DoktorFizik
Instagram
Nörorehabilitasyon ve Ağrı Tedavisi [email protected] | 0542 215 80 80

Beyinde Plastisite

Plastisite veya başka bir deyişle nöroplastisite, beynin sinir devrelerini yeniden düzenleyebilme becerisidir. Bu beceri sayesinde beynimiz bebeklikten erişkinliğe uzanan süreçte yeni şeyler öğrenip gelişebilir ve inme ya da travmaya bağlı beyin hasarlarından sonra iyileşme gösterebilir.

Beynimiz pek çok bilgiyi aynı anda işleme kapasitesine sahiptir. Beynin farklı kısımları farklı görevlere özelleşmiş olsa da birbirlerini kontrol eder ve ufak hataları telafi edebilir. İnme veya travmaya bağlı beyin hasarlarında beyinde önemli doku kayıpları olur ve yitirilen fonksiyonlar hemen telafi edilemeyebilir. Ancak plastisite sayesinde beyin kendini yeniden programlayarak zamana yayılan bir iyileşme gösterebilir.

Çocuk gelişiminde olduğu gibi yeni sinir bağlantıları kurmanın temeli duyu ve hareket uyarıları açısından zengin bir çevrede bulunmaktır. İnme ve beyin hasarı hastaları duyu ve hareket anlamında ne kadar çok uyarı alırsa iyileşme şansı ve derecesi de o kadar iyi olacaktır. Bu tip uyarılara örnek olarak egzersizler, robotik rehabilitasyon, sanal gerçeklik, zihinsel alıştırmalar, transkraniyel uyarım, müzik terapisi sayılabilir.

Beynin Gelişimi

Beynin temel yapısı daha anne karnında iken genler tarafından belirlenir. Ancak beyin doğumdan sonra da gelişmeye devam eder. Çocuk büyürken yeni beceriler edinmesi gelişimsel plastisite denilen süreçle ilişkilidir. Gelişimsel plastisitede sinir hücreleri (nöronlar) ve bağlantıları (sinapslar) değişim gösterir. Yeni bağlantılar kurulurken kullanılmayan bağlantılar kaybolur. Sinir hücreleri beyin içinde göç edebilir, hücre uzantıları yön değiştirip yeni tomurcuklanmalar yapabilir. Beyin olgunlaşırken sinir hücreleri büyür, diğer hücrelerle bağlantı kurmak için uzantıları gelişir ve daha sonra spesifik bölgelerde çok sayıda bağlantı oluşturur. Yeni doğan bir bebeğin beynindeki her nöron ortalama 2.500 sinaps yaparken gelişme döneminde bu sayı 15.000’e kadar çıkar. Yetişkinliğe geçerken ise kullanılmayan sinapsların kaybolması ile sayıda düşüş gözlenir. Beynin yetişkinlikte yeni sinaps oluşturma yeteneği yoğun şekilde araştırılan bir konudur.

Yetişkin insan beyninde yeni nöronların oluşması oldukça kısıtlı olarak gerçekleşebilmektedir. Hafıza ve duygulardan sorumlu bir bölge olan hipokampüsün dentat kıvrımında ve lateral ventrikülün sub-ventriküler alanında yeni nöronlar oluşmaktadır. Bu bölgelerdeki nöron oluşumu nöroplastisite olarak kabul edilmese de beyin hasarlarının iyileşmesine katkı sağlıyor olabilir. Yetişkin beyninde plastisite hücre sayısının artışı ile değil, hücreler arası bağlantıların düzenlenmesi yoluyla olmaktadır.

Yaşlılıkta bile yeni bilgiler, beceriler hatta yeni diller öğrenilebilir. Bu gerçek beynin öğrenme ve hatırlama kapasitesinin yaşlılıkta da devam ettiğini gösterir. Yani sinir hücre bağlantılarında yapısal ve biyokimyasal değişiklikler her yaşta olmaktadır. Bir hareketin tekrar tekrar yapılması beynin bu hareketi öğrenmesini sağlar. Sağlam beyinle ilgili bu gerçek inme yada travma nedenli hasarlanmış beyinde de geçerlidir. Bol tekrar yolu ile hasarlanmış beyin kaybedilen becerileri yeniden öğrenebilir. Ancak maalesef her inme ya da beyin hasarı hastasında yüzde yüz iyileşme görülemeyebilir. Bazen plastisite kendi doğal sürecine bırakıldığında ilerlediği yön istenen fonksiyonelliği sağlamayabilir. İyileşmenin derecesi yaş (gençlerin iyileşme şansı daha fazladır), hasarlanmış alanın büyüklüğü ve en önemlisi de uygulanan rehabilitasyon tedavilerine bağlıdır. Rehabilitasyon ile plastisite doğru yönde geliştirilmeye çalışılır. Platisitenin kontrol edilmesi nörolojik rehabilitasyon alanındaki bilimsel çalışmaların yoğunlaştığı bir konudur.

Nöroplastisite Şekilleri

Nöroplastisite (beyinde plastisite) birkaç katmanda anlaşılabilir. Birinci katman tek bir sinir hücresi ve bu hücrede olan olayları ele alır. İkinci katman belli bir fonksiyon için özelleşmiş sinir hücresi gruplarının davranışlarını kapsar. Hücre düzeyindeki değişimlerin bazısı hızlı ancak geçici olurken bazısı yavaş gerçekleşir fakat etkisi uzun sürelidir. En hızlı değişikliklerden biri nöronal trafiğin yönetilerek bazı sinir devrelerinin aktivitesinin artması (eksitasyon), bazılarının azalması (inhibisyon) şeklinde oluşur. Merkezi sinir sistemimizdeki pek çok nöronal devre normalde baskı altındadır, yani inhibe edilmiştir. Yüksek yönetici merkezlerin hasarı ile baskı ortadan kalkabilir ve normalde görülmeyen pek çok aktivite gözlenebilir. Beyin hasarı veya inme sonrası anormal refleks, hareket paterni (sinerjiler) ve spastisitenin ortaya çıkması bu duruma örnek gösterilebilir.

Görece hızlı gerçekleşen bir diğer değişim belli sinapsların kuvvetinde olmaktadır. Bir sinapsta ardışık uyarım veya bir nörona etki eden birden çok sinapsın aynı anda uyarımı ilgili bağlantıyı kuvvetlendirir yani sonraki sinyallerde daha kolay uyarılmaya yol açar. Bu durum sinapsta kuvvetlenme demek olan uzun dönemli potansiyelizasyon (LTP) ve sinapsın zayıflamasına karşılık gelen uzun dönemli depresyon (LTD) terimleri ile ifade edilmektedir. Birkaç dakikalık sinaptik aktivite bile saatler süren hatta kalıcı olabilen değişikliklere yol açabilmektedir. Bunlar moleküler düzeyde gerçekleşen değişimlerdir.

Hücresel değişimlerin diğer bir şekli anatomiktir yani sinir hücrelerinin dendrit denilen uzantılarının yapısal olarak şekil değiştirmesini, tomurcuklanıp uzamasını kapsar. Belli sinir yollarındaki sinaps sayısının artması gibi yapısal değişiklikler olduğunda gerçekleşen plastik sürecin daha kalıcı olduğu söylenebilir.

Beyinde Plastisite Üzerine Araştırmalar

Plastisiteyi anlamaya ve etkilemeye yönelik pek çok deneysel araştırma devam etmektedir. Örneğin tekrarlayıcı transkraniyel manyetik stimülasyonun (rTMS) 5 Hz’den yüksek frekansları beynin uyarılabilirliğini arttırırken 1 Hz’den düşük frekansları inhibisyona yol açmaktadır. Transkraniyel direkt akım uyarımında ise uyarılabilirliğin artış ve azalışı katot ve anotun (negatif ve pozitif yüklü elektrodun) yerleşimine bağlıdır. Beynin uyarımı ile periferik sinir uyarımının kombinasyonu plastisite üzerinde farklı etkiler oluşturabilmektedir.

Yapılan bilimsel araştırmalar sonucu inme ve travmaya bağlı beyin hasarının rehabilitasyon sürecinde önemli etki gösteren bazı ilkeler bulunmuştur. Plastisite hakkında bilgiler arttıkça onu güçlendirip yönetmek için yeni fizik tedavi yöntemleri geliştirilmektedir.

Kullan ya da Kaybet

Vücudumuzun kısımları beyinde temsil için birbirleriyle yarışmaktadır. Bir vücut kısmının fazla kullanımı beyindeki temsilini arttırmaktadır. Kullanmama durumunda ise beyindeki temsil küçülmektedir. Bunun bir örneği görme engelli olup parmaklarıyla dokunarak Braille alfabesini okuyabilen kişilerle yapılan deneylerde gösterilmiştir. Bu kişilerin okumada kullandıkları parmaklarının beyinlerindeki temsili diğer insanlara kıyasla belirgin derecede daha geniştir. Ayağı alçıya alındığı için hareketsiz kalan kişilerde ise birkaç hafta sonunda ayak bileğinin beyindeki temsilinin küçüldüğü izlenmiştir. İnme geçiren hastalarda esas hastalığın yarattığı beyin hasarı dışında kullanmama, hareketsiz kalma nedenleriyle de fonksiyonlarda gerileme olmaktadır. Fonksiyonları geri kazanma ise tam tersine etkilenen felçli vücut kısımlarını yoğun bir şekilde kullanmaya çalışarak mümkündür.

Primer Motor Korteks ve Premotor Korteks

Beyinde hareket emirleri primer motor korteks denilen kısımda oluşmaktadır. Hareketten esas sorumlu alan burasıdır. Ancak premotor korteks denilen kısım da katkı sağlar. Normalde premotor korteksin sinyal çıktıları primer motor kortekse yöneliktir. Daha az olarak kortikospinal yol denilen omurilik üzerinden kaslara giden sinyaller de üretebilmektedir. Primer motor korteks hasarlanırsa premotor korteks hareket emirlerinin kaynağı olabilmektedir. İnme sonrası felç geçiren hastaların iyileşmesini sağlayan mekanizmalardan biri budur.

Karşı Yarı Kürenin Telafisi

İnsanlarda genel olarak beynin bir yarı küresi karşı vücut yarısını kontrol eder. Buna karşın az da olsa bir beyin yarı küresinden vücudun aynı tarafındaki kaslara giden sinir yolları da vardır. Bu yollar inme hastalarının iyileşmesinde rol oynuyor olabilir. Yani sağlam beyin tarafı vücudun her iki yanını kontrol ediyor olabilir. Bir diğer önemli nokta iki yarı küre arasındaki bağlantılardır. Bir beyin yarı küresinden diğerine giden bazı sinir yolları baskılayıcı (inhibitör) etki gösterebilmektedir. Bu inhibitör bağlantılar engellenirse hasarlı beynin uyarılabilirliği artabilir. Araştırmalarda çift taraflı hareketler yapıldığında hasarlı beyin tarafının kan akımının arttığı görülmüştür. Bu sağlam yarı kürenin aktivitesinin hasarlı tarafı desteklediği fikri ile uyumlu bir bulgudur. Bu nedenle felçli kol fonksiyonunu geri kazanmak için sağ ve sol kolun beraber çalıştırdığı fizik tedavi yöntemleri geliştirilmiştir.

Rehabilitasyon plastisiteyi kuvvetlendirerek etki eder.

Nöroplastisite mekanizmalarının bazı durumlarda kuvvetlendirilip kolaylaştırılabileceği görülmüştür. Örneğin beyin hasarı sonrası ilk 3 ayda beyin daha “plastik”tir. Fizik tedaviye ne kadar erken ve yoğun başlanırsa hareket fonksiyonunun geri gelmesi o derece iyi olmaktadır. Zorunlu kullanım terapisi ile ilgili çalışmalarda bu görülmüştür. Kronik ve değişmez hale geldiği sanılan hastalarda bile yoğun rehabilitasyon ile iyileşmeler elde edilebilir. Aerobik egzersizler genel sağlık ve iyilik halini olumlu etkileyerek rehabilitasyon başarısını arttırır; bunun yanında plastisiteyi kolaylaştırıcı moleküler mekanizmaları da harekete geçirdiği sanılmaktadır. Nöromusküler elektrik stimülasyonu, robot yardımlı fizik tedavi, sanal gerçeklik terapisi gibi uygulamalar da plastisiteyi arttırma prensibiyle etki göstermektedir. Uzun süreli duyusal uyarılar beyinde ilgili kasların temsil alanını genişletir. Duyusal uyarılar pasif hareketlerden çeşitli elektrik akımlarına ve akupunktura dek çok değişik şekillerde yapılabilir. Duyusal uyarılar ilgi çekici kılınırsa daha etkili olmaktadır. İnme ve beyin hasarı hastalarının zengin sosyal etkileşim içinde olması da plastisite üzerine olumlu etki yapmaktadır.

Beyinde Platisiteyi Arttırıcı Yeni Teknikler

İlaç tedavisi ile fizik tedavinin kombinasyonu inme ve beyin hasarı iyileşme başarısını arttırabilir. Çeşitli ilaçların plastisiteye etkisi araştırılmış olsa da henüz fizik tedavinin etkisini arttırmak amacıyla rutin ilaç kullanımı yoktur. Beynin doğal plastisitesinin üzerine çıkabilmek için ileri çalışmalar sürmektedir. Kök hücre çalışmaları bunun en popüler örneğidir. Normal yetişkin beyninde yeni nöron üretimi pratikte yok kabul edilirken kök hücre terapileri ile bu başarılmaya çalışılmaktadır. Diğer bir yaklaşım ise nöroprotezler ve beyin-bilgisayar arayüzleridir. Bu yöntemlerle beynin hasarlanmamış alanlarının yitirilen fonksiyonları üstlenmesi için eğitilebileceği düşünülmektedir.

No Comments

Post A Comment