Plastisitas saraf, juga dikenal sebagai neuroplastisitas dan dengan berbagai nama lain, adalah perubahan struktur, fungsi dan organisasi neuron, atau sel saraf, sebagai respons terhadap pengalaman baru. Ini secara khusus mengacu pada penguatan atau pelemahan koneksi saraf atau penambahan sel saraf baru berdasarkan rangsangan luar. Proses-proses ini bertanggung jawab untuk pembelajaran, pembentukan respons yang tepat terhadap peristiwa eksternal dan, dalam beberapa kasus, pemulihan dari cedera otak. Plastisitas saraf adalah salah satu aspek terpenting dari bidang ilmu saraf modern dan studinya mengarah pada pemahaman yang lebih baik tentang perkembangan otak, pembelajaran, dan rehabilitasi pasien cedera otak, antara lain.
Mekanisme
Neuron terdiri dari badan sel, dengan satu atau lebih struktur bercabang yang dikenal sebagai dendrit dan perpanjangan seperti serat yang panjang, yang dikenal sebagai akson. Dendrit terutama menerima sinyal dari organ sensorik dan neuron lainnya. Akson mengirimkan sinyal ke dendrit sel saraf tetangga melalui celah kecil yang disebut sinapsis. Komunikasi melintasi celah ini diaktifkan oleh bahan kimia yang disebut neurotransmiter. Ada tiga mekanisme luas dimana plastisitas saraf dapat terjadi.
Perubahan anatomi melibatkan perubahan fisik pada neuron, seperti pertumbuhan aksonal, di mana akson menghasilkan ujung saraf baru yang terhubung ke jalur lain dalam sistem saraf. Ini dapat memperkuat koneksi yang ada atau membantu memperbaiki bagian sistem saraf dengan memulihkan jalur saraf yang rusak ke fungsi penuh. Perubahan neurokimia dapat melibatkan, misalnya, meningkatkan atau menurunkan produksi neurotransmiter. Perubahan metabolik mungkin melibatkan fluktuasi tingkat nutrisi yang dikonsumsi oleh bagian otak.
Plastisitas juga dapat melibatkan penghapusan koneksi. Jalur saraf lama yang sudah lama tidak digunakan bisa mati. Proses ini dikenal sebagai pemangkasan sinaptik dan memungkinkan koneksi saraf yang tidak lagi berguna untuk dihapus, sementara koneksi yang lebih berguna diperkuat.
Memori, Pengembangan, dan Pembelajaran
Plastisitas saraf sangat penting untuk perkembangan otak, pembentukan ingatan dan kemampuan untuk belajar dari pengalaman. Otak membutuhkan kapasitas untuk mengubah dan mengatur ulang dirinya sendiri untuk menyimpan informasi dan untuk sampai pada respons terbaik terhadap kejadian di luar. Terutama di tahun-tahun awal, ini melibatkan pembentukan banyak koneksi dan jalur baru. Pada bayi yang baru lahir, ada sekitar 2,500 sinapsis untuk setiap neuron di korteks serebral, lapisan terluar otak. Selama dua sampai tiga tahun pertama kehidupan, ini meningkat secara dramatis menjadi sekitar 15,000, tetapi pada usia dewasa, jumlahnya menurun menjadi sekitar setengah jumlah itu karena pemangkasan sinaptik, karena jalur yang tidak digunakan dihilangkan.
Sepanjang hidup, hubungan antara akson yang mengirim sinyal dan dendrit yang menerimanya diperkuat dan dilemahkan. Jika koneksi tertentu sedang banyak digunakan, itu akan diperkuat. Mungkin luas permukaan dendrit akan meningkat atau lebih banyak neurotransmiter akan diproduksi. Sebaliknya, jika koneksi tidak banyak digunakan, koneksi mungkin melemah. Dengan cara ini, jalur yang paling penting didorong.
Pernah diyakini bahwa plastisitas saraf hanya ada pada individu yang sangat muda dan begitu jalur saraf terbentuk, jalur saraf tersebut ditetapkan dan tidak dapat diubah. Studi otak modern, bagaimanapun, telah mengungkapkan bahwa saraf terus mengatur ulang diri mereka sendiri sepanjang perjalanan hidup. Hal inilah yang membuat manusia mampu beradaptasi dengan berbagai keadaan; fisiologi otak berubah sebagai respons terhadap pengalaman. Koneksi baru dapat terbentuk pada setiap tahap dalam kehidupan, sejalan dengan pemangkasan yang lama, yang tidak digunakan, memungkinkan orang untuk mendapatkan pengetahuan dan mengambil keterampilan baru bahkan pada usia lanjut.
Pemulihan dari Kerusakan dan Aplikasi Medis
Karena kemampuan sel-sel saraf untuk merestrukturisasi dan mengatur ulang diri mereka sendiri, kerusakan pada otak atau aspek lain dari sistem saraf tidak selalu permanen. Area neuron yang sehat terkadang dapat mengambil alih fungsi bagian yang rusak. Dengan cara ini, korban cedera otak atau stroke, dalam beberapa kasus, dapat memulihkan setidaknya sebagian dari fungsi yang hilang.
Pada 2013, banyak penelitian berfokus pada penggunaan plastisitas saraf untuk tujuan medis. Ada banyak penyakit yang berbeda dari otak dan saraf yang sangat mengganggu kognisi, memori, mobilitas atau kemampuan lain dari mereka yang menderita penyakit tersebut. Pemulihan alami parsial yang dialami oleh beberapa korban stroke dan cedera otak mungkin dapat diperpanjang dan ditingkatkan dengan intervensi medis untuk memandu reorganisasi neuron. Cerebral palsy dan penyakit Alzheimer adalah contoh gangguan otak yang berpotensi dapat diobati melalui plastisitas saraf terpandu. Salah satu bidang yang mungkin dikembangkan di masa depan adalah penggunaan sel induk saraf untuk menghasilkan sel dan jalur saraf baru, sebuah teknik yang mungkin mengarah pada pengobatan yang berhasil untuk berbagai gangguan dan cedera otak.