Nöroplastisiteyi anlamadan önce “plastisite” kavramını iyi anlamamız gerekir. 'Plastisite, herhangi bir yapının bir dış uyaranla değişebilecek kadar zayıf, ancak aynı anda katılaşmayacak kadar güçlü olmasıdır. Ek olarak, insan beynindeki sinir dokusu muazzam bir plastisite kapasitesi ile tahsis edilmiştir. 

Nöroplastisite veya beyin plastisitesi, sinir sisteminin yapısını, işlevlerini veya bağlantılarını yeniden düzenleyerek içsel veya dışsal uyaranlara yanıt olarak aktivitesini değiştirme yeteneği olarak tanımlanır. Nöronların temel bir özelliği, tipik olarak sinaptik plastisite olarak adlandırılan, çeşitli sayıda aktiviteye bağlı mekanizmalar yoluyla sinaptik iletimin gücünü ve etkinliğini değiştirme yetenekleridir.

Bir zamanlar beynin gelişiminin yaşamın ilk birkaç yılından sonra durduğuna inanılıyordu, küçük bir çocukken beyin sinir hücreleri arasında bağlantıların oluşmasının daha erken "kritik dönemde" olduğu ve daha sonra yerinde sabit kaldığı düşünülüyordu. Bu nedenle, sadece genç beyinlerin 'plastik' olduğu ve bu nedenle yeni bağlantılar kurabildiği düşünülüyordu. Bu inanç nedeniyle bilim adamları, yetişkin beyninin belirli bir bölgesi hasar görürse sinir hücrelerinin yeni bağlantılar kuramayacağını veya yenilenemeyeceğini ve beynin o bölgesi tarafından kontrol edilen işlevlerin kalıcı olarak kaybolacağını düşünüyorlardı.

Beyin plastisitesi olarak da adlandırılan nöroplastisite, yeni deneyimlere yanıt olarak yaşam boyu beyinde meydana gelen değişiklikleri tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Son araştırmalar, beyin gelişimi ve davranışının, bir dizi deneyime ve ortaya çıkan beyni şekillendiren her şeye ek olarak, temel bir genetik plan tarafından yönlendirildiğini göstermektedir. Doğum öncesi olaylar bile nöronal bağlantıların modifikasyonunda bir faktör olabilir. Bu fikir, beynin erken çocukluk döneminde kritik bir dönemde geliştiği ve daha sonra nispeten değişmez kaldığına dair önceki bilimsel fikir birliğiyle tezat oluşturuyor.

Nöroplastisite terimi ile ilgili olarak, bazıları normal gelişime bakan, diğerleri ise daha spesifik olarak merkezi sinir sistemine verilen hasara bakan çok çeşitli tanımlar mevcuttur.Bunlar:

Beynin deneyime yanıt olarak yapı veya işlevde değişiklik yapma yeteneği

Sinir sisteminin travma sonrası adaptasyon veya yenilenme kapasitesi

Merkezi Sinir Sisteminin yeni deneyimlere yanıt olarak yapısal ve işlevsel değişime uğrama yeteneği

Beyindeki bilgiler, sinaps adı verilen özel bağlantılar aracılığıyla nörondan nörona iletilir. İki nöron arasındaki bir sinaps, sinaptik bir yarıkla ayrılan presinaptik ve postsinaptik terminallerden oluşur. Presinaptik terminal, kimyasal nörotransmiterler içeren küçük veziküller ile doldurulur ve postsinaptik terminal, bu nörokimyasallara özgü reseptörlerden oluşur. Nöronlar, hücre gövdesinde başlatılan ve aksondan aşağı doğru hareket eden bir eylem potansiyeli adı verilen bir elektriksel dürtü biçiminde bilgi taşır. Sinapsta, bir aksiyon potansiyeli, nörotransmiter ile doldurulmuş veziküllerin voltaja bağımlı salınmasına neden olur ve böylece bir elektriksel uyarıyı bir kimyasal sinyale dönüştürür. 

Nörotransmiterler, sinaptik yarık boyunca yayılırlar, burada reseptörlere bağlanırlar ve postsinaptik nöronda bir elektrik sinyali üretirler. Postsinaptik hücre daha sonra, tüm sinapslarının toplamı ateşleme için bir elektrik eşiğine ulaşırsa, bir aksiyon potansiyeli ateşleyecektir. Bir nöron birçok farklı presinaptik hücreden sinaps alabildiğinden, her hücre, bilgileri bir elektrik kodu biçiminde iletmeden önce çeşitli kaynaklardan gelen bilgileri entegre edebilir. Nöronların mevcut sinapsların gücünü değiştirme ve yeni sinaptik bağlantılar oluşturma kabiliyetine nöroplastisite denir. Bu şekilde tanımlanan nöroplastisite, yetişkin ve gelişmekte olan beyinlerde olgun sinaptik bağlantıların gücündeki değişiklikleri ve sinapsların oluşumunu ve ortadan kaldırılmasını içerir. Bu, geniş bir araştırma alanını kapsar ve benzer süreçler, sinaptik aktarım üzerine öncü çalışmaların çoğunun ilk olarak gerçekleştiği periferik sinapslarda da meydana gelebilir. Ek olarak, nöroplastisite, merkezi sinir sistemi hasarını takiben yeni sinaptik bağlantıların yeniden büyümesini (veya filizlenmesini) içerir.

İnsan beyni artık, tüm bir ömür boyunca şekillendirilebilen ve yeniden şekillendirilebilen, son derece dinamik ve sürekli yeniden düzenleyen bir sistem olarak kabul ediliyor. Her deneyimin beynin organizasyonunu bir düzeyde değiştirdiğine inanılıyor. Nöroplastisite, öğrenme ve deneyimin uyarılmasına yanıt olarak beynin yaşam boyu değişme ve kendini yeniden düzenleme kapasitesini ifade eder. 

Nörogenez, bir ömür boyu nöronlar arasında yeni nöronlar ve bağlantılar yaratma yeteneğidir. Yaşlandıkça, beyindeki değişim oranı veya nöroplastisite azalır, ancak durmaz. Ayrıca, öldüğümüz güne kadar beynin belirli bölgelerinde yeni nöronların ortaya çıkabileceğini artık biliyoruz.

Ne kadar çok nöroplastisite ile uğraşırsanız ve her hareketi defalarca tekrarlarsanız, beyninizdeki yeni sinir bağlantıları (yeni yollar) daha da güçlenir.

Bu plastisite hipotezi, sinir uyarılarının aktivitesine ve kortikal seviyede sinir liflerinde meydana gelen değişikliklere dayanmaktadır. İlk olarak, bir sinir impulsu, sinir liflerinin uyarılabilirliğini sağlayarak kortikal ağda fonksiyonel dönüşüme yol açar. Dahası, bu fonksiyonel dönüşüm sinir sistemindeki plastik değişiklikleri güçlendirerek nöroplastisiteye yol açar.

“Fonksiyonel değişiklikler yapısal değişikliklere yol açar”

Değişiklik temporal (işlevsel) veya spatial (yapısal) olabilir. Zamansal bir değişim ayrıca kısa vadeli ve uzun vadeli değişim olarak ikiye ayrılır. Ayrıca, sinapslarda, nöronların içinde veya glial hücrelerin içinde mekansal bir değişim meydana gelir. Dahası, nöronlarda fonksiyonel değişiklikler meydana gelir.

Deneyimden bağımsız plastisite, doğum öncesi gelişim aşamasında beyinde olan hemen hemen her şeydir. Nöronal bağlantılar ve beyin oluşumu, karmaşık genetik talimatlar tarafından yönlendirilen süreçlerdir. Beyin gelişiminin bu aşamasında çok şey oluyor: birlikte ateşleyen, bazı yapıları daha güçlü ve beynin bazı kısımlarını diğerlerinden daha belirgin yapan nöronlar, birbirleriyle çok iyi senkronize olmayanlar ise yok oluyor. Ve tüm bu nöron kayıpları beyne zarar verebileceği için beynin doğası bunun için bir çözüm buldu - aşırı nöron üretimi. Bu nedenle, en gençken nöronlarımızın çoğuna sahip oluruz ve sonra yavaş yavaş gri materyali kaybetmeye başlarız.

Dış faktörlerden bağımsız olan deneyim beklentisi plastisitesi, nöronların diğer süreçlerden bağımsız olarak birbirine bağlanmasına yardımcı olur. Bir örnek, retina gangliyonunun oluşumudur. Retinadan gelen aksonlar başlangıçta her iki göz için de aksonal dallar gönderirler ancak zamanla her dalın kendi nöronları vardır. Her dalın aksonları birlikte ateşlenir ve diğer gözdekilerden bağımsız olarak nöronal ağ oluşturur.

Deneyime bağlı plastisite her hayvanın yaşamı boyunca görülebilir. Farklı durumlar ortaya çıktığında beyin değişir: sorunları öğrenirken veya yaralanmadan olduğunda, yeni bölgeye geçerken. Bunlar, sinaps sayılarını artırabilen veya azaltabilen ve bazı beyin alanlarını diğerlerinden daha büyük hale getirebilen tüm canlılar için günlük zorluklardır.

Nöroplastisite ayrıca felç veya travmatik yaralanma gibi olayların neden olduğu hasarın ardından beynin iyileşmesine yardımcı olan bir fenomendir. Spesifik nöronal yolları ve sinapsları manipüle etme becerisinin, sağlığı iyileştirecek fizyoterapötik klinik müdahaleler için önemli anlamları vardır.

Motor öğrenme

Biofeedback

Görev Analizi ve Göreve Özel Eğitim

Nörogelişimsel tedavi (Bobath)

Kısıtlayıcı zorunlu hareket tedavisi (CIMT)

Proprioseptif Nöromüsküler Fasilitasyon (PNF)

Sonuç: Rehabilitasyon tekniklerindeki son gelişmeler, yaşa bağlı nörolojik durumlarda daha iyi fonksiyonel sonuçlar üretmiştir. Dünya nüfusunun çoğunun daha uzun süre hayatta kalmasıyla, bireyler genellikle yaşa bağlı nöroloji bozuklukları ve yaşam tarzını ve refahı etkileyebilecek işlevlerde azalma ile karşı karşıyadır. Nöroplastisite hem sağlıklı hem de hastalıklı beyinde manipüle edilebilir. Fizyoterapist, beynin yeni yollar oluşturma ve yerleştirme yeteneğini kullanarak rehabilitasyonda ve iyileştirilmiş yaşam kalitesinde büyük bir rol oynayabilir.