kuvvet artışı, sinaptik bağlantıların kullanımı ya da kullanılmamasına bağlı olarak olur.

• Kortikal nöronlar arası  ağda sıkça kullanılan sinaptik bağlantılar fasilite olurken kullanılmayan sinaptik bağlantılar inhibe olur. Bu, beynin "kullan veya yok et" ilkesiyle ilgilidir.

 

Sinir Hücrelerinin Uyarılabilirlik Değişiklikleri:

• Sinaptik bağlantılar veya postsinaptik nöronların uyarılabilirlik eşik değerlerindeki değişiklikler, plastisiteye yol açabilir.

Nörogenezis, Sinaptogenezis ve Sinaptik Remodelizasyon:

• Öğrenme, özellikle de motor hareketlerin öğrenilmesi sırasında yeni sinapsların oluşumu (sinaptogenezis) ya da mevcut sinapsların yapısında değişikliklerin olması (sinaptik reorganizasyon) ile beyin plastisitesi gelişir.

• Yeni nöronların oluşumu (Nörogenezis) bir diğer plastisite mekanizmasıdır. Subventrikuler alanda ve hipokampüste bulunan nöral stem hücreleri kendilerini yenileyebilir ve yeni nesil hücreler oluşturabilir.

• Gelen uyarının şiddeti ve süresi ile santral sinir sisteminde primer olarak yanıt verecek bölgenin özelliklerine bağlı olarak bu değişikliklerin biri, birkaçı veya hepsi ortaya çıkabilir.

• Bu plastisite mekanizmaları, öğrenme, hafıza oluşturma, motor becerilerin geliştirilmesi ve beyin fonksiyonlarının değişmesi gibi süreçlerde rol oynar.

• Beyin, çevresel taleplere ve öğrenme süreçlerine yanıt olarak bu plastisite mekanizmalarını kullanır ve bu, bireylerin yaşamları boyunca öğrenmelerini ve uyum sağlamalarını sağlar.

 

Nöroplastisiteyi Etkileyen Faktörler

Olumlu etkileyen Faktörler

1. Deneyim: Santral sinir sisteminde deneyimlerin artması, özel sinaptik bağlantıların oluşmasına yol açar.

2. Uyarandan Zengin Ortam: Uyarandan zengin bir ortamda, ratların beyin ağırlıkları artar ve sinaptik bağlantılar artar.

3. Nörotropik Faktörler: Nöronların yaşamını sürdürebilmesi ve yeni dendritlerin oluşumunu destekleyen nörotropik faktörler önemlidir. Östrojen düzeyi hipokampüs ve neokorteksteki dendrit gelişimini etkiler. Testosteron eksikliği neokortekste daha fazla dendrit oluşumuna neden olabilir

 

Olumsuz etkileyen Faktörler

• Stres ve Glikokortikoidler: Stresle birlikte adrenal korteksten salgılanan glikokortikoidler kortikal plastisiteyi olumsuz etkileyebilir. Uzun süren stres, hipokampüs hücrelerine nörotoksik etki yapabilir.

 

Nöroplastisite ve Rehabilitasyon

• Kortikal plastisitenin gerçekleşebilmesi için fonksiyonel performansın kullanılması ve yeni bağlantılar ve ağlar oluşturulması gereklidir. Eğitim, bu plastisiteyi teşvik etmek için gereklidir.

• Öğrenme ya da özellikli motor hareketlerin öğrenilmesi sırasında yeni sinapsların oluşumu (sinaptogenezis) ya da mevcut sinapların yapısında değişikliklerin olması (sinaptik reorganizasyon) ile beyin plastisitesi gelişir. Ancak  basit hareketlerin tekrarı sırasında bu değişiklikler görülmez .

• Bunun yerine motor beceri gerektiren motor öğrenmenin devreye girdiği fonksiyonel aktivitelerin kullanımı kortikal haritayı  değiştirir . Motor öğrenme teorilerine göre kişinin aktif katılımı, uygulamada anlamlı amaçların yer alması ve bol tekrar öğrenmenin temelini oluşturmaktadır.

 

Plastisitenin Prensipleri

1- KULLAN YADA KAYBET: Nöral bir devre belli bir süre beceri gerektiren performansta kullanılmazsa bu devre zaman içerisinde yok olacaktır. Kullanılmamaya bağlı olarak sinaps sayısında azalma meydana gelecek ve kortikal haritada silinmeler ve değişimler ortaya çıkacaktır.

 

2. KULLAN VE GELİŞTİR: Tecrübe-eğitim düzeyi arttıkça sinaptogenezis ve sinaptik bağlantılardaki artışa bağlı olarak kortikal haritadaki değişim artmaktadır. Özel beyin fonksiyonu gerektiren aktiviteler bu davranış için gerekli beyin fonksiyonları ve yapılarında gelişmeye neden olur. Benzer nöral değişikliklerin yaralanma sonrasında rehabilitasyona cevap olarak da açığa çıkabileceği görüşü hakimdir.

 

3. ÖZELLEŞTİR: Beceri gerektiren aktivitelerin öğrenilmesinin daha fazla nöral bağlantı oluşumu gerektirmektedir. Daha önceden kazanılmış motor hareketlerin tekrarının yeni sinaps oluşumuna veya kortikal haritada değişime neden olmadığı gösterilmiştir.

4. YETERLİ TEKRAR: Beceri gerektiren hareketlerin öğrenilmesi için defalarca tekrar gereklidir.

 

5-  YETERLİ YOĞUNLUK: Hareketin tekrarının yanı sıra stimülasyonun yoğunluğu da nöral plastisite sürecinde etkili olmaktadır. Düşük yoğunluktaki stimülasyon sinaptik bağlantılarda zayıflamaya (uzun süreli depresyon) yüksek yoğunluktaki stimülasyon ise artışa neden olmaktadır. Fakat özellikle beyin hasarı sonrasında yoğun stimülasyon adı altında etkilenmiş extremitenin daha hazır olmadan kullanımının arttırılmasının doku hasarına ve fonksiyon kaybına neden olabileceği unutulmamalıdır. Plastisitenin doğru olarak ortaya çıkabilmesi için yeterli yoğunlukta stimülasyon gereklidir.

 

6- ZAMANLAMA: Plastisitenin bir süreç olduğu ve zamanla oluştuğu unutulmamalıdır. Plastik değişim süreci dakikalar içerinde başlamasına rağmen hafızanın oluşması zaman almaktadır.

7. DİKKAT: Yeterli motivasyon ve dikkat göreve katılımı arttırmak için gereklidir. Nöral plastisite hedefe odaklı ve anlamlı amacı olan, fonksiyonla ilişkili ve gerçek yaşam kurgularını temel alan aktiviteler ile daha çok arttırılmaktadır .

 

8-YAŞ: Yetişkin bir beyin bazı dereceye kadar yapısal reorganizasyonla gerek yaralanma sonrası gerekse deneyimlerle plastik değişimler yapabilme yeteneğine sahiptir. Fakat şunu belirtmek gerekir ki erişkin beynindeki bu yapısal değişiklikler genç beyinlerle kıyaslandığında daha yüzeyel ve daha yavaş olmaktadır. Plastisite yeteneği genç beyinlerde daha fazladır.

9-TRANSFER: Eğitim sonrası açığa çıkan bir  nöral devredeki plastisite yeteneği eş zamanlı  olarak ya da daha sonra kortikal haritayı geliştirebilir. Nöral fonksiyonda değişime neden olan plastisite aynı zamanda başka davranış  ve becerileri de ortaya çıkmasına, bu becerilerin artmasına neden olabilir.

 

10- ETKİLEŞİM: Nöral fonksiyonda değişime neden olan plastisite aynı zamanda başka davranış ve becerileri de ortaya çıkmasının engellenmesine neden olabilir. Bir beceriyi geliştiren tedavi yaklaşımı diğer bir performans ile etkileşebilir. Devam eden fonksiyonlar yaralanma sonrası kaybedilmiş fonksiyonların ortaya çıkmasını engelleyebilir . Eşzamanlı olarak verilen sözel uyarılar performansı artırırken öğrenmeyi yavaşlatır.