Vad är neuroplasticitet

Lär dig mer om neuroplasticitetens ursprung, typer och användning i olika populationer och hur du kan göra din hjärna om för att förbättra plasticiteten.

Vad är neuroplasticitet?

Visste du att den mänskliga hjärnan genomgår ständiga förändringar genom en process som kallas neuroplasticitet?

Neuroner är nervceller som utgör hjärnan och nervsystemet. Plasticitet avser hjärnans förmåga att förändras och dess formbarhet. Nervvävnaden i hjärnan har en enorm förmåga till plasticitet.

Därför är neuroplasticitet, även kallad hjärnans plasticitet, hjärnans förmåga att anpassa sig och förändras. Det är en term som avser nervsystemets förmåga att reagera på inneboende eller yttre stimuli genom att omstrukturera och omorganisera hjärnans struktur och funktion och genom att odla neurala nätverk.

De strukturella och funktionella förändringarna beror på hjärnskador, miljöförändringar, nya erfarenheter eller strukturella förändringar som beror på inlärning.

Neuroplasticitet hjälper oss att anpassa oss till fysiologiska förändringar, nya upplevelser och miljöpåfrestningar. När vi genomgår nya erfarenheter skapar vi nya neurala kopplingar mellan neuronerna och kopplar om hjärnan för att anpassa oss till nya situationer.

Neuroplasticitet sker dagligen, men vi kan också uppmuntra och stimulera hjärnans plasticitet.

Historia och forskning om neuronal plasticitet

Jerzy Konorski myntade begreppet neuroplasticitet för första gången 1948, då en neurovetenskapsman beskrev förändringar som han observerade i neuronala strukturer, och det började användas mer allmänt på 1960-talet.

Fram till 1960-talet trodde forskarna att hjärnans utveckling och förändringar endast kunde ske under tidig barndom och spädbarnstid. I vuxen ålder blir hjärnans struktur permanent.

Idén om neuroplasticitet går dock ännu längre tillbaka än till "neurovetenskapens fader" Santiago Ramon y Cajal. I början av 1900-talet upptäckte han att den mänskliga hjärnan förändras efter att individer har nått vuxen ålder, tvärtemot vad som var vanligt vid den tiden.

På 1960-talet gjordes en annan upptäckt som visade att neuronerna kunde omorganiseras efter en traumatisk händelse. Forskningen upptäckte också att stress kan förändra hjärnans struktur och funktion.

Forskare i slutet av 1990-talet upptäckte att stress också kan döda hjärnceller, men denna slutsats är ännu inte bekräftad.

Under flera decennier ansågs hjärnan vara ett "icke förnybart organ" eftersom hjärncellerna finns i en begränsad mängd och dör med stigande ålder. Som Ramon y Cajal sade:"I vuxna centra är nervbanorna något oföränderligt, avslutat och något fast. Ingenting kan förnyas och allt kan dö".

Ytterligare studier fann andra sätt för hjärncellerna att dö, anpassa sig, återknyta, fylla på och växa igen, en process som kallas vuxen neurogenes.

Hur fungerar neuroplasticitet?

Hjärnan består av enskilda arbetsenheter eller stora nätverk som kallas neuroner. Miljoner sammankopplade neuroner arbetar tillsammans för att utföra en enda uppgift.

De neurala nätverken följer specifika och unika konnektivitetsmönster och avfyras i lika specifika sekvenser, och neuronerna hjälper individer att utföra olika uppgifter.

Hjärnan utvecklas och växer snabbt under de första åren som barn. När ett barn föds har till exempel varje neuron i hjärnbarken cirka 2 500 små mellanrum, synapser, mellan neuronerna där de förmedlar nervimpulser.

Vid tre års ålder ökar antalet till 15 000 synapser per neuron. Vuxna har bara hälften så många synapser. Orsaken till detta är synaptisk beskärning, där nya erfarenheter eliminerar vissa förbindelser i hjärnan medan andra förbindelser stärks.

Neuroner som används ofta har starkare förbindelser i hjärnan, medan neuroner som aldrig eller sällan används till slut dör. När svaga förbindelser försvinner och nya förbindelser skapas blir hjärnan anpassningsbar till förändrade omständigheter och miljöer.

Neuroplasticitet kontra neurogenes

Neuroplasticitet och neurogenes är besläktade begrepp, men det är två olika begrepp.

Neuroplasticitet avser hjärnans förmåga att bilda nya banor och förbindelser och att koppla om sina kretsar. Neurogenes å andra sidan är hjärnans förmåga att odla nya neuroner.

Neurogenes är ett fascinerande begrepp. Möjligheten att odla nya nervceller och ersätta döda eller skadade nervceller banar väg för nya metoder för att förebygga och behandla demenssjukdomar, för att återhämta sig från hjärnskador och för många andra områden som vi ännu inte känner till.

Strukturell och funktionell neuroplasticitet

Experimentell hjärnforskning har visat att det finns två huvudtyper av neuroplasticitet: funktionell plasticitet och strukturell neuroplasticitet.

Funktionell neuroplasticitet är hjärnans förmåga att flytta funktioner till ett helt hjärnområde från ett skadat område i hjärnan. Den initieras av inlärning och utveckling och resulterar i permanenta strukturella förändringar i neurala synapser.

Strukturell plasticitet är en förändring i styrkan hos neuronförbindelserna i hjärnan. Hjärnan kan ändra sin fysiska struktur som svar på inlärning och hjärnans förmåga att ändra sina neuronförbindelser.

Fler typer av neuroplasticitet

Andra typer av neuroplasticitet är erfarenhetsberoende plasticitet. Erfarenhetsberoende plasticitet är den ständiga processen att organisera och skapa neuronförbindelser genom en persons livserfarenheter.

Homeostatisk plasticitet omfattar mekanismer i hjärnan som upprätthåller homeostas i det synaptiska nätverket genom att samordna förändringar i excitabilitet och konnektivitet mellan flera neuroner för att stabilisera kretsens funktion.

Synaptisk plasticitet är hjärnans förmåga att göra långvariga, erfarenhetsberoende förändringar i styrkan hos neuronala förbindelser. Detta är en grundläggande egenskap hos neuronerna, eftersom de kan ändra effektiviteten och styrkan hos den synaptiska överföringen genom olika aktivitetsberoende mekanismer, så kallad synaptisk plasticitet.

Synaptisk plasticitet uppstår när den presynaptiska neuronen stimulerar den postsynaptiska neuronen genom att lägga till fler neurotransmittoreceptorer och sänka den tröskel som krävs för att bli stimulerad av den presynaptiska neuronen.

Fördelar med neuroplasticitet

Det finns flera fördelar med neuroplasticitet. Den gynnar hjärnan och kognitionen på många olika sätt. Anpassningar och förändringar i hjärnan formar hur den enskilda hjärnan fungerar och deras syn på världen.

Det påverkar också individers inlärningsförmåga, minnen och undermedvetna övertygelser.

Några av fördelarna med neuroplasticitet är:

• Förbättrad förmåga att lära sig nya saker
• Individer deltar i aktiviteter på ett mer genomtänkt sätt.
• Hjälpa personer som lider av depression och ångest.
• Hjälper personer att återhämta sig från traumatiska hjärnskador och stroke.
• Ökar hjärnans minne och hjärnans volym
• Förmågan att koppla om hjärnans funktion.
• Förbättrade kognitiva färdigheter hos individer.
• Förbättrad hjärnfunktion i vissa delar av hjärnan.

Kännetecken för neuroplasticitet

Forskningen hävdade ursprungligen att hjärnans neurala nätverk blir stelbenta och fasta när man åldras. På senare tid har man dock upptäckt att hjärnan aldrig slutar förändras och anpassas.

Det finns några utmärkande egenskaper för neuroplasticitet.

Ålder och miljö är de utmärkande egenskaperna för neuroplasticitet. Plasticitet kan uppstå i vilken ålder som helst, men vissa förändringar är förknippade med specifika åldrar. Hjärnan genomgår många förändringar under de första levnadsåren när den omogna hjärnan organiseras och växer.

Unga hjärnor är generellt sett mer lyhörda och känsliga för erfarenheter än äldre hjärnor. Det betyder dock inte att äldre hjärnor inte kan anpassa sig, lära sig nya saker och öka sin plasticitet.

Hjärnförbindelserna blir starkare eller svagare beroende på vilka neurala nätverk som används mer eller mindre ofta. Samspelet mellan miljö och genetik spelar en roll när det gäller att forma en individs hjärnplasticitet. Neuroplasticitet är en pågående process som involverar hjärnceller, inklusive kärl- och gliaceller. Den främjas och hindras av stressnivåer, daglig livsstil och vanor.

Vid hjärnskador, t.ex. stroke, kan områden i hjärnan som är kopplade till vissa funktioner vara skadade. Funktionell magnetresonansavbildning (fMRI) visar att friska områden i hjärnan kan ta över funktionen i de skadade områdena i hjärnan och återställa de förlorade förmågorna.

Begränsningar av hjärnans plasticitet

Även om hjärnans plasticitet är en lovande väg för att förebygga och behandla olika sjukdomar har den begränsningar. Hjärnan är inte formbar i all oändlighet. Vissa hjärnområden är ansvariga för specifika funktioner. Till exempel är hjärnområden viktiga för kognition, tal, språk och rörelser.

De flesta bevisen på återhämtning och skador i hjärnans plasticitet finns runt hjärnbarken. Även om vissa områden kan kompensera för förlusten kan hjärnbarken inte helt ta över funktioner i komplexa hjärnområden som skadats, till exempel hippocampus.

Neuroplasticitet och psykologi

En viktig del av effektiv rådgivning och coachning är neuronal plasticitet. Förutom förändringar i hjärnan och funktionella anpassningar erbjuder neuroplasticitet potentiella vägar för psykologisk förändring. Mediciner och kemikalier används för att förändra hur vår hjärna fungerar och psykologin har lagt ner mycket arbete på att förstå förändringar i hjärnan genom att ändra tankemönster.

Tänk om vi i stället kunde göra betydande och permanenta förändringar genom dagliga aktiviteter och upplevelser? Det är här som lärandet spelar en viktig roll. När individer lär sig bildas nya vägar i hjärnan. Varje ny lektion och erfarenhet kan förändra hjärnans arbetsläge och koppla ihop nya neuroner.

Ålder och neuroplasticitet

Som man kan tro finns det förändringar i neuroplasticiteten med åldern, men det skiljer sig åt mellan olika individer.

Hjärnans plasticitet och barn

Barns hjärnor förändras, växer och utvecklas ständigt. Med varje ny erfarenhet anpassar sig den växande hjärnan och gör förändringar i hjärnans struktur, funktion eller både och. Därför är neuroplasticiteten mest aktiv under den kritiska barndomsperioden som en del av den normala mänskliga utvecklingen.

Under den kritiska perioden tar nervsystemet emot sensoriska signaler för att utvecklas ordentligt.

Varje neuron i ett spädbarns hjärna har cirka 7 500 kopplingar till andra neuroner. Vid två års ålder är antalet kopplingar mellan neuroner dubbelt så många som i en genomsnittlig vuxen hjärna.

När barnet växer upp och den kritiska perioden tar slut minskar antalet förbindelser som upprätthålls och de som återstår stärks.

Fyra huvudtyper av neuroplasticitet observeras hos barn.

1. Nedsatt neuroplasticitet: innebär förändringar i hjärnan på grund av förvärvade eller genetiska sjukdomar.
2. Överdriven eller missanpassad plasticitet innebär att missanpassade och nya vägar omorganiseras, vilket kan leda till funktionshinder och störningar.
3. Adaptiv plasticitet: förändringar som uppstår när man lär sig eller tränar en ny färdighet eller anpassar sig till strukturella eller funktionella förändringar efter en skada.

Processerna är mer uttalade hos barn och yngre barn, vilket ökar deras förmåga att återhämta sig från skador mer effektivt än vuxna. Det finns djupgående fall av neuroplastisk återhämtning, anpassning och tillväxt hos barn.

Hjärnans plasticitet hos vuxna

Däremot observeras neuroplasticitet i vuxenhjärnor generellt sett i lägre grad och i mindre utsträckning än hos barn, men vuxenhjärnan kan fortfarande förändras och anpassas.

Den vuxna hjärnan kan återställa förlorade och gamla funktioner och förbindelser som inte har använts ofta, vilket förbättrar kognitiva funktioner och minnet.

Även om det finns en lägre potential för neuroplasticitet hos vuxna jämfört med barn och unga vuxna, kan vuxna med en hälsosam livsstil och en viss ansträngning uppmuntra positiv tillväxt och förändringar i sina hjärnor precis som yngre människor.

Hur kan du koppla om din hjärna och förbättra plasticiteten?

Det finns flera sätt att uppmuntra förändringar i hjärnan för att öka och förbättra neuroplasticiteten när som helst i livet.

En berikande miljö

Det första steget är att skapa en berikande miljö. För att stimulera positiva förändringar i hjärnan måste man se till att det finns en berikad miljö som erbjuder utmaningar, nyheter och fokuserad uppmärksamhet, särskilt under tonåren och barndomen.

Men en berikande miljö kan också ge hjärnan fördelar i vuxen ålder. En berikad miljö stimulerar hjärnan på olika sätt. Det kan till exempel innebära resor, musikalisk träning och erfarenhet, läsning av skönlitteratur, skapande av konstverk och dans.

Sömn och motion

Ett annat sätt är att vila eller sova. Sömn spelar en viktig roll för dendritisk tillväxt i hjärnan. Dendriterna växer i slutet av neuronerna och överför information mellan neuronerna från en till en annan. Större plasticitet i hjärnan kan främjas genom att stärka neuronförbindelserna.

Sömnen har viktiga effekter på individens fysiska och psykiska hälsa. Forskning tyder på att genetik och sammansättningen av den grå substansen i hjärnan också bidrar till dessa effekter.

En god sömnhygien kan hjälpa dig att förbättra din sömn. Detta innebär att du utvecklar och följer ett konsekvent sömnschema och skapar en miljö som är lämplig för en avslappnad och god sömn.

Regelbunden fysisk träning eller aktivitet är ett annat sätt att främja neuroplasticitet, eftersom det har flera fördelar. Studier visar till exempel att motion kan bidra till att förhindra förlusten av neuroner i viktiga områden i hippocampus, ett hjärnområde som är involverat i minnet. Motion kan också bidra till nybildning av neuroner i samma hjärnområde, vilket ökar hjärnans plasticitet.

Nya studier visar att träning också kan öka hjärnans plasticitet genom dess effekter på den hjärnbaserade neurotrofa faktorn (BDNF, ett nervtillväxtprotein), basala ganglier (ett hjärnområde som kontrollerar motorisk aktivitet och inlärning) och funktionell konnektivitet. Ökningen av BDNF resulterar i högre neurogenes, vilket lindrar depression och ångest och leder till kognitiv förbättring.

Minst 150 minuter av måttligt intensiva konditionsövningar varje vecka, t.ex. simning, cykling, dans eller promenader, rekommenderas, tillsammans med minst två dagars styrketräning.

Livsstilsförändringar

Intermittent fasta har också visat sig främja adaptiva reaktioner i synapserna, vilket förbättrar hjärnans plasticitet.

Att utöva mindfulness och spela brädspel, kortspel eller videospel kan också förbättra hjärnans plasticitet.

Helande av hjärnan med hjälp av plasticitet

Forskningen om neuroplasticitet har utvecklats genom att man har observerat förändringar i hjärnan hos personer som har genomgått en allvarlig traumatisk hjärnskada.

Forskning har visat att vissa personer som genomgått allvarliga trauman och fått allvarliga skador på hjärnan har kunnat återhämta sig till en hög grad av funktionalitet tack vare neuroplasticitet. Neuroplasticiteten gör det möjligt för nervcellerna i hjärnan att kompensera för skadan och anpassa verksamheten till förändringar i miljön och nya situationer.

Studier visar att personer med olika grader av hjärnskador kan återfå full funktionalitet. Enligt Translational Research in Traumatic Brain Injury följer tre faser av neuroplasticitet efter traumaupplevelsen.

1. Fas 1: Inträffar omedelbart efter en skada där neuronerna börjar dö, vilket leder till minskade kortikala inhibitoriska vägar. Denna fas varar ungefär 24-48 timmar och kan avslöja sekundära neurala nätverk som sällan eller aldrig har använts.

2. Fas 2: inträffar några dagar efter traumat. Aktiviteterna i de kortikala banorna blir excitatoriska, vilket skapar nya synapser. Andra hjärnceller och neuroner ersätter döda och skadade celler för att underlätta läkningen.

3. Fas 3: sker efter några veckor, då hjärnan omformas genom att nya synapser bildas i full skala. I denna fas kan rehabilitering och terapi hjälpa hjärnan att lära sig nya neurala banor, vilket begränsar de traumatiska effekterna på hjärnan.

Många farmakologiska behandlingar håller på att utvecklas och undersökas för att hjälpa individer att återhämta sig från trauma genom att öka neuroplasticiteten, förutom behandlingar och terapier som involverar genuttryck och stamceller, som rekryterar immunceller för att begränsa skadan och reglera inflammatoriska reaktioner.

När vävnader skadas resulterar inflammatoriska reaktioner i en ökning av nociceptiva signaler till det centrala nervsystemet från periferin.

Trots begränsningarna i neuroplasticiteten och svårigheten att återhämta sig från hjärnskador är trauma och hjärnskador de bästa situationerna för att utnyttja hjärnans neuroplastiska förmågor. Hjärnan kan till exempel återhämta sig, omorganisera sig och framkalla betydande förändringar efter ett trauma eller en hjärnskada.

Hjärnans plasticitet och stroke

Hos personer som återhämtar sig från en stroke har man observerat neuroplasticitet. Stroke leder ofta till hjärnskador hos patienterna på grund av minskat blodflöde. Skadan kan variera från måttlig intensitet (begränsad försämring av ansiktsmusklerna) till allvarlig intensitet (allvarliga minnesproblem och försämringar av kognitiva funktioner).

Beroende på svårighetsgraden kan hjärnvolymen minska och volymer av hjärnceller kan dö, vilket leder till dysfunktion i hjärnan. Återhämtningen efter en stroke är beroende av hjärnans förmåga att läka sig själv.

Strokepatienter kan dock också återhämta sig framgångsrikt. Enligt experter är det bästa sättet att uppmuntra neuroplasticitet för att återhämta sig efter en stroke två viktiga metoder:

1. Uppgiftsrepetition: Konstant upprepning av färdigheter eller rörelser för att främja snabbare inlärning, till exempel musikalisk träning.

2. Uppgiftsspecifik praktik

Att lära sig en ny aktivitet eller färdighet eller att lära sig en gammal genom regelbunden och specifik träning kan leda till betydande förändringar i hjärnan. Du kan lära dig genom att upprepa uppgifter, och specifik träning och förbättringar inom ett enskilt område kan också förbättra andra färdigheter och förmågor.

Yrkes-, fysik- och talterapi kan främja neuroplasticitet och göra det möjligt för hjärnan att övervinna fysiska och mentala brister. Om man till exempel börjar rehabiliteringsprocessen omedelbart efter en stroke eller annan neurologisk skada kan man dra nytta av hjärnans naturliga ökning av plasticitet efter ett trauma.

En del av rehabiliteringen är inriktad på att återuppbygga förbindelserna mellan nervcellerna. Omkoppling av hjärnan kan göra det möjligt för andra regioner att ta över funktioner som tidigare sköttes av skadade områden.

Hjärnans plasticitet och depression

Psykiska sjukdomar, inklusive depression och ångest, är förknippade med minskad neuronal plasticitet. Negativ neuroplasticitet är förknippad med psykiatriska sjukdomar. Depression kan resultera i hjärnskador som främjar missanpassade och ohälsosamma vägar och motverkar anpassningsbara vägar.

Moderna terapier för dessa tillstånd fokuserar på att förbättra neuroplasticiteten och lära patienterna värdefulla färdigheter för att hantera situationen.

Forskning visar att en individs dagliga beteenden kan förändra hjärnans struktur. De kan till exempel lära sig att glömma bort depression och ångest. Genom professionell neuronal träning kan dessa tendenser ersättas med konstruktiva banor.

Till exempel kan posttraumatiskt stressyndrom (PTSD) bli ett betydande framtida hälsoproblem.

Övningar för neuroplasticitet kan främja neuronal plasticitet, inklusive hjärngymnastik, kontakt med nära och kära och en hälsosam kost.

Att lära sig nya färdigheter och språk, utföra manuella motoriska aktiviteter eller spela hjärnträningsspel kan också förbättra neuroplasticiteten och hjälpa mot depression och ångest.

Andra tillämpningar av neuroplasticitet

Forskningen har avslöjat andra tillämpningar av neuronal plasticitet och dess inblandning i olika tillstånd, inklusive binokulär syn, fantomled och hörselnedsättning.

Binokulär syn

Under många år antog forskarna att människor måste lära sig stereopsis eller binokulärt seende i tidig barndom, annars skulle de aldrig få det. På senare tid har man lyckats förbättra situationen för personer med stereosyn och amblyopi, vilket är ett framträdande exempel på neuroplasticitet. Binokulär syn och neuroplasticitet är pågående och aktiva kliniska och vetenskapliga forskningsområden.

Fantom lemmar

Fantomsmärta är när personer fortsätter att känna en känsla eller smärta i en kroppsdel som har amputerats. Detta fenomen är vanligt för personer som genomgår amputationer. Grunden för fantomsmärta är neuroplasticitet.

De kortikala neuronerna eller kartorna i de borttagna lemmarna interagerar med ett omgivande område i den postcentrala gyrus. Denna aktivitet misstolkas av det cortexområde som är ansvarigt för amputationen.

Individer kan modifiera sina fantomledars neurala representationer för att generera kommandon för att utföra komplicerade rörelser.

Meditation

Forskning har också visat på en koppling mellan meditation och neuroplasticitet. Meditationsövningar är kopplade till förändringar i intensiteten och kortikaltjockleken hos den grå substansen i hjärnan. Meditation kan leda till fysiska förändringar i hjärnans struktur, särskilt de regioner som är kopplade till depression, ångest, rädsla, ilska, medkänsla och uppmärksamhet.

Hörselnedsättning och dövhet

Förlust av hörsel eller dövhet kan leda till att den auditiva cortexen och andra tillhörande hjärnområden genomgår en kompensatorisk plasticitet. Den auditiva hjärnbarken är främst ansvarig för att bearbeta auditiv information, men hos personer med nedsatt hörsel omdirigeras den till andra funktioner, inklusive somatosensation och syn.

Slutsats

Neuroplasticitet är en process som kan manipuleras både i den friska och den sjuka hjärnan, vilket ger många fördelar. Från det att hjärnan börjar utvecklas fram till vår död anpassar sig hjärnans neuronala kopplingar som svar på förändrade behov. Denna oändliga och dynamiska process gör att vi kan anpassa oss och lära oss av olika erfarenheter.

Referenser

Neuroplasticitet - StatPearls - NCBI Bookshelf.

Neuroplasticitet: Hur erfarenhet förändrar hjärnan

Dynamiska hjärnor och de förändrade reglerna för neuroplasticitet: Implikationer för inlärning och återhämtning

Neuroplasticitet | Psychology Today Canada