Psychiaters en neurologen zijn tot nu toe in de veronderstelling dat gemoedstoestanden en hersenfunktionaliteiten het gevolg zijn van vaststaande hersenstructuren maar wetenschappers hebben ontdekt dat hersenen een ongekend aanpassings potentieel hebben en dat de veronderstelling niet juist is.

In eerdere onderzoeken werd reeds ontdekt dat wanneer zicht verloren ging, de overige zintuigen zoals horen en voelen extra gevoelig werden. Maar hoe dit exact in zijn werk ging was nog niet duidelijk.

Een lange termijn studie van de Berenson-Allen Center for Noninvasive Brain Stimulation aan de Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) laat nu zien dat plotselinge en volledig verlies van zicht leidt tot aanzienlijke maar snel te herstellen veranderingen in de visuele cortex. Deze bevindingen, bekend gemaakt in de op 27 augustus 2008 uitgegeven uitgave van de Journal PLOS One, geven niet alleen inzage in hoe de hersenen het verlies van zicht compenseren maar tevens dat het in zijn geheel een veel groter aanpassingsvermogen heeft dan tot noch toe werd verondersteld.

“De capaciteiten van de hersenen om zichzelf volledig te herorganiseren zijn ongelooflijk groot” legt senior auteur Alvaro Pascual-Leone, M.D., Ph.D., directeur van de Berenson-Allen Center en hoogleraar neurologie aan Harvard Medical School (HMS). “In onze studies [waarin een groep studie subjecten met zicht werden geblindeerd voor 5 dagen], hebben we aangetoond dat zelfs in volwassen mensen, het normaliter ontwikkelde zicht systeem zeer snel aangewend wordt om gevoelens te verwerken ter compensatie van het verlies van zicht. De snelheid en dynamiek van de natuur van de veranderingen die we waar hebben genomen suggereren dat in plaats van het aanmaken van nieuwe zenuw verbindingen - wat veel tijd zou kosten- de visuele cortex capaciteiten ontbloot die normaal verborgen zijn wanneer zicht intact is”

Of, zoals eerste auteur Lofti Merabet, O.D., Ph.D. het omschrijft, “In principe, door de ogen te blinderen, ontboten we het aanpassings potentieel van de hersenen”.

De wetenschapeprs hebben eerder al aangetoond dat studie subjecten met normaal zicht wanneer ze geblindeerd worden voor 5 dagen, beter presteerden in braile tests dan niet geblindeerde controle subjecten. Later hersenscans toonden ook aan dat geblindeerde subjecten ook een dramatische verandering in de visuele cortex ondergingen.

In deze studie hebben de auteurs de oorsprong van de eerdere bevindingen te bepalen: Waren ze het resultaat van nieuw ontwikkelde zenuw verbindingen? Of waten ze onderdeel van een latent vermogen van de visuele cortex van de hersenen om zich aan te passen dat werd ontmaskerd door het verlies van zicht?

“We recruteerde 47 studie subjecten om aan de studie deel te nemen”, legt Merabet, assistent hoogleraar Oogheelkunde en Neurologie aan Harvard Medical School. “De helft van de studie deelnemers bleef volledig geblindeerd, 24 uur per dag, voor een totaal van 5 dagen onder nauwlettend toezicht door het personeel van BIDMC’s General Clinical Research Center. De andere helft werd alleen geblindeerd gedurende het testen, maar spendeerde de rest van de dag met normaal zicht. Gedurende hun verblijf ondergingen beide groepen studie deelnemers intensieve Braille scholing voor 4 tot 6 uur per dag van een professionele instructeur van de Carroll Center for the Blind.

De studie deelnemers ondergingen eveneens een serie hersenscans (bekend als fMRI of functionele magnetische resonantie imaging) zowel aan het begin als het einde van de 5 dagen durende studie periode.

Als voorspeld ontdekte de onderzoekers dat de studie subjecten die geblindeerd waren superieur waren in het leren van Braille in gevergelijking met de groep niet geblindeerde subjecten. Verder lieten de hersenscans van geblindeerde studie subjecten zien dat de visuele cortex van de hersenen extreem actief was geworden in reactie op gevoel (in vergelijking met een eerdere scan waarbij weinig tot geen reactie te zien was). 24 uur nadat de blinddoeken waren verwijderd werden de subjecten opnieuw gescand en werd ontdekt dat de visuele cortex niet meer reageerde op tactiele stimulatie - in andere woorden, het lezen van Braille activeerden nier langer “zicht” onder de studie subjecten. Uiteindelijk doormiddel van transcraniële magnetische stimulatie (TMS) om de funkties van de visuele cortex te blokkeren, lieten de onderzoekers zien dat het uitschakelen van de visuele cortex de tactiele funktie en Braille lezen verminderde na 5 dagen geblinddoekt te zijn - maar niet een dag na de blinddoek verwijderd was en nooit in de controle subjecten.

“Deze extreem snelle aanpassing laat zien dat funkties die normaal verborgen zijn in de visuele cortex van de hersenen beschikbaar komen zodra ze nodig zijn” voegt Merabet er aan toe. “We geloven dat op termijn, indien de funkties van het aanpassings vermogen in stand worden gehouden on ondersteund, ze uiteindelijk zullen leiden tot permanente structurele verandering in de hersenen.”

“Onze hersenen vangen verschillende type informatie op uit de wereld, geluiden, zicht, geur, tast sensaties” voegt Pascual-Leone er aan toe. “De beelden die we vormen benodigen het om verschillende elementen te combineren, maar de traditionele kijk op de werking van de hersenen is dat het onafhankelijk van elkaar geregeld is in zeer specialistische systemen.”

Maar, zegt hij, zoals de resultaten van het onderzoek aantonen is dat niet het geval.

“Onze studie toont aan dat de huidige kijk op de werking van de hersenen incorect is en illustreerd het potentieel van de hersenen om snel en dynamisch van structuur te kunnen veranderen”, zegt Pascual-Leone. “We hebben laten zien dat zelf in volwassenen, het normaliter ontwikkeld visuele systeem zich snel kan aanpassen om het verlies in zicht te compenseren. En we geloven dat dit eveneens mogelijk is voor alle andere soorten zintuigverlies zoals doofheid of hersenbeschandiging”.

“Our study shows that these views are incorrect and illustrate the potential for the human brain to rapidly and dynamically reorganize itself,” notes Pascual-Leone. “We have shown that even in an adult, the normally developed visual system quickly becomes engaged to process touch in response to complete loss of sight. And we believe that these principles may also apply to other sensory loss, such as deafness or loss of function following brain injury.”

Deze studie werd gefundeerd door de National Eye Institute, National Institutes of Health in Amerika.

Beth Israel Deaconess Medical Center is een van patiëntenzorg, onderwijs en onderzoek affiliate van Harvard Medical School en is blijvend in de top 4 nationale instituten van Gezondheid gewaardeerd onder verschillende ziekenhuizen in de natie. BIDMC is clinisch geaffilieerd met de Joslin Diabetes Center en is een onderzoeks partner van de Dana-Farber/Harvard Cancer Center. BIDMC is het officiele ziekenhuis van de Boston Red Sox. Bezoek voor meer informatie http://www.bidmc.harvard.edu/.

Bron: Newswise