03. Plasticitet og udvikling med udgangspunkt i plasticitet vist ved dyreforsøg

Gazzaniga, S. M, et. al. (2002). Cognitive Neuro-science. The Biology of the Mind (2. udg.). Kap. 6. New York: Norton.

Neurogenesen:

Her er en stor plasticitet i løbet af den prænatale udvikling, når neuroner deler sig og migrere og specialiseres. Synapseforstærkning/svækkelses mekanismer kan formentlig være medvirkende til plasticitet og ændringer i hjernens struktur.  

Sensitive/kritiske perioder:

Er perioder hvor lokal kortikale forbindelser kan påvirkes af ydre betingelser, når disse er ’overstået’ er hjernen meget lidt plastisk. Indenfor de første 5 leveår. 

Læsioner:

Hvis hjernevæv bliver skadet efter den kritiske perioder, kan nyt væv/neuroner ikke genereres og der bliver heller ikke skabt nye forbindelser. (gammeldags hypotese) Dyreforsøg har dog vist en grad af plasticitet efter de kritiske perioder. 

Modalitet-omdirigering:

Dyreeksperimenter skulle undersøge om perceptionsmodaliteten formes af de sanse-neurale input det modtager. (figur 15.23)

I nyfødte fritter omdirigerede man de retinale axoner (der normalt går til superior colliculus) til det auditive nucleus  i thalalmus, den mediale geniculate nucleus (MGN) i den ene hemisfære mens den anden hemisfære forblev uberørt og virkede som kontrol.  Neuroner i MGN sender deres axoner til det auditive cortex selv i den omorganiserede hjernehalvdel. Da disse fritter blev voksne fandt man at neuroner i det auditive cortex i den omorganiserede hjernedel udviser mange egenskaber/karakteristika som visuelle neuroner har når de responderer på visuel stimuli, og var organiseret i et retinotopisk kort over visuelt rum. Altså disse auditive neuroner opførte sig som visuelle neuroner. For finde at ud af hvad fritter perciperede trænende forskerholdet dem til at skelne imellem lyd og visuel stimuli. De trænede kun den uberørte hemisfærer i forsøget. Når opgaven var indlært, præsenterede forskerne frittens omdirigerede hjernehalvdel for den visuelle stimuli, og resultatet var at dyrene opførte sig som om at stimulien var visuel, (men at det var det oprindelige auditive hjerne område der var aktivt?) hvilket betyder at dyrene opfattede perceptionen som visuel og  var drevet af det omdirigerede input til cortex, og ikke af det oprindelige auditive præspecifikation af neuronerne.  

Dette forsøg viser at kortikal specialisation bestemmes (i hvert fald delvis) af den slags sanseinput der sendes til cortex, eller afferente sanseforbindelser fortæller cortex hvordan den skal opfører sig. (obs figur 15.23 – det er jo kun halvdelen af venstre visuelle felt der går til auditorisk cortex.) 

Den kortikale forstørrelsesfaktor:

Det faktum at nogle kropslige områder har større repræsentationsområder i cortex (homonkulus) end andre. Fx. har fingerspidser og ansigt større repræsentationer end arme o.lign.  

Somatotopy:

Det faktum at finger repræsentationerne ligner den måde/rækkefølge fingrene i virkeligheden sidder på. Disse repræsentationer kan siges at være kognitive mapper som vi indordner vores perceptioner i efter. 

Somatosensorisk funktionel plastcitets-forsøg:

Merzenich og Kaas lavede forsøg hvor de periferiske receptorer og nerver er blevet manipulerede i voksne dyr. Ved at klippe nerver der sender signaler til en del af en legemsdel (hånd?) ved at stoppe den normale relation i mellem nærliggende dele af legemsdelen (fx. At sy to fingre sammen på den ene hånd) eller ved at ændre de krav som det somatosensoriske system ved at bruge en legemsdel markant mere end ellers (louise: fingrene der rør skiven mens den kører rundt?).  

De fandt, at når nerveforbindelserne der går til en finger, stoppes/forhindres (hos en  abe) så vil de relevante dele af cortex ikke længere responderer når fingeren berøres. I stedet vil den del af cortex der nu er blevet ’arbejdsløs’ efter kort tid begynde, at respondere på signaler fra den ’nærsiddende’ finger. De nærliggende kortikale områders beskæftigelse indgriber i det arbejdsløse område. Konklusionen der må drages er at hjernen i den grad er funktionelt plastisk!  

Audiotiv funktionel plasticitet:

Merzenich & Recanzone trænende ugleaber(?) til at lave en tone-diskriminisationsopgave for diverse. Det viste sig at aber der havde trænet denne opgave havde en øget kortikal repræsentation for disse frekvenser i det auditive cortex. 

Visuel funktionel plasticitet:

Gilbert & Wiesel viste, at det visuelle cortex også har en slags ’humonkulus’ repræsentation af det visuelle rum/verden (af alt man kan se eller af retina?) der kaldes retinotopisk organisation. Hvis et punkt på retina stimuleres er netop dette punkt repræsenteret i den visuelle cortex. De lavede skader på retina for at se hvad der så skete med den visuelle kortikale repræsentation. (obs. Når én specifik neuron ’optages’ så responderer den neuron på en stimulus i den virkelige verden – tidligt i det visuelle system responderer kun på et smalt defineret felt i den visuelle verden – neuronens receptive felt.) Gilbert & Wiesel fandt at de nærliggende receptive felter overtager det ødelagte felt næsten umiddelbart efter at det er blevet skadet. Efter nogle måneder var det kortikale område i det visuelle cortex der før responderede på det nu ødelagte receptive felt, optaget af signaler fra de nærliggende repræsentationer af receptive felter. Dog vil forbindelsen gennem lateral geniculate nucleus i thalamus fortsat være sat ud af drift! 

Funktionel plasticitet:

Effekterne der ses skyldes formentlig ikke en reorganisering i de kortikale forbindelser, snarer skyldes det formentlig at neuronernes receptive felter overlapper mere end hvad der er synligt når der blot måles på en enkelt neuron. Normalt kommer dette overlap/sekundære input ikke sansemæssigt til udtryk – vi oplever fx. Ikke at vores synsfelter overlapper, vi ser ikke dobbelt eller lign., men hvis der er en skade i det primære input, så træder det sekundære i kraft – det bliver funktionelt.  

Perspektivering:

Kritiske perioder og plasticitet hos mennesker.

(fjernelsen af den ene hjernehalvdel og Genie i skabet)

Skriv et svar

Udfyld dine oplysninger nedenfor eller klik på et ikon for at logge ind:

WordPress.com Logo

Du kommenterer med din WordPress.com konto. Log Out / Skift )

Twitter picture

Du kommenterer med din Twitter konto. Log Out / Skift )

Facebook photo

Du kommenterer med din Facebook konto. Log Out / Skift )

Google+ photo

Du kommenterer med din Google+ konto. Log Out / Skift )

Connecting to %s