Apa itu Plastisitas Otak?

itu plastisitas serebral, neuroplastisitas atau plastisitas neuron adalah potensi sistem saraf untuk beradaptasi dan merestrukturisasi koneksi sarafnya dalam menanggapi pengalaman sensorik, masuknya informasi baru, proses pengembangan dan bahkan kerusakan atau disfungsi.

Menjelaskan perubahan yang berlangsung lama di otak selama kehidupan individu. Istilah ini mendapatkan popularitas di paruh kedua abad ke-20, ketika penelitian menunjukkan bahwa banyak aspek otak dapat diubah (mereka adalah "plastik") bahkan di masa dewasa.

Gagasan ini kontras dengan konsensus ilmiah sebelumnya bahwa otak berkembang selama periode kritis di masa kecil dan kemudian relatif tidak berubah.

Neuroplastisitas dapat didefinisikan sebagai properti intrinsik dari sistem saraf (SN). Kami menyimpannya sebagai anak sepanjang hidup kami dan menawarkan kemampuan untuk memodifikasi dan beradaptasi, baik fungsi dan struktur sistem saraf kita (Pascual-Leone et al., 2011).

Bukti ilmiah telah secara meyakinkan menunjukkan bahwa otak kita tidak berubah, pengalaman dan pembelajaran memungkinkan kita untuk beradaptasi dengan cepat dan efisien terhadap tuntutan lingkungan yang berubah..

Sebagai konsekuensi dari setiap pengalaman sensorik, aktivitas motorik, pergaulan, penghargaan, rencana aksi, otak kita berubah secara konstan (Pascual-Leone et al., 2011).

Karakteristik dan definisi plastisitas serebral

Biasanya, plastisitas serebral biasanya terkait dengan pembelajaran yang terjadi pada tahap bayi (Garcés-Vieira dan Suárez-Escudero, 2014). Secara tradisional diperkirakan bahwa setelah mencapai usia dewasa, tidak ada kemungkinan adaptasi dan modifikasi struktur saraf kita.

Bukti terkini menunjukkan bahwa struktur otak kita mampu beradaptasi dengan berbagai keadaan, baik di masa kanak-kanak, remaja dan dewasa, dan bahkan dalam situasi cedera otak yang signifikan (Garcés-Vieira dan Suárez-Escudero, 2014).

Ramón y Cajaldia adalah orang pertama yang mengusulkan konsep plastisitas sebagai dasar fisik pembelajaran dan memori (Morgado, 2005). Berdasarkan pengamatan persiapan histologis ia mengusulkan bahwa pembelajaran menghasilkan perubahan struktural, perubahan ini sangat diperlukan untuk pembentukan memori baru (Mayford et al., 2012).

Di sisi lain, ternyata Donald Hebb menunjukkan konsep plastisitas asosiatif sebagai mekanisme yang memungkinkan kita untuk memodifikasi koneksi struktural otak kita (Morgado, 2005). Kandel, Melalui studinya dengan Aplysia, ia mencapai kesimpulan yang sama, karena ia mengamati bahwa ketika pembelajaran baru dibuat dalam invertebrata ini, perubahan struktural seperti pembentukan, stabilisasi dan eliminasi duri juga terjadi..

Selain itu, William James menawarkan definisi konsep plastisitas sebagai berikut: "memiliki struktur yang cukup lemah untuk memberi jalan pada pengaruh, tetapi cukup kuat untuk tidak menghasilkan sekaligus".

Plastisitas sangat penting untuk pembentukan dan pemeliharaan sirkuit otak. Ini bisa menjadi mekanisme yang menguntungkan bagi individu, karena memungkinkan kita untuk memperoleh keterampilan baru atau beradaptasi setelah cedera, tetapi juga bisa menjadi mekanisme patologis yang menimbulkan berbagai gejala..

Dengan demikian, fungsi normal dari mekanisme plastik dapat memperburuk manifestasi dari mutasi genetik atau peristiwa lingkungan yang merusak dan perkembangan mekanisme plastik yang kurang juga dapat menyebabkan manifestasi abnormal (Pascual-Leone et al., 2011) .

Defisit plastisitas akan berarti bahwa otak tidak dapat menyesuaikan diri dengan tuntutan lingkungan. Di sisi lain, jika otak terlalu plastis, koneksi struktural mungkin tidak stabil dan sistem fungsional yang diperlukan untuk kognisi dan perilaku dapat terganggu (Pascual-Leone et al., 2011).

Meskipun terjadi proses abnormal dalam mekanisme plastik, otak adalah struktur yang sangat saling berhubungan. Oleh karena itu, plastisitas berperan dalam berbagai tingkatan sistem saraf kita, dari sirkuit mikro hingga jaringan besar. Perubahan yang paling terfokus dan lokal dapat dikompensasi pada tingkat sirkuit, mencegah kerusakan perilaku yang signifikan (Pascual-Leone et al., 2011).

Studi terbaru menunjukkan bahwa proses belajar dan memori mengarah pada perubahan konektivitas sinaptik melalui proses gain, stabilisasi atau loss, yang mengarah pada pemikiran tentang pentingnya proses plastik ini (Caroni et al., 2012).

Studi pertama yang dilakukan dengan mikroskop mengungkapkan bahwa plastisitas sinaptik dapat menyebabkan perubahan ukuran dan bentuk dendritik (Mayford et al., 2012). Dalam kasus pembelajaran keterampilan motorik, pertumbuhan duri dendritik populasi neuronal tertentu dapat diamati (Caroni et al., 2012), konsekuensi dari mekanisme seluler dan molekul tertentu. (Mayford et al., 2012).

Meskipun benar bahwa perubahan terjadi di tingkat lokal, mampu memberikan peningkatan atau penurunan jumlah dendritik duri daerah tertentu, perubahan ini mempengaruhi tingkat global karena otak adalah sistem yang bertindak secara global yang memberikan peningkatan dan penurunan di bagian lokal.

Perubahan plastik sepanjang hidup (pengembangan)

Seperti yang kami sebutkan sebelumnya, proses plastisitas otak memainkan peran penting sepanjang hidup, namun ada periode di mana itu lebih penting..

Dalam kasus masa kanak-kanak, otak berada dalam situasi yang sangat dapat dimodifikasi karena masuknya banyak pengalaman dan pengetahuan baru. Plastisitas serebral dalam kasus anak-anak adalah maksimum, yang memungkinkan penggabungan pembelajaran dan ingatan baru ke daftar perilaku kognitif mereka..

Mekanisme plastis ini, ketika individu tumbuh, menunjukkan tren menurun, yaitu, ada hubungan antara usia dan pengurangan besarnya proses ini (Pascual-Leone et al., 2011).

Meskipun ada kecenderungan umum ini, setiap orang menunjukkan lintasan yang berbeda. Bergantung pada faktor-faktor genetik intrinsik dan pengaruh lingkungan spesifik tempat kita terpapar, masing-masing individu akan menghadirkan kemiringan fungsi plastisitas serebral yang unik (Pascual-Leone et al., 2011).

Di antara faktor-faktor penting untuk dipertimbangkan yang mungkin berkontribusi pada perbedaan, adalah mekanisme genetik dan epigenetik (misalnya, polimorfisme, ekspresi gen), faktor hormonal (misalnya, jenis kelamin, siklus menstruasi), morbiditas (misalnya, diabetes , kanker atau infeksi) dan pengalaman hidup (misalnya, cedera otak traumatis, paparan racun, stres, kurang tidur, penyalahgunaan zat, cadangan kognitif, diet yang buruk, gaya hidup menetap, dll.) (Pascual-Leone et al., 2011).

Berbagai studi yang menggunakan pencitraan resonansi magnetik fungsional dan struktural, tomografi emisi positron, dan teknik neuroimaging lainnya telah memberikan bukti pada klaim bahwa plastisitas mengalami perubahan sepanjang hidup..

Misalnya, studi cross-sectional telah secara konsisten mengidentifikasi hubungan antara usia dan perubahan morfometrik otak yang mencakup penipisan kortikal regional, pengurangan volume subkortikal, dan dilatasi ventrikel (Pascual-Leone et al., 2011)..

Di sisi lain, ada perubahan yang terkait dengan penuaan dalam kinerja tugas kognitif, perubahan aktivasi saraf yang dihasilkan dari tugas kognitif ini..

Secara luas ditetapkan bahwa penuaan normal pada manusia dikaitkan dengan penurunan kinerja kognitif, termasuk domain kecepatan pemrosesan, memori yang bekerja, memori episodik, kontrol atensi, kontrol penghambatan dan fungsi eksekutif (Pascual-Leone et al., 2011).

Namun, terlepas dari ini, mekanisme plastis terus berfungsi pada tahap evolusi apa pun. Konstruksi cadangan kognitif memungkinkan fungsi kognitif dipertahankan atau minimal diubah pada usia tua dan dapat memungkinkan untuk mendukung jumlah kerusakan neuropatologis yang lebih besar sebelum tanda dan gejala penurunan kognitif memanifestasikan diri (Pascual-Leone et al., 2011).

Plastisitas dan kerusakan otak

Kerusakan otak yang didapat, seperti cedera otak traumatis, atau penyakit sistemik tertentu seperti diabetes, depresi, atau kanker dapat memengaruhi kapasitas plastisitas (Pascual-Leone et al., 2011).

Ketika kita menderita cedera atau kerusakan otak, otak kita mencoba untuk mengkompensasi defisit yang berasal darinya melalui penerapan mekanisme kompensasi yang berbeda, yang menjadi dasar dari plastisitas otak ini..

Interkonektivitas, pengorganisasian, dan struktur sistem saraf kita memungkinkan kita pulih secara substansial setelah cedera. Berbagai penulis telah mengusulkan bahwa sistem saraf mengalami serangkaian proses yang memungkinkan suatu daerah homolog dengan yang rusak memiliki kapasitas untuk menjalankan fungsinya. Ini dimungkinkan berkat jaringan terdistribusi besar yang membentuk koneksi otak (Dancause & Nudo, 2011).

Studi yang menggunakan stimulasi otak dalam pada hewan menunjukkan bahwa reorganisasi neuron yang terjadi baik di area belahan otak yang terluka maupun di belahan otak yang utuh sangat penting untuk pemulihan, khususnya ketika lesi merujuk ke area motorik ( Dancause & Nudo, 2011).

Namun, bukti terbaru menunjukkan reorganisasi konektivitas fungsional setelah lesi yang didapat yang, awalnya bersifat adaptif atau menguntungkan, dapat membatasi adaptasi kompensasi untuk perubahan terkait usia dalam mekanisme plastisitas serebral. (Pascual-Leone et al., 2011).

Faktanya, perubahan plastis dapat melemahkan kemampuan untuk mengatur kembali korteks untuk melakukan fungsi utamanya, terutama dalam konteks pelatihan rehabilitasi..

Misalnya, dalam kasus orang buta, reorganisasi kortikal yang terjadi di daerah oksipital sebagai akibat dari tidak adanya input sensorik tipe visual, dapat memberikan sensasi taktil hantu di ujung jari individu yang kompeten dalam membaca. of Braille (Merabet & Pascual-Leone, 2010).

Mekanisme modifikasi

Meskipun plastisitas otak adalah mekanisme yang sangat ditentukan oleh genetika, faktor lingkungan akan berkontribusi secara menentukan perbedaan individu dalam efektivitas dan fungsionalitas ini..

Pengalaman pendidikan formal dan informal, interaksi sosial dan keluarga, latar belakang budaya, diet, faktor hormonal, berbagai patologi, paparan agen berbahaya seperti penyalahgunaan zat, stres atau olahraga teratur, adalah beberapa faktor yang bukti ilmiah menyoroti sebagai modulator mekanisme adaptasi ini (Pascual-Leone et al., 2011).

Bahkan, kualitas lingkungan sosial masing-masing individu mungkin memiliki pengaruh mendalam pada pengembangan dan aktivitas sistem saraf, dengan dampak pada berbagai respons fisiologis dan perilaku..

Jika demikian, perubahan plastisitas otak pada orang yang hidup di lingkungan yang disfungsional mungkin berbeda dari perubahan pada mereka yang memiliki perlindungan dan dukungan (Pascual-Leone et al., 2011).

Faktor gaya hidup, termasuk pendidikan, kompleksitas pekerjaan, jejaring sosial, dan kegiatan akan berkontribusi untuk menghasilkan kapasitas cadangan kognitif yang lebih besar, akan membantu kita menciptakan "toko cadangan" yang akan melindungi kita secara efisien dalam menghadapi kondisi tersebut. cedera.

Contoh dari ini adalah fakta bahwa orang yang telah menerima pendidikan luas, bahkan mereka yang menderita penyakit Alzheimer, dapat menghadirkan risiko yang lebih rendah dari manifestasi klinis dari proses gila..

Bukti ini menunjukkan bahwa manifestasi gejala tertunda, karena kompensasi yang efisien, berkat posisi kapasitas cadangan kognitif yang lebih besar (Pascual-Leone et al., 2011).

Di sisi lain, selain faktor-faktor ini yang berkaitan dengan kehidupan sehari-hari, berbagai upaya juga telah dilakukan untuk memodifikasi plastisitas kognitif pada tingkat eksperimental..

Dalam beberapa tahun terakhir, pendekatan telah dikembangkan untuk meningkatkan plastisitas pada fase subakut pemulihan subjek yang menderita kerusakan otak. Misalnya, penggunaan obat-obatan untuk meningkatkan tingkat aurosal dan pembelajaran, arendisasi dendritik, plastisitas anatomis atau pemulihan fungsi di daerah peri-infark (Dancause & Nudo, 2011).

Selain itu, teknik lain yang baru-baru ini diselidiki adalah stimulasi kortikal untuk menambah atau mengurangi aktivitas area spesifik otak. Penggunaan stimulasi memiliki potensi keuntungan yang ditujukan untuk mendorong pemulihan dengan sedikit efek samping.

Kesimpulan

Fungsi mekanisme neurofisiologis plastisitas serebral yang efisien memainkan peran penting sepanjang hidup, sepanjang perkembangan, dari masa kanak-kanak hingga dewasa dan penuaan baik pada subjek sehat dan dengan beberapa jenis patologi (Pascual-Leone et al. ., 2011). 

Tindakan Anda akan memungkinkan kami untuk memperoleh pembelajaran dan pengetahuan baru sepanjang hidup kami.

Referensi

1. Cáceres-Vieira, M., & Suárez-Escudero, J. (2014). Neuroplastisitas: aspek biokimia dan neurofisiologis. Rev CES Med, 28(1), 119-132.
2. Caroni, P., Donato, F., & Muller, D. (2012). Plastisitas struktural pada pembelajaran: regulasi dan fungsinya. Alam, 13, 478-490.
3. Dancause, N., & Nudo, R. (2011). Membentuk plastisitas untuk meningkatkan pemulihan setelah cedera. Prog Brain Res., 292, 279-295.
4. Mayford, M., Siegelbaum, S.A., & Kandel, E. R. (s.f.). Sinapsis dan Penyimpanan Memori.
5. Merabet, L. B., & Pascual-Leone, A. (2010). Reorganisasi saraf berikut kehilangan indera: peluang perubahan. Alam, 11, 44,52.
6. Morgado, L. (2005). Psikobiologi pembelajaran dan memori: dasar-dasar dan kemajuan terkini. Rev Neurol, 40(5), 258-297.
7. Pascual-Leone, A., Freitas, C., Oberman, L., Horvath, J., Halko, M., Eldaief, M., ... Rotenberg, A. (2011). Mengkarakterisasi Plastisitas Kortikal Otak dan Dinamika Jaringan di Seluruh Umur dalam Kesehatan dan Penyakit dengan TMS-EEG dan TMS-fMRI. Brain Topogr.(24), 302-315.