Gelişimsel ve Plastisite Nörobilimi
Gelişimsel ve plastisite nörobilimi, sinir sisteminin gelişim sırasında nasıl inşa edildiğini ve deneyim, yaralanma ve yaşlanmaya yanıt olarak yaşam boyunca nasıl değişmeye devam ettiğini incelemektedir. Nöronların oluşumunu ve farklılaşmasını, devrelerin bağlanmasını ve bu devrelerin aktivite ile yeniden şekillendirilme kapasitesini birbirine bağlamakta, beyni sabit bir yapıdan ziyade bir araya getirilen ve sürekli olarak yeniden şekillendirilen bir yapı olarak ele almaktadır.
Tanım
Gelişimsel ve plastisite nörobilimi, sinir sistemini oluşturan ve devrelerinin gelişim, olgunluk, yaşlanma ve yaralanmadan iyileşme süreçleri boyunca aktivite ve deneyimle değiştirilmesine olanak tanıyan süreçlerin incelenmesidir.
Kapsam
Bu alan, okuyucuyu sinir dokusunun yaşam döngüsü boyunca yönlendirmektedir: nöronların nasıl oluştuğu ve özelleştiği, zamanla sınırlı kritik dönemlerin nasıl açılıp kapandığı, deneyimin kalıcı devre değişikliklerini nasıl tetiklediği, yaşlanan beynin nasıl gerilediği ve korunduğu ve hasar sonrası fonksiyonun nasıl geri kazanılabileceği konularını ele almaktadır. Nörobilim içinde temel bir bilim alanının referans niteliğinde bir genel bakışını sunmakta olup, klinik rehberlik sağlamamaktadır.
Alt konular
Temel sorular
- Nöronlar nasıl oluşur, özelleşir ve işlevsel devrelere nasıl bir araya getirilir?
- Bazı öğrenme ve devre rafinasyonu biçimleri neden zamanla sınırlı kritik dönemlerle kısıtlıdır?
- Deneyim, sinir devrelerinde kalıcı yapısal ve işlevsel değişiklikleri nasıl bırakır?
- Yaşlanan beynin gerilemesini ne tetikler ve onu hangi süreçler korur?
- Sinir sistemi, yaralanma sonrası fonksiyonu hangi mekanizmalarla geri kazanır?
Anahtar kavramlar
- Nörogenez ve nöronal farklılaşma
- Aktiviteye bağlı devre rafinasyonu
- Kritik ve hassas dönemler
- Deneyime bağlı plastisite
- Sinaptik plastisite
- Beyin yaşlanması ve yaşlanmanın özellikleri
- Fonksiyonun geri kazanımı ve nörorehabilitasyon
Mekanizmalar
Yaşam döngüsü boyunca aynı mantık tekrar etmektedir: sinir devreleri desenli aktivite ile şekillenmektedir. Gelişim sırasında, nöronlar oluşmakta ve farklılaşmakta, ardından aksonları uzatmakta ve elektriksel aktiviteye göre budanan ve rafine edilen sinapslar oluşturmaktadır, böylece erken yapı kullanım ile şekillenmektedir (Katz & Shatz, 1996). Belirli pencereler içinde, inhibitör devreler olgunlaştıkça ve moleküler frenler biriktikçe plastisite artmakta ve ardından kısıtlanmakta, bu da kritik dönemleri üretmektedir (Hensch, 2005). Olgun beyinde, deneyim sinaptik gücü ve bağlantıyı değiştirmeye devam ederken, yaşlanma bu kapasiteyi aşındıran ilerleyici bir dizi hücresel ve moleküler değişikliği beraberinde getirmektedir (Lopez-Otin ve ark., 2013). Yaralanma sonrası, kalıntı plastisite fonksiyonun kısmi iyileşmesini desteklemekte olup, nörorehabilitasyonun temelini oluşturmaktadır (Langhorne ve ark., 2009).
Klinik önem
Bu alandaki ilkeler, klinisyenlerin ve bilim insanlarının nörogelişimsel durumları, yaşa bağlı bilişsel gerilemeyi ve inme veya beyin hasarı sonrası iyileşmeyi nasıl anladıklarının temelini oluşturmaktadır. Bu madde, bu alanları bilgilendiren biyolojiyi ve rehabilitasyonun plastisiteyi nasıl kullandığını açıklamaktadır; mekanizmalar hakkında referans materyalidir ve bireysel tanı veya tedavi kararları için bir temel değildir.
Kanıt ve kılavuzlar
Bu alandaki kanıtlar, gelişim ve plastisitenin temel hayvan ve hücresel çalışmalarını, insan görüntüleme ve lezyon çalışmalarını ve rehabilitasyonun klinik çalışmalarını kapsamaktadır. Sistematik derlemeler, inme sonrası motor iyileşme ve bunu destekleyen müdahaleler hakkında bilinenleri özetlemektedir (Langhorne ve ark., 2009).
Tarihçe
Alan, duyusal deneyimin gelişmekte olan korteksi şekillendirdiğini gösteren yirminci yüzyıl çalışmalarından doğmuştur; en ünlüsü, kortikal plastisitenin zamanla sınırlı pencerelerini gösteren Hubel ve Wiesel'in yavru kedilerdeki görsel yoksunluk çalışmalarıdır. Yetişkin nörogenezinin keşfi, kritik dönemlerin moleküler olarak incelenmesi ve yaşlanmanın tanımlanabilir bir dizi özellik olarak çerçevelenmesi, alanı sinir sisteminin nasıl inşa edildiği, korunduğu ve yeniden şekillendirildiği hakkında yaşam boyu bir açıklama haline getirerek genişletmiştir.
Öne çıkan isimler
- Carla Shatz
- Takao Hensch
- David Hubel
- Torsten Wiesel
İlgili konular
Temel eserler
- katz-shatz-1996
- hensch-2005
- lopez-otin-2013
Sıkça sorulan sorular
- Beyin gelişim sonrası sabit midir, yoksa değişmeye devam eder mi?
- Değişmeye devam etmektedir. Geniş mimari gelişim sırasında oluşsa da, devreler yaşam boyunca deneyimle değiştirilebilir kalmaktadır ve kalıntı plastisite öğrenmeyi ve yaralanma sonrası kısmi iyileşmeyi desteklemektedir, ancak değişim kapasitesi genellikle yaşla birlikte azalmaktadır.
- Bu alan, nörogelişimsel ve nörodejeneratif hastalıklarla nasıl ilişkilidir?
- Devrelerin nasıl oluştuğu, adapte olduğu ve gerilediği hakkında temel biyolojiyi sağlamaktadır, bu da bozuk gelişim ve yaşa bağlı dejenerasyonun nasıl anlaşıldığının temelini oluşturmaktadır; alanın kendisi klinik rehberlikten ziyade mekanistik referans materyalidir.