Nöroplastisite (beyin plastisite) Nedir?
Tıbbi İnceleme ve Yazar: Doç. Dr. İsmail Bozkurt | Beyin, Sinir ve Omurilik Cerrahisi Uzmanı
Akademik Onaylı İçerik: Bu makale; nörolojik bilimler, klinik beyin cerrahisi tecrübeleri ve Medical Park Ankara Hastanesi ile Yüksek İhtisas Üniversitesi Tıp Fakültesi’ndeki akademik pratikler ışığında, güncel tıbbi literatüre dayalı olarak hazırlanmıştır.
Hızlı Özet: Nöroplastisite Nedir?
- Temel Tanım: Nöroplastisite (Beyin Plastisitesi), beynin yeni deneyimler, öğrenme veya bir travma (hasar) sonrasında kendi sinirsel ağlarını (nöral yollarını) yeniden düzenleme ve iyileştirme yeteneğidir.
- İşlevsel Devir: Beyin kanaması, tümör veya inme (felç) durumlarında beynin sağlam bölgeleri, hasar gören bölgelerin görevlerini devralabilir.
- Yaşam Boyu Sürer: Eskiden beynin sadece çocuklukta geliştiği sanılırdı. Güncel nörobilim, beynin yetişkinlik ve yaşlılık döneminde de değişmeye ve yeni sinapslar kurmaya devam ettiğini kanıtlamıştır.
- Geliştirilebilir Kapasite: Yeni bir dil/beceri öğrenmek, egzersiz yapmak, kaliteli uyku ve nörolojik rehabilitasyon beynin plastisite kapasitesini doğrudan artırır.
Nöroplastisite (Beyin Plastisitesi) Nedir?
Geçmiş yıllarda tıp dünyası, beynin gelişiminin ergenlik döneminde sona erdiğine ve erişkin beyninin fiziksel olarak değiştirilemeyecek statik bir organ olduğuna inanıyordu. Ancak modern sinirbilim (nörobilim) ve fonksiyonel MR (fMRI) teknolojileri bu inancı tamamen değiştirdi.Nöroplastisite (veya Beyin Plastisitesi); beynin fiziksel veya çevresel değişimlere, yeni öğrenilen bilgilere, alışkanlıklara ve hatta beyin hasarlarına uyum sağlamak için yapısını ve nöronlar (sinir hücreleri) arasındaki bağlantıları yeniden yapılandırma (kendini şekillendirme) yeteneğidir. Beynimiz kelimenin tam anlamıyla “plastik” yani şekillendirilebilir bir yapıdadır.Nöroplastisitenin İki Temel Türü
Beyin cerrahisi ve nöroloji literatüründe plastisite, etki mekanizmasına göre iki ana kategoriye ayrılır:- Yapısal Plastisite: Beynin yeni şeyler öğrendikçe veya deneyimler yaşadıkça fiziksel yapısını değiştirme yeteneğidir. Sinapsların (nöronlar arası bağlantı noktaları) güçlenmesi veya zayıflaması, dendritlerin büyümesi bu gruba girer.
- İşlevsel Plastisite: Beynin bir bölgesi travma, inme veya tümör nedeniyle hasar gördüğünde, beynin sağlam olan başka bir bölgesinin bu hasarlı alanın işlevini “devralması” sürecidir. Nörolojik rehabilitasyonun temelinde bu mekanizma yatar.
Beyin Hasarı, İnme ve Nöroplastisitenin Rolü
Bir Beyin ve Sinir Cerrahisi Uzmanı olarak klinikte en sık karşılaştığımız tablolardan biri travmatik beyin hasarları, beyin kanamaları veya beyin tümörü cerrahileridir. Bu tür rahatsızlıklarda beynin belirli bir bölgesindeki nöronlar ölebilir.Ancak beyin plastisitesi sayesinde iyileşme mümkündür. Doğru, erken ve yoğun bir fizik tedavi (nöro-rehabilitasyon) süreci ile beyin, ölen hücrelerin etrafından “yeni yollar” inşa eder. Hastanın yeniden konuşmayı, yürümeyi veya ellerini kullanmayı öğrenmesi tamamen nöroplastisitenin bir mucizesidir.Sıkça Sorulan Sorular (S.S.S.)
Yaşlandıkça nöroplastisite (beyin plastisitesi) azalır mı?
Evet, yaşın ilerlemesiyle birlikte beyin plastisitesi çocukluk dönemindeki hızına kıyasla bir miktar yavaşlar. Ancak asla durmaz. Yetişkin ve ileri yaştaki bireylerin beyinleri de ömür boyu yeni bağlantılar kurma, yeni beceriler öğrenme ve hasar sonrası iyileşme kapasitesine sahiptir.Negatif Nöroplastisite nedir?
Beynin şekillenebilme yeteneği her zaman olumlu yönde çalışmaz. Kronik stres, travma sonrası stres bozukluğu (TSSB), madde bağımlılığı veya pornografi bağımlılığı gibi durumlarda beyin zararlı nöral ağları güçlendirir. Buna negatif veya maladaptif nöroplastisite denir. Beyin kendini sağlıksız bir duruma da adapte edebilir.Kronik stres beyin plastisitesini nasıl etkiler?
Uzun süreli stres sırasında salgılanan yüksek kortizol hormonu, beynin hafıza ve öğrenme merkezi olan hipokampus bölgesindeki hücrelerin küçülmesine (atrofi) ve yeni nöron üretiminin (nörogenez) yavaşlamasına neden olarak plastisiteyi olumsuz yönde etkiler.Nöroplastisiteyi Artırmanın ve Beyni Genç Tutmanın 7 Yolu
Kendi beyin sağlığınızı korumak ve yeni sinirsel ağlar (sinapslar) oluşturmak sizin elinizdedir. Klinik olarak kanıtlanmış şu yöntemleri hayatınıza entegre edebilirsiniz:- Yeni Bir Beceri Öğrenin: Yabancı bir dil öğrenmek veya bir enstrüman çalmak, beynin farklı bölgelerini aynı anda çalıştırarak yeni nöral yollar inşa etmenin en etkili yoludur.
- Düzenli Aerobik Egzersiz: Kardiyovasküler egzersizler, beynin hipokampus bölgesine giden kan akışını hızlandırarak BDNF (Beyin Türevli Nörotrofik Faktör) adlı koruyucu proteinin salgılanmasını artırır.
- Kaliteli ve Yeterli Uyku: Beyin, gün içinde kurulan yeni bağlantıları uyku sırasında pekiştirir (konsolidasyon) ve hücresel atıklardan temizlenir.
- Zıt El Kullanımı: Sağlaksanız dişlerinizi sol elinizle fırçalamak veya farenizi diğer elinizle kullanmak beyni rutin dışına çıkararak şaşırtır ve uyarır.
- Farkındalık ve Meditasyon: Araştırmalar, düzenli meditasyonun beynin prefrontal korteksindeki (irade ve karar verme merkezi) gri madde yoğunluğunu artırdığını göstermektedir.
- Sosyal Etkileşim: İnsanlarla derin ve anlamlı iletişim kurmak, beynin bilişsel esnekliğini (cognitive flexibility) korumasına yardımcı olur.
- Seyahat ve Yeni Rotalar: İşe giderken her gün aynı yolu kullanmak yerine yeni rotalar keşfetmek beynin mekansal hafızasını diri tutar.
Nöronların temel bir özelliği, tipik olarak sinaptik plastisite olarak adlandırılan, çeşitli aktiviteye bağlı mekanizmalar aracılığıyla sinaptik iletimin gücünü ve etkinliğini değiştirme yetenekleridir.
Bir zamanlar beynin yaşamın ilk birkaç yılından sonra gelişiminin durduğuna inanılıyordu; beynin sinir hücreleri arasında bağlantıların oluştuğu ve daha sonra olduğu yerde sabit kaldığı düşünülüyordu. Bu sürecin çocukluk çağında “kritik dönem” sırasında olduğu düşünülüyordu. Bu nedenle yalnızca genç beyinlerin ‘plastik’ olduğu ve yeni bağlantılar kurabildiği düşünülüyordu. Bu inanç nedeniyle bilim insanları, yetişkin beyninin belirli bir bölgesinin hasar görmesi durumunda sinir hücrelerinin yeni bağlantılar kuramayacağını veya yenilenemeyeceğini ve beynin o bölgesinin kontrol ettiği fonksiyonların kalıcı olarak kaybolacağını da düşünüyorlardı.
Nöroplastisite Süreci
Beyin, davranışsal, çevresel ve sinirsel değişikliklere yanıt olarak yeni sinir yolları yaratır ve mevcut olanları değiştirir. Bu nöroplastisite süreci yaşamımız boyunca devam eder, birçok süreci içerir ve yeni deneyimlerden etkilenir.
Yakın zamana kadar bilim insanları, yetişkinlik döneminde beyin gelişiminin durduğuna inanıyorlardı. Ancak araştırmacılar artık beynimizin yaşamımız boyunca sürekli değiştiğini, çevremize ve eylemlerimize uyum sağlamak için yeni yollar oluşturduğunu biliyor. Dolayısıyla nöroplastisite, beynin yaralanma ve hastalıkları telafi etmesi süreci olanak tanıyor.
Beyin plastisitesi’nin nasıl çalıştığını anlamak, kendi bilişsel hedeflerimize ulaşmamıza yardımcı olabileceği gibi, nörolojik ve davranışsal sağlık sorunları olan kişileri tedavi etme ve destekleme yöntemlerini de geliştirebilir.
Beynimiz Nasıl Değişir?
Nöroplastisite, nöronların şekillendirilebilir özellikleri olmadan mümkün olmazdı. Beynin değişmesine ve tüm vücudun etkili bir şekilde çalışmasına neden olan şey nöronlardır. Nöronlar vücudumuzdaki en uzun ömürlü hücrelerdir ve bilgiyi beyne, oradan da vücudun kaslarına ve organlarına taşımakla sorumludurlar.
Beynimiz hem yapısal hem de işlevsel olarak değişme konusunda olağanüstü bir kapasiteye sahiptir. Yapısal esneklik, yeni şeyler öğrendikçe veya yeni anılar oluşturdukça beynimizin fiziksel yapısını değiştirmesini içerir.
Fonksiyonel esneklik, beynin, fonksiyonları beynin hasarlı bir bölgesinden diğer hasarsız bölgelerine taşıma yeteneğidir.
Nöronlar Nasıl İletişim Kurar?
Bir nöron, diğer nöronlardan sinyal alırken elektrik yükleri üretir. Bir hücreden diğerine bilgi aktarmak için nörotransmitter adı verilen kimyasalların salındığı küçük boşluklar olan sinapsların aktif kalabilmesi için güçlendirilmesi gerekir. Nöronlar arasındaki sinaptik yollar ne kadar çok kullanılırsa o kadar güçlü olur.
Sinaptik Budama
Yeni ortamlara uyum sağladıkça beynimiz kullanılmayan veya gereksiz sinir bağlantılarını da ortadan kaldırırken sık kullanılanları güçlendirip korur. Bu aktiviteye sinaptik budama denir. Beynin verimli çalışması için sinaptik budamanın uygun bir dengeyi sağlaması gerekir. Araştırmacılar, dengesiz beyin budamasının bazı psikiyatrik ve nörodejeneratif sorunlarla bağlantılı olabileceğini öne sürüyor. Yeterli budama gerçekleşmezse, beyin aşırı ve gereksiz bağlantılarla meşgul kalır ve hiperaktivite meydana gelir. Bazı çalışmalara göre birçok otizm vakasında yetersiz budamanın olduğu tespit edilmiştir. Bunun tersine, çok fazla budama, Alzheimer hastalığı ve şizofrenide bulunan bir anormallik olan nöronlar arasındaki iletişimi bozar.
Nöronlar Nasıl Büyür ve Kendilerini Onarır?
İnsan beyninde milyarlarca nöron vardır ve bunlardan bazıları insanlarda 100 yıldan fazla yaşayabilir. Kullanılmayan nöronlar apoptoz adı verilen bir süreçle zayıflar ve ölürler, ancak yeni beyin hücrelerinin yaratılması olan nörojenez yoluyla yeniden canlandırılabilirler. Glia adı verilen diğer beyin hücresi türlerinin desteği sayesinde nöronlar kendilerini sürekli olarak onarabilir, yeniden şekillendirebilir ve yenileyebilirler. Fakat bu sürecin insanda anlamlı ve olumlu etki yaratma potansiyeli çok düşüktür. Bu konuda daha detaylı araştırmalara mutlak ihtiyaç vardır. Çünkü insanları en çok etkileyen sorun, beyin hasarı sonrası tekrar fonksiyon kazanmaktır. Temeldeki ihtiyaç ve henüz gözlemleyemediğimiz, tamamen yeni nöronların oluşması veya var olan nöronların bölünerek çoğalması.
Beyninizi Nasıl Yenileyebilirsiniz?
Çocukluk dönemi öğrenme için en kritik evredir. Beyin plastisitesi yaşamımız boyunca meydana gelse de çocukların öğrenme ve bilgiyi saklama yetenekleri daha fazladır. Doğumda bebeklerin beyninde yaklaşık 2.500 sinaps bulunur. Bebeklikten 3 yaşına kadar bir çocuğun beyni 15.000 sinaps üretir. Ergenlik boyunca nöronlar zayıflar ve sinapslar %50 oranında azalır.
Erken çocukluk döneminde ve hatta daha sonra yetişkinlikte geçerli olan bu bağlantıları nasıl geliştirebilir ve koruyabiliriz?
Nöroplastisite “birlikte ateş et, bir araya bağlan” ilkesini içerir: eğer belirli nöronlar aynı anda ateşlenmeye devam ederse, sonunda fiziksel bir bağlantı geliştirecekler ve fiziksel olarak ilişkili hale geleceklerdir. Bu “deneyime-bağlı-esneklik” şu anlama gelmektedir: meditasyon, egzersiz veya bir müzik aletini çalmak gibi bir aktiviteyi ısrarla ve düzenli bir şekilde tekrar ve tekrar yaparsanız, yaptığınız işle alakalı beyninin tüm bölgelerini birbiriyle ilişkilendirecek şekilde değiştirebilirsiniz.
İster çocuk, ister ergen, ister yaşlı bir yetişkin olun, eylem ve düşünceleri
(hem olumlu hem olumsuz) tekrar ettiğinizde yeni sinir yolları oluşabilir.
Kaynakça
- Hawkins SL. William James and the “Theatre” of Consciousness. InBrain, Mind and Consciousness in the History of Neuroscience 2014 (pp. 185-206). Springer, Dordrecht.
- Mateos-Aparicio P, Rodríguez-Moreno A. The impact of the study of brain plasticity. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2019;13:66. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fncel.2019.00066/full
- Demarin, V., Morovic, S. & Béné, R. (2014). Neuroplasticity. Periodicum Biologorum, 116, 209-211.
- Liou, S. (2010, June 26). Neuroplasticity. Huntington’s Disease Outreach Project for Education, at Stanford University. Retrieved from https://hopes.stanford.edu/neuroplasticity/
- National Institute of Neurological Disorders and Stroke (n.d.) Brain Basics: The Life and Death of a Neuron. Retrieved from https://www.ninds.nih.gov/Disorders/Patient-Caregiver-Education/Life-and-Death-Neuron
- Oberman, L., & Pascual-Leone, A. (2013). Changes in plasticity across the lifespan: Cause of disease and target for intervention. Progress in Brain Research, 207, 91–120. http://doi.org/10.1016/B978-0-444-63327-9.00016-3
- Pereda, A. (2014). Electrical synapses and their functional interactions with chemical synapses. Nature Reviews Neuroscience, 15, 250–263. https://www.nature.com/articles/nrn3708
- Sukel, K. (2011, March 15). The Synapse-A Primer. http://www.dana.org/News/Details.aspx?id=43512
- Hong, S., Beja-Glasser, V. F., Nfonoyim, B. M., Frouin, A., Li, S., Ramakrishnan, S., Stevens, B. (2016, May 06). Complement and microglia mediate early synapse loss in Alzheimer mouse models. Science, 352(6286), 712-716. http://doi.org/10.1126/science.aad8373
- Sellgren, C. M., Gracias, J., Watmuff, B., Biag, J. D., Thanos, J. M., Whittredge, P. B., Perlis, R. H. (2019, February 04). Increased synapse elimination by microglia in schizophrenia patient-derived models of synaptic pruning. Nature Neuroscience, 22, 374-385. Retrieved from https://www.nature.com/articles/s41593-018-0334-7
