Skip to content

Vijf niveaus waarop neuroplasticiteit bestudeerd kan worden

humanNeuroplasticiteit kan op verschillende niveaus worden bestudeerd, namelijk op het niveau van observeerbare gedragsmatige veranderingen, corticale kaarten, synaptische organisatie, fysiologische organisatie, moleculaire structuur en mitosis. Een korte introductie in elk van die manieren (Fundamentals of human neurospychology, Kolb).

Observeerbare gedragsmatige veranderingen
Het leren en onthouden van nieuwe informatie gaat samen met een verandering in de cellen van het zenuwstelsel. Een voorbeeld? Mensen die een speciale bril dragen waarmee de wereld letterlijk op zijn kop wordt gezet, zijn een paar dagen helemaal van slag in hun gedrag. Ze kunnen de normale alledaagse handelingen, zoals tandenpoetsen, niet meer goed uitvoeren. Maar, binnen enkele dagen kunnen ze weer normaal functioneren en leren ze de wereld zo te zien dat ze weer complexe taken kunnen verrichten (zoals skiën). Deze gedragsveranderingen blijken gepaard te gaan met veranderingen in bepaalde regio’s van het brein. In het geval van de bril die de wereld op zijn kop zet gaat het om veranderingen in onder andere de premotor cortex, de posterior parietal cortex en de visuele cortex. Het lijkt erop dat de mogelijkheid voor deze aanpassingen in de verbindingen al aanwezig zijn in het brein. Als dat inderdaad zo is, gaat het er om de efficiency van deze verbindingen te versterken en zodat deze nieuwe verbindingen sterker worden dan de oude verbindingen waar het brein al efficiënt in is geworden. Breinplasticiteit kan dus worden bestudeerd op het niveau van observeerbare gedragsveranderingen. 

Corticale kaarten
Elk sensorisch systeem heeft meerdere breinkaarten die als het ware topografische representaties van de externe wereld zijn. De grootte en de organisatie van motorische kaarten kunnen worden beïnvloed door de cortex te stimuleren. Bijvoorbeeld met micro-electrodes maar ook transcraniaal, door magnetische stimulatie die bewegingen induceren. Specifieke motorische training kan de grootte van de verschillende componenten van de diverse motorische kaarten beïnvloeden. Zo hebben viool spelers een grotere representatie in het brein voor de vingers van de linkerhand dan niet vioolspelers hebben. Als mensen telkens twee vingers tegelijkertijd bewegen, wordt er in het brein slechts 1 kaart aangelegd voor die twee vingers. Wil de persoon leren om de vingers apart van elkaar te kunnen bewegen, dan vraagt dat veel inspanning en leidt het oefenen op termijn tot twee kaarten in het brein voor de twee aparte vingers. Breinplasticiteit kan daarom worden bestudeerd op het niveau van de corticale kaarten.

Synaptische organisatie
Breinplasticiteit is ook te bestuderen door te kijken naar de dendritische structuur van neurons. Het aantal synapsen en de grootte van de synapsen in het deel van het brein waar de vinger structuur te zien is, is bijvoorbeeld veel sterker ontwikkeld bij typisten die al jarenlang hebben getypt dan bij verkopers die hun vingers veel minder intensief gebruiken.

Fysiologische organisatie
Het zenuwstelsel kan veranderd worden door electrische stimulatie. Een korte intensieve stimulatie in de hypocampus, bijvoorbeeld, bleek te resulteren in lange termijn veranderingen ten aanzien van hoe efficiënt de synapsen die waren gestimuleerd werkten. Er blijken zowel moleculaire veranderingen plaats te vinden als veranderingen in de lengte van de dendrieten in de ontvangende neuron. Langdurige stimulatie kan op termijn tot gedragsveranderingen leiden. Zo leidt het langdurig licht stimuleren van de amygdala in eerste instantie tot weinig gedragsveranderingen maar op termijn leidt het tot epileptische aanvallen. Breinplasticiteit kan dus ook worden bestudeerd op het niveau van de fysiologische organisatie.

Moleculaire structuur
Het feit dat het brein verandert is interessant, maar om echt te kunnen uitleggen hoe dat proces in zijn werk gaat moet je naar het moleculaire niveau gaan. Welke mechanismen produceren de veranderingen in de synapsen? Hoe worden verschillende proteïnen geproduceerd? En welke effecten hebben ervaringen op genen? We weten ondertussen dat onze genen veranderbaar zijn. Wat volop in onderzoek is, is hoe de genen worden veranderd door onze ervaringen. Dat is belangrijk om te weten om gerichte brein plasticiteit in gang te kunnen zetten, vooral na schade aan het brein. Dus breinplasticiteit kan ook worden bestudeerd op het niveau van de moleculaire structuur.

Mitotische activiteit
Het volwassen brein produceert niet alleen voortdurend nieuwe neuronen en glia cellen, maar deze productie van nieuwe cellen blijkt ook te worden beïnvloed door de ervaringen van de persoon. Daarnaast blijkt het zo te zijn dat ook in beschadigde delen van het brein nieuwe neuronen in kleine aantallen worden geproduceerd. Dit proces van het ontstaan van nieuwe neuronen en glia cellen heet neurogenese en is de vijfde manier waarop breinplasticiteit kan worden gezien en bestudeerd.

Breinveranderingen door ervaringen
Kolb deed onderzoek naar het effect van diverse drugs op de breinplasticiteit bij ratten. Normaliter is het zo dat het brein van ratten verandert als ze in een rijke complexe omgeving worden geplaatst. Dat is bijvoorbeeld te zien in de dendritische structuur en de hersenstam. Maar als ratten voordat ze in die complexe omgeving werden geplaatst diverse drugs toegediend kregen, bleek hun brein helemaal niet te reageren op de complexe omgeving. En daarnaast ontdekte hij dat als de ratten eerst gedurende langere tijd in een zeer rijke en complexe omgeving waren geplaatst, en daarna pas drugs toegediend kregen, ze veel minder gevoelig waren voor de drugs dan de ratten die niet die ervaring in de rijke complexe omgeving hadden opgedaan. Kolb vraagt zich daarom af of dit iets kan zeggen over waarom verschillende mensen zo verschillende gevoeligheid voor drugs verslaving hebben. Zou dit te maken kunnen hebben met de ervaringen van die mensen en de effecten van die ervaringen op hun brein voordat ze drugs begonnen te gebruiken?

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *