Νευροπλαστουργήματα

Τις 3  τελευταίες δεκαετίες οι νευροεπιστήμες περιγράφουν ως «νευρωνική πλαστικότητα» την αδιάλειπτη ικανότητα του εγκεφάλου μας να δημιουργεί νέες νευρωνικές συνδέσεις (συνάψεις) μεταξύ των εγκεφαλικών κυττάρων (νευρώνων), καθώς και τη δυνατότητα ανανέωσης αυτών των εγκεφαλικών δικτύων, όταν αρχίζουν να δυσλειτουργούν. Και, όπως θα δούμε στο παρόν και το επόμενο άρθρο, από αυτήν ακριβώς την ανανεωτική ικανότητα των νευρωνικών κυκλωμάτων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό η καλή λειτουργία των εγκεφαλικών ιστών. Διόλου περίεργο, λοιπόν, ότι οι πιο πρόσφατες ιατρικές θεραπείες που στοχεύουν στην αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση των πιο σοβαρών νευρολογικών παθήσεων, αποβλέπουν στη συστηματική ενίσχυση της ικανότητας του εγκεφάλου να αυτομεταβάλλεται ώστε να διατηρείται συνεχώς σε καλή λειτουργική κατάσταση.

Η γέννηση ενός νέου επιστημονικού πεδίου έρευνας είναι πάντα ένα αποφασιστικής σημασίας ιστορικό γεγονός, μια ριζική τομή σε σχέση με το παρελθόν: κλείνει μια σειρά από λανθασμένες εννοιολογικές και μεθοδολογικές επιλογές του παρελθόντος ενώ, ταυτόχρονα, ανοίγει άγνωστες δυνατότητες στην ανθρώπινη σκέψη και πρακτική. Μια τέτοια γνωσιακή επανάσταση βρίσκεται σε πλήρη εξέλιξη· συντελείται από τις σύγχρονες νευροεπιστήμες, οι οποίες επιχειρούν με νέες προσεγγίσεις να κατανοήσουν το πολυπλοκότερο όργανο του σώματός μας, τον ανθρώπινο εγκέφαλο.

Μέχρι πολύ πρόσφατα θεωρούσαμε τον ενήλικο εγκέφαλο μια δομικά αμετάβλητη, στατική και λειτουργικά παγιωμένη βιολογική μηχανή που παράγει, λίγο-πολύ αυτόματα, τις εγκεφαλικές λειτουργίες. Και το κυρίαρχο δόγμα στις επιστήμες του εγκεφάλου και του νου ήταν ότι οι βασικές δομές της εγκεφαλικής μηχανής, άπαξ και διαμορφωθούν από τη βρεφική-νηπιακή έως την εφηβική ηλικία, δεν μεταβάλλονται, καθώς και ότι τα νευρωνικά δίκτυα των ενήλικων εγκεφαλικών δομών τείνουν να υποβαθμίζονται προοδευτικά, οδηγώντας, κατά την τρίτη ηλικία, στον αναπόφευκτο εκφυλισμό όλων των νευροκινητικών λειτουργιών και των διανοητικών ικανοτήτων μας.

Πρόκειται για την πεσιμιστική θεώρηση της δομικής-λειτουργικής αμετατροπίας των παγιωμένων εγκεφαλικών δομών που ωστόσο αμφισβητείται ανοιχτά από μια σειρά πειραματικά και κλινικά δεδομένα. Πράγματι, τα τελευταία 40 χρόνια, η συστηματική νευρολογική διερεύνηση τόσο των δομών όσο και της ανάπτυξης του εγκεφάλου έδειξε ότι στο κεντρικό νευρικό σύστημα υπάρχουν αρχέγονα και αδιαφοροποίητα κύτταρα, τα λεγόμενα «βλαστικά» κύτταρα, τα οποία μπορούν να διαφοροποιηθούν σε νέους νευρώνες, που αντικαθιστούν κατεστραμμένους νευρώνες και συμβάλλουν στην αποκατάσταση της λειτουργίας των προβληματικών εγκεφαλικών δομών.

Εκτοτε, ολοένα και περισσότερες έρευνες -κλινικές και εργαστηριακές- επιβεβαιώνουν την επιστημονικά αιρετική και, μέχρι πρόσφατα, αμφισβητήσιμη θεωρία της διαρκούς ευπλαστότητας των δομών του εγκέφαλου, η οποία προβλέπει μια αδιάλειπτη ικανότητα εγκεφαλικής ανανέωσης μέσω της δημιουργίας νέων νευρωνικών δικτύων για την αποκατάσταση των δυσλειτουργικών ή και των κατεστραμμένων εγκεφαλικών δομών. Και, όπως θα δούμε, η επιβεβαίωση αυτής της αδιάλειπτης «νευρωνικής πλαστικότητας» (neuroplasticity) γεννά όχι μόνο νέα πολύτιμη γνώση αλλά και αδιανόητες, μέχρι πρόσφατα, ιατρικές-θεραπευτικές δυνατότητες.

Εξάλλου, όλες οι αισθητηριακές εμπειρίες μας και η ικανότητα να κατανοούμε τα όσα μας συμβαίνουν εξαρτώνται από τις λειτουργίες του εγκεφάλου μας, οι οποίες επεξεργάζονται -είτε συνειδητά είτε υποσυνείδητα- όλα τα ερεθίσματα που βιώνουμε. Μόνο μέσω των λειτουργιών του εγκεφάλου μας μπορούμε να γνωρίζουμε, να επεξεργαζόμαστε, να απομνημονεύουμε νέες πληροφορίες και να ανακαλούμε τις παλιές, ώστε να δίνουμε κάποιο νόημα σε ό,τι συντελείται γύρω μας και μέσα μας.

Η διαρκής νευροπλαστική ανάπλαση του εγκεφάλου

Ολες αυτές οι διεργασίες είναι εφικτές χάρη στην εντυπωσιακή ικανότητα διαμόρφωσης και διαρκούς τροποποίησης ενός δικτύου από περισσότερους από 86 δισεκατομμύρια νευρώνες που συγκροτούν τις εγκεφαλικές μας δομές. Οι οποίες αποτελούν ένα συνεχές και στενότατα διαπλεκόμενο νευρωνικό δίκτυο, το οποίο μεταβάλλεται συνεχώς ως απάντηση στα ερεθίσματα που δέχεται.

Αυτή η αδιάλειπτη εγκεφαλική ικανότητα δημιουργίας νέων νευρωνικών συνδέσεων (συνάψεων) και, ενίοτε, η ανανέωση των νευρικών κυττάρων (νευρώνων) περιγράφονται ως «νευρωνική πλαστικότητα». Και όπως αποδείχτηκε, τις τελευταίες δεκαετίες, αυτή ακριβώς αποτελεί την προϋπόθεση όλων των εγκεφαλικών λειτουργιών.

Αυτό αποκάλυψαν, το 1998, οι έρευνες του Ελβετού νευροεπιστήμονα Peter S. Eriksson, τα πειράματα του οποίου έδειξαν σαφώς ότι οι γερασμένοι ή μη λειτουργικοί νευρώνες μπορούν να αντικατασταθούν από νέους νευρώνες που παράγονται μέσω κυτταρικής μίτωσης: τα νευρωνικά κυκλώματα του ενήλικου εγκεφάλου μπορούν λοιπόν όχι μόνο να αναδιοργανώνονται (λειτουργικά) αλλά και να ανανεώνονται (δομικά). Επομένως, η προηγούμενη πεσιμιστική περιγραφή της ζωής των ηλικιωμένων νευρωνικών κυκλωμάτων θα πρέπει να θεωρείται πλέον ξεπερασμένη, τουλάχιστον από επιστημονική άποψη.

Τον επόμενο χρόνο, το 1999, μια άλλη σημαντική ανακάλυψη δημοσιεύτηκε στο έγκυρο περιοδικό «Science»: Οι Elizabeth Gould και Charles Gross, νευροεπιστήμονες στο αμερικανικό Πανεπιστήμιο Πρίνστον, ανακοίνωσαν ότι εντόπισαν εργαστηριακά ένα ρεύμα αδιαφοροποίητων βλαστικών κυττάρων που μετατοπίζονταν από βαθύτερες δομές στο κέντρο του εγκέφαλου προς διάφορες περιοχές του πιο εξωτερικού και πολύπλοκου εγκεφαλικού νεοφλοιού. Στη διάρκεια του ταξιδιού τους, που διαρκεί ημέρες, αυτά τα βλαστικά κύτταρα διαφοροποιούνται σταδιακά σε εξειδικευμένους νευρώνες, οι οποίοι τελικά ενσωματώθηκαν σε καθορισμένες δομές του εγκεφαλικού φλοιού, δημιουργώντας νέες συνάψεις με τους ήδη υπάρχοντες εκεί λειτουργικούς νευρώνες.

Μολονότι, κατά κανόνα, οι βασικές εγκεφαλικές δομές και οι λειτουργίες των νευρώνων που συγκροτούν αυτές τις δομές δεν μεταβάλλονται δραματικά στο μεγαλύτερο μέρος της ζωής μας, και θεωρείται πλέον επαρκώς επιβεβαιωμένη η «πλαστικότητα» όλων των νευρωνικών κυκλωμάτων του εγκεφάλου, τα οποία μεταβάλλονται -τόσο δομικά όσο και λειτουργικά- σε όλη τη διάρκεια της ζωής τους.

Πράγματι, από όλο και περισσότερες έρευνες επιβεβαιώνεται ότι ο εγκέφαλος των θηλαστικών -και ειδικά των ανθρώπων- διαθέτει μια αρκετά ευέλικτη και εύπλαστη δομή, η οποία του επιτρέπει να αναδιοργανώνεται όταν ο εγκέφαλος χρειάζεται να προσαρμοστεί σε νέα και επίμονα αναλαμβανόμενα ερεθίσματα ή όταν αντιμετωπίζει σοβαρές παθολογικές καταστάσεις.

Στη δεύτερη περίπτωση, μάλιστα, έχει αποδειχτεί επαρκώς ότι ο εγκεφαλικός ιστός διαθέτει όντως κάποιες εγγενείς αυτοθεραπευτικές ικανότητες, χάρη στις οποίες μπορεί να ανανεώνει ένα μέρος των κατεστραμμένων νευρωνικών κυκλωμάτων, ώστε να διατηρεί τις βασικές λειτουργίες του, που απειλούνται είτε από τους σοβαρούς τραυματισμούς είτε από τις καταστροφικές νευρολογικές παθήσεις (εγκεφαλικά επεισόδια, Αλτσχάιμερ κοκ.). Γεγονός που, από μόνο του, θα έπρεπε να αρκεί για να απορριφθεί ο μύθος της νευρολογικής αμετατροπίας, δηλαδή του αμετάβλητου -δομικά και λειτουργικά- ενήλικου εγκεφάλου.

Δυστυχώς, η ευρύτατη διάδοση και η άκριτη αποδοχή αυτού του επιστημονικοφανούς μυθεύματος οδηγούν στη σκοταδιστική και συχνά καταστροφική νευρολογική άποψη ότι «τα ανθρώπινα μυαλά… δεν βελτιώνονται», ειδικά όταν πάσχουν από κάποια σοβαρή εγκεφαλική νόσο! Και τα αίτια για τη διάδοση και την αποδοχή αυτού του μύθου είναι εξίσου επιστημονικά και κοινωνιοψυχολογικά.

Το νευροπλαστικό δίλημμα: ανανέωση ή πλήρης απορρύθμιση;

Οι ασθενείς που υποφέρουν από κάποιο εγκεφαλικό νόσημα σπανίως αναρρώνουν τελείως, ούτε και αποκαθιστούν τις απολεσθείσες λόγω της ασθένειας εγκεφαλικές λειτουργίες. Η αδυναμία πλήρους αποκατάστασης, παρά την εντατική θεραπεία, ίσως εξηγείται από την αυστηρά εντοπιστική ιατρική προσέγγιση των αιτιών της βλάβης. Μια θεραπευτική πρακτική που αντιβαίνει στα όσα, εν τω μεταξύ, έχουμε μάθει για τη μικροσκοπική δομή και την ικανότητα αυτοοργάνωσης του εγκεφαλικού δικτύου.

Η παραδοσιακή ιατρική προσέγγιση των ασθενειών του εγκεφάλου αντιμετωπίζει τον εγκέφαλο ως μια μηχανή και όχι ως ένα πολύπλοκο βιολογικό σύστημα που είναι αποδεδειγμένα ικανό να αυτοοργανώνεται όταν αντιμετωπίζει σοβαρά προβλήματα. Πρόκειται δηλαδή για την πολύ διαδεδομένη αλλά εσφαλμένη άποψη -που χρονολογείται από τις απαρχές της σύγχρονης επιστήμης- ότι «ο εγκέφαλος είναι σαν μια θαυμαστή μηχανή. Και ενώ οι μηχανές κάνουν πολλά εξαιρετικά πράγματα, δεν αλλάζουν ούτε αναπτύσσονται», όπως γράφει ο γιατρός Norman Doidge στο πολύ ενδιαφέρον βιβλίο του «Ο εγκέφαλος αυτομεταβάλλεται», το οποίο μόλις κυκλοφόρησε από τις εκδ. Gutenberg και θα το παρουσιάσουμε αναλυτικά στο επόμενο άρθρο.

Οπως θα δούμε στο επόμενο άρθρο, η εγγενής και δυσεξάλειπτη πλέον επιβεβαίωση της νευρωνικής πλαστικότητας του εγκεφάλου τόσο των ανώτερων θηλαστικών όσο και των ανθρώπων λειτουργεί σαν μια γέφυρα που ενώνει δύο πολύ σημαντικές, αλλά μέχρι πρότινος εντελώς αποκομμένες επιστημονικές παραδόσεις. Η παλαιότερη υποστηρίζει ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος περιγράφεται επαρκώς ως ένα πολύπλοκο βιολογικό όργανο, που αναπτύσσεται ταχύτατα μέχρι το τέλος της εφηβείας και φτάνει στο ζενίθ των δυνατοτήτων του κατά την ενηλικίωσή του, ενώ κατόπιν είναι καταδικασμένος σε σταδιακή παρακμή.

Αντίθετα, οι πιο πρόσφατες νευροεπιστημονικές έρευνες του εγκεφάλου έδειξαν ότι πρόκειται για ένα αρκετά ευμετάβλητο και δυναμικό όργανο, το οποίο διατηρεί σε όλη τη διάρκεια της ζωής του τη δυνατότητα να ανανεώνεται τόσο ως προς τις δομές του όσο και ως προς τις λειτουργίες του, ανάλογα με τα ερεθίσματα που δέχεται από το περιβάλλον του.

Με άλλα λόγια, «Ο εγκέφαλός μας αναπτύσσεται σε όλη τη διάρκεια της ζωής μας», όπως υποστηρίζει ο επιφανής Ευρωπαίος νευροεπιστήμονας Γκερντ Κέμπερμαν (Gerd Kempermann), ο οποίος, ήδη από τα τέλη του 1990, μαζί με τον Φρεντ Γκέιτζ (Fred Gage) και την Ενριέτε βαν Πράαγκ (Henriette van Praag) διαπίστωσαν πειραματικά τη μέχρι τότε ανεπιβεβαίωτη εικασία ότι η συστηματική φυσική άσκηση διεγείρει την ανανέωση και την αναγέννηση των νευρώνων, δηλαδή των βασικών κυττάρων που συγκροτούν τις δομικές και τις λειτουργικές μονάδες του εγκεφάλου μας. Με άλλα λόγια, αυτοί οι ερευνητές ανακάλυψαν πρώτοι ότι η «νευρογένεση», δηλαδή η αναπαραγωγή και η αντικατάσταση των εγκεφαλικών μας νευρώνων, διαρκεί εφ’ όρου ζωής, δηλαδή μέχρι το τέλος της ζωής μας.

Πιο πρόσφατα, μάλιστα, άλλοι νευροεπιστήμονες, στην προσπάθειά τους να εντοπίσουν τους εγκεφαλικούς μηχανισμούς και τους βιοχημικούς παράγοντες που ρυθμίζουν την αναγέννηση και τη διαρκή επικοινωνία μεταξύ των νευρωνικών δικτύων του εγκεφάλου μας, διαπίστωσαν την εφ’ όρου ζωής ικανότητα ανανέωσης του ενήλικου εγκεφάλου, η οποία εξαρτάται κυρίως από την αδιάκοπη εξάσκησή του. Προάγεται δηλαδή τόσο από τη φυσική όσο και από τη διανοητική προσπάθεια ανανέωσης ενός ενήλικου εγκεφάλου.