Galvos smegenų plastiškumas neuroreabilitacijoje

Doc. Raimondas Savickas

2017-03-31, Kaunas

Neuroplastiškumas / galvos smegenų plastiškumas

Apibrėžimas:

Galvos smegenų (arba CNS) gebėjimas reorganizuotis, formuojant naujas neuronų jungtis visą gyvenimą.

Tai leidžia smegenų neuronams kompensuoti sužeidimų ir ligų padarinius ir reguliuoti savo veiklą, reaguojant į naujas situacijas arba aplinkos pokyčius.

Faktai apie neuroplastiškumą

1-mas faktas

Neuroplastiškumas apima skirtingus

procesus, vykstančius smgenyse visą gyvenimą.

• Neuroplastiškumas apima ne vieno morfologinio

tipo ląstelių kaitą, o kelis skirtingus procesus, vykstančius visą gyvenimą. Neuroplastiškume dalyvauja daugelis rūšių smegenų ląstelių, įskaitant neuronus, gliją ir kraujagyslių ląsteles.

Faktai apie neuroplastiškumą

2-as faktas

Neuroplastiškumas turi aiškią nuo amžiaus priklausomą determinantę.

• Nors smegenys yra plastiškos per visą individo

gyvenimą, skirtingų tipų plastiškumas dominuoja

tam tikrais gyvenimo laikotarpiais.

Faktai apie neuroplastiškumą

3-ias faktas

Smegenų neuroplastiškumas pasireiškia pagal du pagrindinius modelius.

1. Augant ir bręstant individui normaliai vystantis smegenims, analizuojama jutiminė informacija

(“besivystantis plastiškumas” ar mokymosi ir

atminties plastiškumas). 2. Kaip adaptacinis mechanizmas kompensuojant

smegenų sužalojimo atveju prarastas ir / ar maksimaliai atstatant išlikusias funkcijas.

Faktai apie neuroplastiškumą

4-as faktas

Aplinka smegenų plastiškumui vaidina labai didelį vaidmenį.

• Be genetinių veiksnių, asmenines individo savybes lemia ne tik paties asmens veiksmai, bet ir aplinka.

Kanados mokslininkai Bryan Kolb, G.

Campbell Tesky and Robin Gibb išskiria tris

plastiškumo formas: - sinapsinį plastiškumą; - neurogenezę; - funkcinį plastiškumą.

Bryan Kolb, G. Campbell Teskey, and Robbin Gibb. Factors Influencing Cerebral Plasticity in the Normal and Injured Brain, Frontiers in human neuroscience [electronic resource] . 2010; 4: 204, Department of Neuroscience, University of Lethbridge, University of Calgary, Canada

Bryan Kolb

Dr., Univ.of Lethbridge

Dr. G. Campbell (Cam) Teskey

Prof., Univ.of Calgary Robbin Gibb

Dr., Univ.of Lethbridge

Sinapsinis plastiškumas

Kai išmokstate kažko naujo arba įgaunate naujos patirties, smegenyse formuojasi nervinių jungčių serija (grandinėlė). Šios naujos grandinėlės naudojamos kaip neuronų tarpusavio bendravimo kelias. Šie keliai smegenyse formuojami dėka mokymosi ir praktikos, panašiai, kaip kelias, išminamas per kalnus, kasdien tuo pačiu keliu piemeniui genant avis. Neuronai, formuojantys neuroninius kelius, kontaktuoja

tarpusavy viename susitikimo taške, vadinamame sinapse. Kiekvieną kartą įgyjant naujų žinių (per pakartotiną praktiką), komunikacija ir sinapsinis laidumas tarp grandinėlės neuronų yra sustiprinamas. Gera komunikacija tarp neuronų reiškia, kad elektriniai išlydžiai įvyks nauju keliu efektyvesne forma. Kiekvienas pakartojimas, kuris “įjungia” neuronų grandinėlę ir atkuria neuronų jungtis, gerina sinapsių perdavimo efektyvumą. Ryšiui tarp neuronų stiprėjant mokymosi procesas vyksta vis greičiau ir greičiau. Sinapsinis plastiškumas – galėtų būti ramstis, ant kuriuo remiasi nuostabus smegenų lankstumas.

Bryan Kolb, G. Campbell Teskey, and Robbin Gibb. Factors Influencing Cerebral Plasticity in the Normal and Injured Brain, Frontiers in human neuroscience [electronic resource] . 2010; 4: 204, Department of Neuroscience, University of Lethbridge, University of Calgary, Canada

Neurogenezė

Neurogenezės esmė yra naujų galvos smegenų neuronų atsiradime ir jų proliferacijoje. Daugelį metų, pastovios suaugusiųjų galvos smegenų neuronų genezės idėja buvo laikoma beveik erezija. Mokslininkai manė, kad neuronai miršta ir nėra pakeičiami naujais. Nuo 1944 m. (Globus and Kuhlenbeck), o ypač pastaraisiais metais, neurogenezės egzistavimas buvo patvirtintas moksliškai, ir dabar mes žinome, kas atsitinka su kamieninėmis ląstelėmis (astrocitais), kurios yra tam tikro tipo ląstelės, esančios dantytame vingyje, hipokampe ir,

galbūt, prefrontalinėje žievėje (?); jos dalinasi į dvi ląsteles: astrocitą ir neuroblastą, kuris transformuojasi į neuroną su aksonais ir dendritais. Vėliau šie nauji neuronai migruoja į įvairias galvos smegenų sritis (netgi į priešingus pusrutulius), taip padedant smegenims išlaikyti savo neuronų pajėgumus.

Bryan Kolb, G. Campbell Teskey, and Robbin Gibb. Factors Influencing Cerebral Plasticity in the Normal and Injured Brain, Frontiers in human neuroscience [electronic resource] . 2010; 4: 204, Department of Neuroscience, University of Lethbridge, University of Calgary, Canada

Neurogenezė 2013 m. Stokholmo Karolinska instituto mokslininkas

Jonas’as Frisen’as su kolegomis nustatė, kad neurogenezė vyksta žmogaus smegenų dalyje, hipokampe, subventrikulinėje zonoje. Šios struktūros labai svarbios atminties formavimuisi.

Atsinaujinančių smegenų ląstelių jie rado ir kitoje vietoje –dryžuotuose kūnuose (lot. corpus striatum). Jos dalyvauja daugelyje skirtingų funkcijų, įskaitant mokymąsi bei atmintį.

Siekiant identifikuoti naujas smegenų ląsteles, komanda išnaudojo faktą, kad nuo bandymų su atominėmis bombomis Šaltojo karo metu atmosferoje būta įvairaus lygio radioaktyvių anglies izotopų (C14). Tai reiškia, kad daugelio ląstelių susikūrimo organizme laiką galima nustatyti matuojant DNR C14 su C12 santykį.

30-ies paaukotų smegenų analizė parodė, kurie neuronai susiformavo per donorų gyvenimą.

Ernst A, Frisén J (2015) Adult Neurogenesis in Humans- Common and Unique Traits in Mammals. PLOS Biology 13(1):

e1002045. doi:10.1371/journal.pbio.1002045

Funkcinis plastiškumas Neurobiologinio aktyvumo lėtėjimas, siejamas su senėjimu, paaiškina, kodėl vyresnio amžiaus žmonių neurokognityvinių funkcijų tetstavimo rezultatai yra prastesni, nei jaunesniųjų. Nors pažymima, kad ne visų vyresnio amžiaus žmonių neurokognityvinis produktyvumas yra prastesnis už jaunesnio amžiaus asmenų. Mokslininkai tyrė šį didelio smegenų produktyvumo fenomeną senyviems pacientams ir padarė išvadą, kad naujų pažinimo išteklių naudojimas yra kaip kompensacijos išraiška. Dėl neuroryšių deficito, kuris atsiranda su amžiumi ir sumažėjiusiu sinapsių plastiškumu dėl senėjimo, smegenys vėl demonstruoja savo plastiškumą reorganizuojant savo neurokognityvinių tinklus. Tyrimai rodo, kad smegenys išsaugo funkcionalumą, aktyvuojant kitus neuronų kelius, pajungiant abiejus smegenų pusrutulius (kas būdinga tik jaunesnio amžiaus asmenims).

Bryan Kolb, G. Campbell Teskey, and Robbin Gibb. Factors Influencing Cerebral Plasticity in the Normal and Injured Brain, Frontiers in human neuroscience [electronic resource] . 2010; 4: 204, Department of Neuroscience, University of Lethbridge, University of Calgary, Canada

Keturi pagrindiniai principai,

apsprendžiantys neuroplastiškumą

Principas Nr.1:

„Kūno dalys konkuruoja dėl reprezentavimo galvos smegenyse!”

įgimtas plastiškumas keičiamas į nuo patirties priklausomu plastiškumu

nauja patirtis inicijuoja naujas sinapsių jungtis tarp neuronų

naudojama didesnė galvos smegenų sritis funkcijos reprezentavimui koreliuoja su funkcijos lavėjimu

ASISH KUMAR DAS, Dr. in NEURO REHABILITATION and WELLNESS MANAGEMENT from APOLLO HOSPITALS

ERF, Hyderabad

Keturi pagrindiniai principai,

apsprendžiantys neuroplastiškumą

Principas Nr.2:

„Ipsilateralinis ir kontralateralinis pusrutulis gali prisidėti prie motorikos valdymo!”

jei vienas pusrutulis yra pažeistas, sveikas pusrutulis gali perimti dalį jo funkcijų

atsigavimas galimas tik skatinant neuronus per aktyvią veiklą

liudija funkcinių MRT tyrimų studijos su sergančiaisiais galvos smegenų insultu

ASISH KUMAR DAS, Dr. in NEURO REHABILITATION and WELLNESS MANAGEMENT from APOLLO HOSPITALS

ERF, Hyderabad

Keturi pagrindiniai principai,

apsprendžiantys neuroplastiškumą

Principas Nr.3:

„Sensorinė stimuliacija didina plastiškumą“

sensorinė stimuliacija didina kūno dalių jutiminę reprezentaciją galvos smegenyse

ASISH KUMAR DAS, Dr. in NEURO REHABILITATION and WELLNESS MANAGEMENT from APOLLO HOSPITALS

ERF, Hyderabad

Keturi pagrindiniai principai,

apsprendžiantys neuroplastiškumą

Principas Nr.4:

„Slopinančių veiksnių ribojimas didina plastiškumą“

- pašalinti veiksnius, kurie slopina paciento motyvaciją ir sukelia jam miegą; - gydyti poinsultinę depresiją, bet nenaudoti vaistų, sukeliančių mieguistumą.

ASISH KUMAR DAS, Dr. in NEURO REHABILITATION and WELLNESS MANAGEMENT from APOLLO HOSPITALS

ERF, Hyderabad

Gydymas

Principas Nr.1: „Kūno dalys konkuruoja dėl reprezentavimo galvos smegenyse!”

- judesių suvaržymo (apribojimo) terapija, naudojama tiek

kineziterapijoje, tiek ergoterapijoje.

Esmė - ribojami nepažeistos galūnės

judesiai ir sutelktai (pvz., 3 - 6 val.

per dieną) atliekami pažeistos galūnės judesiai. Judesių ribojimui dažniausiai naudojami raiščiai ar įtvarai, kurie neleidžia atlikti aktyvių judesių sveikąja ranka.

Gydymas

Principas Nr.2:

„Ipsilateralinis ir kontralateralinis pusrutulis gali prisidėti prie motorikos valdymo!”

Veidrodžio terapija

Motorinių vaizdų forma, kuria veidrodis naudojamas

perteikti vaizdinius stimulus

į smegenis, stebint nepažeistų kūno dalių judesius.

Veidrodžio terapijos pradinin-

ku laikomas mokslininkas

R. Ramachandran (1996).

Gydymas

Principas Nr.3:

„Sensorinė stimuliacija didina plastiškumą“

- elektrinė stimuliacija / funkcinė elektrinė stimuliacija;

- aktyvi ir pasyvi (masažas) kineziterapija;

-neuroraumeninio

nukrovimo pratimų technikos (vanduo,

RedCord);

-multisensorinė stimuliacija.

Gydymas

Principas Nr.4:

„Slopinančių veiksnių ribojimas didina plastiškumą“

- gydykite poinsultinę depresiją, bet nenaudokite vaistų sukeliančių mieguistumą!;

- skirkite individualią psichoterapiją, geriau neuropsichoterapiją (jeigu turite psichoterapeutą);

- motyvuokite ligonį dalyvauti reabilitacijos procese;

- esant būtinumui depresijos gydymui skirkite SSRI (Fluoxetine).

Reziume

Geresnis neuroplastiškumas stebimas motyvuotiems ir aktyviai judantiems ligoniams.

Jei sergantysis po galvos smegenų pažeidimo nori pasiekti rezultatų, jis turi daryti (ar bent jau

bandyti atlikti) visus minėtus veiksmus pats!