Hersenen en plasticiteit

Tot zo’n tien jaar geleden dachten neurobiologen dat de hersenen statisch waren; dat er na een flexibel begin uiteindelijk alleen maar hersencellen afstierven. Dit blijkt echter niet te kloppen. De hersenen blijven hun hele bestaan plastisch. De hersenen hebben soms meer weg van een gas dan van een vaste stof. In gevoelige perioden – de baby- en kinderfase – gaat het leren natuurlijk wel beter. Zo bestaan er allerlei kritische fasen voor het visueel systeem waarin je dingen met leren, anders lukt het nauwelijks meer. Hierbij draait het voornamelijk om het aanleggen en trainen van netwerken. Na het aanleggen is het lastiger om grote veranderingen aan te brengen.

Dat het brein je hele leven door gedeeltelijk plastisch blijft, heeft meerdere oorzaken. Ten eerste veranderen de synapsen. De spines op de dendrietenboom – dit zijn de uitstulpingen van een dendriet: plaatsen waar contacten worden gemaakt met synapsen van cellen die verderop liggen – blijken namelijk permanent te bewegen. Waarschijnlijk maken die spines continu nieuwe contacten en breken andere weer af. Ten tweede verschijnen er af en toe nieuwe cellen. Toch bereiken je hersenen na je tiende levensjaar ongeveer de toestand waarin ze je hele verdere leven blijven functioneren. Het zou ook ondoenlijk zijn een systeem te maken dat om de drie jaar volledig wordt vervangen en waarmee je toch tachtig jaar aan herinneringen en kennis kunt behouden. Als je eenmaal dingen hebt geleerd, wil je dat ook stabiel houden.

Dat de hersenen mogelijkheden hebben om te corrigeren, is gedeeltelijk een verdienste van de complexiteit van het geheel. Ons zenuwstelsel is zo groot dat er ook meer mogelijkheden tot herstel bestaan. “Bij een slak is het aantal cellen dat een functie uitvoert zo klein dat je ze makkelijk kunt tellen. Die functie verdwijnt direct wanneer een paar cellen afsterven. De principes van leren zijn vergelijkbaar zolang het de activiteit van enkele cellen en synapsen betreft. Plasticiteit op een hoger niveau, dus overname van hogere functies, voor zover die al in dergelijke dieren aanwezig zijn, zijn uiterst schaars. Of de mens de mogelijkheden om de hersenen te herstellen ten volle uitbuit, weten we niet. Maar het feit dat je functies kunt overnemen is al heel wat.

De continue veranderingen in de hersenen maken het natuurlijk niet makkelijker om de zaak te bestuderen. Als je eenmaal weet welke stimulus specifieke herstelprocessen in gang zet, kun je hiermee eventuele problemen verhelpen. In een heleboel gebieden is op deze manier ‘reparatie’ mogelijk. Hoewel dit vaak niet op grote schaal werkt, brengt dit inzicht toch hoop op functionele toepassingen. Vooral de farmaceutische industrie onderzoekt deze mogelijkheden om in te grijpen in de hersenen.