Η Νευροπλαστικότητα ή η πλαστικότητα του εγκεφάλου ορίζεται ως η ικανότητα του νευρικού συστήματος να αλλάζει τη δραστηριότητά του, να προσαρμόζεται δηλαδή, ως απόκριση σε εγγενή ή εξωγενή ερεθίσματα αναδιοργανώνοντας τη δομή, τις λειτουργίες ή τις συνδέσεις του.
Με απλά λόγια μπορούμε να ορίσουμε την Νευροπλαστικότητα ως την λειτουργία της μάθησης του εγκεφάλου σε νέα ερεθίσματα. «Κλειδί» σε αυτή τη λειτουργία είναι οι νευρικές συνάψεις και οι νέες που δημιουργούνται όταν αντιλαμβανόμαστε ένα νέο ερέθισμα – εμπειρία.
Μια θεμελιώδης ιδιότητα των νευρώνων, λοιπόν, είναι η ικανότητά τους να τροποποιούν τη δύναμη και την αποτελεσματικότητα της συναπτικής μετάδοσης. Αυτό συμβαίνει μέσω ενός ποικίλου αριθμού μηχανισμών, που εξαρτώνται από τη δραστηριότητα και συνήθως αναφέρονται ως συναπτική πλαστικότητα.
Οι νευρικές συνάψεις
Οι πληροφορίες στον εγκέφαλο μεταδίδονται από νευρώνα σε νευρώνα μέσω εξειδικευμένων συνδέσεων που ονομάζονται συνάψεις. Μια σύναψη μεταξύ δύο νευρώνων αποτελείται από προσυναπτικά και μετασυναπτικά τερματικά, τα οποία χωρίζονται από μια συναπτική σχισμή.
Το προσυναπτικό τερματικό είναι γεμάτο με μικρά κυστίδια που περιέχουν χημικούς νευροδιαβιβαστές και το μετασυναπτικό τερματικό αποτελείται από υποδοχείς ειδικούς για αυτά τα νευροχημικά.
Οι νευρώνες μεταφέρουν πληροφορίες με τη μορφή μιας ηλεκτρικής ώθησης που ονομάζεται δυναμικό δράσης που ξεκινά από το κυτταρικό σώμα και ταξιδεύει προς τα κάτω στον άξονα. Στη σύναψη, ένα δυναμικό δράσης προκαλεί την εξαρτώμενη από την τάση απελευθέρωση κυστιδίων γεμάτων νευροδιαβιβαστές, μετατρέποντας έτσι μια ηλεκτρική ώθηση σε χημικό σήμα.
Οι νευροδιαβιβαστές διαχέονται κατά μήκος της συναπτικής σχισμής, όπου συνδέονται με υποδοχείς και παράγουν ένα ηλεκτρικό σήμα στον μετασυναπτικό νευρώνα. Το μετασυναπτικό κύτταρο στη συνέχεια, με τη σειρά του, θα πυροδοτήσει ένα δυναμικό δράσης εάν το άθροισμα όλων των συνάψεών του φτάσει σε ένα ηλεκτρικό κατώφλι για πυροδότηση.
Δεδομένου ότι ένας νευρώνας μπορεί να λάβει συνάψεις από πολλά διαφορετικά προσυναπτικά κύτταρα, κάθε κύτταρο είναι σε θέση να ενσωματώσει πληροφορίες από ποικίλες πηγές πριν περάσει τις πληροφορίες με τη μορφή ηλεκτρικού κώδικα.
Η ικανότητα των νευρώνων να τροποποιούν την ισχύ των υπαρχουσών συνάψεων, καθώς και να σχηματίζουν νέες συναπτικές συνδέσεις, ονομάζεται νευροπλαστικότητα.
Ορισμένη με αυτόν τον τρόπο, η νευροπλαστικότητα περιλαμβάνει αλλαγές στη δύναμη των ώριμων συναπτικών συνδέσεων, καθώς και τον σχηματισμό και την εξάλειψη των συνάψεων σε ενήλικες και αναπτυσσόμενους εγκεφάλους.
Η Νευροπλαστικότητα αναφέρεται στη δια βίου ικανότητα του εγκεφάλου να αλλάζει και να επανασυνδέεται ως απόκριση στη διέγερση της μάθησης και της εμπειρίας.
Παραδείγματα Νευροπλαστικότητας περιλαμβάνουν αλλαγές κυκλώματος και δικτύου που προκύπτουν από την εκμάθηση μιας νέας ικανότητας, τις περιβαλλοντικές επιρροές, την πρακτική και το ψυχολογικό στρες.
Φανταστείτε έναν αθλητή που μαθαίνει για πρώτη φορά μια νέα κίνηση τεχνικής.
Αυτή η μάθηση πρακτικά σημαίνει οτι ο εγκέφαλος του αθλητή θα δημιουργήσει μια νέα νευρική σύναψη – εντολή για την εκτέλεση αυτής της νέας κίνησης. Αυτή η σύναψη μέσω τον επαναλαμβανόμενων επαναλήψεων θα παγιωθεί και θα «δυναμώσει» κάνοντας τον αθλητή συνεχώς να βελτιώνεται στη συγκεκριμένη κίνηση – άσκηση.
Κάποτε οι νευροεπιστήμονες πίστευαν ότι η Νευροπλαστικότητα εκδηλώνεται μόνο κατά την παιδική ηλικία, αλλά η έρευνα στο δεύτερο μισό του 20ου αιώνα έδειξε ότι πολλές πτυχές του εγκεφάλου μπορούν να αλλοιωθούν (ή είναι «πλαστικές») ακόμη και κατά την ενηλικίωση.
Ωστόσο, ο αναπτυσσόμενος εγκέφαλος παρουσιάζει υψηλότερο βαθμό πλαστικότητας από τον εγκέφαλο των ενηλίκων. Γι’ αυτό και παρατηρείται οτι η μάθηση είναι συγκριτικά ευκολότερη διαδικασία στις νεότερες ηλικίες.
Ο Michael Merzenich είναι ένας νευροεπιστήμονας που υπήρξε ένας από τους πρωτοπόρους της Νευροπλαστικότητας για πάνω από τρεις δεκαετίες. Έχει κάνει μερικούς από τους «πιο φιλόδοξους ισχυρισμούς για τον τομέα – ότι οι ασκήσεις εγκεφάλου μπορεί να είναι εξίσου χρήσιμες με τα φάρμακα για τη θεραπεία ασθενειών τόσο σοβαρών όπως η σχιζοφρένεια και ότι η πλαστικότητα υπάρχει από την κούνια μέχρι τον θάνατο.
Επιπλέον, ότι οι ριζικές βελτιώσεις στη γνωστική λειτουργία, όπως η μάθηση, η σκέψη, η αντίληψη και η μνήμη είναι δυνατή ακόμη και στους ηλικιωμένους.
Εξαιρετικά σημαντικό είναι το γεγονός ότι η αερόβια άσκηση προάγει τη νευρογένεση των ενηλίκων αυξάνοντας την παραγωγή νευροτροφικών παραγόντων (ενώσεις που προάγουν την ανάπτυξη ή την επιβίωση των νευρώνων), όπως ο νευροτροφικός παράγοντας που προέρχεται από τον εγκέφαλο (BDNF), ο αυξητικός παράγοντας τύπου ινσουλίνης 1 (IGF-1) και η αγγειακή ενδοθηλιακή ανάπτυξη παράγοντα (VEGF).
Η νευρογένεση στον ιππόκαμπο που προκαλείται από την άσκηση σχετίζεται με μετρήσιμες βελτιώσεις στη χωρική μνήμη βελτιώνοντας εν τέλει τη συνολική εγκεφαλική λειτουργία σε ότι αφορά την μάθηση είτε αυτή αφορά γνώση είτε κινητική δραστηριότητα.