(Margaret Kennard 1938) Hoe eerder de beschadiging, hoe groter de kans op herstel. Dit gaat niet altijd op. Het hangt ook af van de aard en plaats van het letsel. En vooral bij prenatale beschadiging of die in het eerste half jaar zijn de gevolgen voor de ongeborene of de baby veel groter en op veel meer gebieden.
1. Leeftijd.
2. Ontwikkeling van het letsel.
3. Verschil in therapie.
Beroertes, een veel voorkomende vorm van hersenbeschadiging bij ouderdom, doodt cellen door overstimulering. Een plotselinge klap is bij jongeren vaker een oorzaak voor hersenletsel.
Neuropsychologen gebruiken veel soorten tests wat een persoon met hersenletsel nog wel of niet kan en waarom.
Mensen en dieren die hersteld zijn van hersenletsel hebben meer last van achteruitgang bij stress en ouderdom.
Veel van het herstel behoeft geen structurele verandering in de hersenen, het hangt af van gedragsaanpassingen en het uitbouwen van vaardigheden die nog resten, ook al zijn ze aangetast. Na hersenletsel worden soms neuronen die ver van de plaats van beschadiging liggen inactief omdat ze geen input meer krijgen. Herstel hangt gedeeltelijk af van het opnieuw stimuleren van deze neuronen door medicijnen.
Een doorgesneden axon in het perifere zenuwstelsel van een zoogdier kan herstellen. Bij vissen treedt herstel van axonen ook op in het centrale zenuwstelsel. Een oorzaak voor dit verschil is dat het centrale zenuwstelsel van een volwassen zoogdier proteïnen produceert die de groei van axonen inhiberen.
Wanneer een stel axonen sterft zullen naburige axonen onder bepaalde omstandigheden nieuwe vertakkingen maken om de vacante synapses te bedienen.
Wanneer veel axonen die een postsynaptisch neuron bedienen inactief worden kan een neuron gaan reageren op andere axonen.
1. Aangeleerde aanpassingen in gedrag.
2. Terugkeer van normaal functioneren door onaangetast neuronen, reductie van diaschisis.
3. Regeneratie van vernietigde axonen bij vissen in het perifere en centrale zenuwstelsel, bij volwassen zoogdieren alleen in het perifere zenuwstelsel.
4. Veranderingen van de synapses in de hersenen; sprouting en denervation supersensitivity .
Ervaringen kunnen de verbindingen in de cerebrale cortex vormgeven. (b.v. iemand die braille leest heeft aan het eind van een werkdag een groter hersengedeelte dat de wijsvinger representeert dan aan het eind van een vakantiedag) Hoe kan dat zo snel? Dit grootteverschil zou kunnen komen door collaterale sprouting, maar omdat het soms zo snel gebeurt kan het ook een gevolg zijn van toegenomen responsen door de postsynaptische neuronen. Sensorische axonen veroorzaken sterke effecten op sommige neuronen en geven bij-effecten op nabijgelegen neuronen. Een pure aanpassing van synaptische kracht kan de hersenrepresentatie van een sensorisch signaal veranderen.
Een grotere en meer permanente synaptische verandering kan plaatsvinden bij het verlies van gevoel uit een deel van het lichaam (b.v. bij amputatie van een vinger; het representatiegebied van de geamputeerde vinger neemt af, terwijl dat van de andere vingers toeneemt omdat zij de taken overnemen).
Neurowetenschappers hebben lang aangenomen dat corticale representatie samenhing met verplaatsing van de representatie van axonen. Maar toen ontdekten onderzoekers in de cerebrale cortex van apen van wie een ledemaat al 12 jaar gevoelloos was dat het gebied dat vroeger dit lid representeerde nu het gezicht vertegenwoordigde. Het was onaannemelijk dat axonen uit het gezichtsgebied van de cortex sprouts had laten groeien over een corticale afstand van 10 – 14 mm. Later onderzoek wees uit dat na een amputatie van een hand of been de axonen niet alleen sprouts vormen in de cortex, maar ook in het ruggemerg en de Stuvia.com - De Marktplaats voor het Kopen en Verkopen van je Studiemateriaal 28 hersenstam. Verandering van responsiviteit van corticale cellen zien we niet alleen terug in de cortex zelf, maar in het hele sensorische pad.
Hebben die veranderingen in de cerebrale cortex na een amputatie nut? Waarschijnlijk niet. Mensen die substantiële corticale veranderingen hebben na een amputatie hebben meestal last van pijn in het niet meer aanwezige lichaamsdeel.
De corticale verandering als gevolg van amputatie zijn waarschijnlijk alleen maar een extreem en schadelijk aspect van eenop zichzelf nuttig proces; de aanpassing van representatie in de hersenen van het wel- of niet gebruiken van lichaamsdelen.
Een postsynaptische cel, die geen input krijgt wordt gevoeliger voor de neurotransmitter. Er ontstaan additionele receptoren over een breder gebied van de oppervlakte. Verhoogde gevoeligheid voor een neurotransmitter na de vernietiging van binnenkomende axonen heet denervation supersensivity. Verhoogde gevoeligheid als resultaat van inactiviteit van binnenkomende axonen heet disuse supersensivity. De overgevoeligheid is veel groter dan je op grond van de uitbreiding van het aantal receptoren zou verwachten.
Overgevoeligheid heeft dus waarschijnlijk nog meer oorzaken die we nog niet kennen.
Een manier om denervation supersensivity aan te tonen is het inspuiten van 6-hydroxydopamine in de hersenen. 6-OHDA is een chemische simulator voor dopamine en norepinephrine. De neuronen die deze transmitters afscheiden herkennen de stof (ten onrechte) , nemen hem op en sterven door vergiftiging. De postsynaptische cellen reageren op de afgenomen dopamine-input door vermeerdering van dopaminereceptoren aan de kant waar de injectie werd gegeven.
Zulke veranderingen dragen bij aan herstel omdat neuronen versterkt reageren op de afgenomen hoeveelheid dopamine die na de beschadiging nog afgescheiden wordt.
Een rat die 4 weken na de 6-OHDA injectie geïnjecteerd werd met amphetamine (zorgt voor toegenomen dopamineafscheiding): toegenomen dopamineafascheiding in het intacte deel van de hersenen, maar niet in het beschadigde (want daar waren de dopamine axons weg).
Bij inspuiting met apomorphine (stimuleert direct de dopaminereceptoren) werden de receptoren in het beschadigde deel meer gestimuleerd (denervation supersensivity).
Verschijnselen van de ziekte van Parkinson doen zich pas voor wanneer al een heel groot deel van de dopamine bevattende axons uit de substantia nigra vernietigd zijn. Eerst vangen overgebleven axonen de afsterving op door zelf meer dopamine af te scheiden. Dan worden de receptoren van de postsynaptische membranen overgevoelig en soms pas wanneer meer dan 75 % of zelfs 80 of 90 % van de originele axonen verdwenen is komen de symptomen voor de ziekte van Parkinson.
Na vernietiging van een stel axonen reageren de cellen die voorheen hun input kregen van de vernietigde axonen door de afscheiding van chemicaliën zoals nerve-grow-factor. Deze chemicaliën zorgen er voor, dat Stuvia.com - De Marktplaats voor het Kopen en Verkopen van je Studiemateriaal 27 praktisch onbeschadigde axonen nieuwe vertakkingen (collateral sprouts) gaan vormen. Die hechten zich aan de vacante synapses. Na verloop van maanden hebben deze “spruiten” de taak overgenomen. “Spruiten” is waarschijnlijk een normaal verschijnsel en niet iets dat alleen in antwoord op hersenbeschadiging voor komt. De hersenen verliezen voortdurend oude synapses en er ontspruiten nieuwe takken in hun plaats.
Soms spruit een niet- gerelateerde axon om een vacante plaats in te nemen. Dit is niet alleen zinloos, maar kan ook schadelijk zijn, omdat het axon onjuiste informatie doorgeeft. In andere gevallen betreft het nauw gerelateerde axonen. B.v. na een vernietiging in de verbinding van de linker hyppocampus naar de linker enthoriale cortex (het dichtstbij gelegen deel van de cerebrale cortex) ontwikkelen zich sprouts vanuit de rechter enthoriale cortex. Hun ontwikkeling duurt een paar dagen en dan herstelt het gedrag zich ook.
Wanneer deze sprouting beschadigd wordt heeft dit grote invloed op het gedrag.
Herstel van hersenletsel kan verder gestimuleerd worden door gangliosides. Dit is een soort glycolipiden, die carbohydrate en vetmoleculen verbindt.
Hoewel een vernietigd cellichaam niet vervangen wordt groeien axonen onder bepaalde omstandigheden weer aan. Een neuron van het perifere zenuwstelsel heeft zijn cellichaam in het ruggenmerg en een axon die naar de periferie gaat. Wanneer zo'n axon platgedrukt wordt, groeit zo'n axon weer aan met een snelheid van ± 1 mm per dag. Wanneer de myelineschede nog intact is neemt het weer het myelinepad naar zijn oorspronkelijke doel. Een sensorische zenuw loopt naar een sensorische receptor en een motorische zenuw loopt naar een spier. Wanneer het axon is doorgesneden en het myelinepad niet meer intact is kan het b.v. zijn dat een motorneuron naar een verkeerde spier loopt.
In het volwassen brein en ruggenmerg van zoogdieren regenereren vernietigde axons maar over heel kleine afstanden. Daarom zijn verlammingen, veroorzaakt door beschadigingen aan het ruggenmerg blijvend (hoewel er bij bepaalde vissoorten wel herstel optrad).
Waarom herstellen axonen zich in het centrale- en perifere zenuwstelsel van vissen en in het perifere zenuwstelsel van zoogdieren, maar niet in het centrale zenuwstelsel van zoogdieren? Er zijn een aantal mogelijkheden misschien vormt zich te veel littekenweefsel na een doorsnijding. Er zijn pogingen gedaan om littekenweefselvorming tegen te gaan, maar het heeft nog nooit geleid tot herstel van beschadiging in het ruggenmerg.
Een chemische verklaring luidt; axonen van volwassen zoogdieren groeien niet zo gemakkelijk als axonen van foetussen. Bovendien vormen het centrale en perifere zenuwstelsel van volwassen zoogdieren proteïnen die de groei van axonen inhibeert. Na een beschadiging aan een perifere zenuw maken de glia-cellen in de periferie chemicalieën die de werking van de normale groei-inhibitie proteïnen te niet doen, maar de gliacellen in het centrale zenuwstelsel doen dat niet. Toen onderzoekers een antilichaam tegen groei-inhibitie proteïnen bij een rat inspoten veroorzaakte dit eengroei over een groot gedeelte van de doorsnijding van het ruggenmerg van de rat, zodat de rat weer gedeeltelijke controle kreeg over zijn achterpoten. Deze chemicaliën kunnen ooit misschien een hemiplegia-patient helpen; dit zijn mensen die eenzijdig verlamd zijn door een gedeeltelijke doorsnijding van het ruggenmerg. Wanneer het ruggenmerg volledig doorgesneden is kunnen de axonen de afstand nooit overbruggen.
Gedragsafwijkingen zijn niet alleen het gevolg van het verlies van cellen. Gewoonlijk zorgen axonen van een neuron voor de stimulatie die ook andere neuronen actief houdt. Wanneer die neuron vernietigd is krijgen die andere neuronen geen input meer en worden minder actief. Wanneer eengebied in de rechter hemisfeer b.v. vernietigd is wordt het corresponderende gebied in de linker hemisfeer ook minder actief. Diaschisis (Gr. =er uit schudden) verwijst naar de afgenomen activiteit van overgebleven neuronen.
Wanneer diaschisis een belangrijke bijdrage levert aan gedragsstoornissen dan kunnen stimulerende medicijnen bijdragen aan herstel.
Dit blijkt bij proeven met ratten en katten ook het geval. Tranquillizers die de eerste drie weken na een hersenbeschadiging soms worden gegeven blijken gedragsherstel in de weg te staan. Daarom moet er zo zuinig mogelijk worden voorgeschreven.
Iemand die een gedeelte van zijn gezichtsvermogen heeft verloren en alleen nog maar iets ziet dat recht voor hem is kan leren zijn hoofd meer heen en weer te bewegen. Soms blijkt een verloren gewaande functie er nog te zijn (een aap, die geen gevoel meer in 1 voorpoot had (deafferented) gebruikte hem niet meer, hoewel zijn spieren nog intact waren.
Hij vond het gemakkelijker om op 3 poten te lopen.
Toen zijn andere voorpoot ook geen gevoel meer had gebruikte hij ze allebei weer). Zo zijn er ook mensen die het gemakkelijker vinden een beschadigde functie niet meer te gebruiken.
Ze kunnen eigenlijk meer dan ze denken en doen. Therapie kan hen dat laten inzien en hen aansporen alle mogelijkheden te gebruiken.
