Plastisitas Otak (TM 1) PDF

Neuroplastisitas  PLASTISITAS  Plastisitas  plasticity, berasal dari bahasa Yunani “plaistikos” yang berarti “to form” (membentuk)  Kemampuan untuk belajar, mengingat dan juga melupakan atau kapasitas otak untuk reorganisasi dan recoveri dari cedera/kerusakan ...

Neuroplastisitas  PLASTISITAS  Plastisitas  plasticity, berasal dari bahasa Yunani “plaistikos” yang berarti “to form” (membentuk)  Kemampuan untuk belajar, mengingat dan juga melupakan atau kapasitas otak untuk reorganisasi dan recoveri dari cedera/kerusakan  Otak manusia terbukti sangat adaptif dan plastis serta dapat mengadakan perubahan struktural dan fungsional apabila diberikan stimulasi lingkungan  Stimulasi lingkungan  berupa stimulasi sensoris diterima oleh individu sebagai sebuah pengalaman & respon tindakan (sensorimotor)  Ternyata aktivitas di otak juga meningkat pada saat membayangkan gerakan (mental practice), tanpa harus melakukan aktivitas Plastisitas Central vs perifer  Central: neuron yang fungsinya utuh mengambil alih fungsi neuron yang tidak lagi ada (rusak) tetapi target di perifernya masih ada  Perifer: neuron yang masih utuh berubah dari fungsi awalnya mengadopsi fungsi dari area sekitarnya yang fungsinya tidak hilang  Kapasitas dari sistem saraf pusat untuk beradaptasi & memodifikasi organisasi struktural & fungsional terhadap kebutuhan, yang bisa berlangsung terus sesuai kebutuhan dan atau stimulasi  Mekanisme ini merupakan mekanisme kompleks yang melibatkan: perubahan kimia saraf, kelistrikan saraf, penerimaan saraf, perubahan struktur neuron saraf, reorganisasi otak, dll.  Tidak hanya terjadi pada kerusakan otak seperti stroke, trauma kepala dll, dan pada degenerasi otak seperti pikun, alzheimer, tapi perlu diingat plastisitas juga terjadi pada pertumbuhan dan perkembangan otak normal.  Jenis plastisitas pada otak (Kulak et al, 2005)  Perubahan keseimbangan antara eksitasi dan inhibisi  Potensiasi jangka panjang dan depresi jangka panjang  Perubahan pada eksitabilitas membran saraf  Perubahan dari struktur anatomi dan fungsinya seperti terminal axon dan sinapsis Plastisitas otak  Dikategorikan sbg pemulihan spontan dan reorganisasi mekanisme neural (perbaikan neurologis)  berlangsung singkat (fase diaschisis)  Kemampuan plastisitas  terus berlangsung apabila dibutuhkan (regeneration, collateral sprouting, silent synapsis recruitment, denervation supersensitivity)  Jenis plastisitas pada otak (Held in Cohen, 1993)  Plastisitas dari struktur Anatomi  Regenerasi (regeneration)  Penyebaran kolateral (collateral sprouting)  Penyesuaian fisiologis  Diaschisis  Peningkatan sensitivitas hubungan saraf (Denervation supersensitivity)  Pengefektifan sinapsis laten (Silent synapsis recruitment)  Cross modal plasticity meliputi:  Aktivasi bilateral dari sistem motorik  Penggunaan jalur ipsilateral  Perekrutan area motorik tambahan  Diaschisis (neural shock) atau pemulihan spontan  Gangguan laten dari aktivitas neuronal di dekat area kerusakan  Penurunan suplai darah dan metabolisme  Biasanya pasien menunjukkan gejala flaccid  Pemulihan dini (3-4 minggu setelah lesi) biasanya disebabkan oleh resolusi dari diaschisis  Hilangnya edema serebri, perbaikan fungsi sel saraf daerah penumbra, serta adanya kolateral  dapat terjadi dalam waktu yang tidak lama  Perbaikan yang terus berlangsung dalam beberapa bulan bahkan beberapa tahun (plastisitas otak)  Pengefektifan sinapsis laten (Silent synapsis recruitment): Pembukaan jalur yang sebelumnya telah ada tetapi secara fungsional terdepresi  melalui belajar dapat dipanggil ketika sistem yang biasa telah gagal Silent Synapsis Recruitment  Peningkatan sensitivitas hubungan saraf (Denervation supersensitivity): pasca sinapsis menjadi sangat sensitif sehingga impuls saraf minimal mampu diterima, perubahan dalam konduksi dendrit termasuk peningkatan pengeluaran transmitter & disinhibisi terminal eksitatoris  Axonal regeneration Terjadi regenerasi pada serabut saraf dimulai dari proksimal menuju ke distal  Collateral sprouting (pertunasan kolateral) Merupakan pertunasan dari sel yang utuh / tidak rusak yang berdekatan dengan jaringan saraf yang rusak, ke daerah denervasi setelah sebagian/semua input normalnya rusak. Pertunasan meningkatkan efektivitas sinaptik & menggantikan sinaps yang rusak  sinaptogenesis dinamis yang terus menerus terjadi dalam keadaan normal  Faktor yang mempengaruhi Pemulihan  Ukuran lesi (luas vs sempit? umbra vs penumbra?)  Umur (bgmn bayi vs orang dewasa vs lanjut usia?)  Jenis kelamin (bgmn lelaki vs wanita?)  Tipe/perjalanan kerusakan (mendadak vs perlahan?)  Kematangan dari area yang rusak  Fungsi dari area tersisa  Pengalaman (didapat dari specific training)  Pemakaian/latihan motorik/ (dari therapeutic intervention)  Lingkungan  Intervensi obat-obatan (pharmacotherapy)  Implikasi untuk fisioterapis  Pemulihan sebenarnya (true recovery) pada otak mungkin terjadi pada situasi tertentu  Kompensasi mungkin bisa lebih menonjol dibanding dengan pemulihan sebenarnya  Bila kompensasi dikedepankan maka pemulihan sebenarnya tidak akan terjadi  Fisioterapis harus tahu kapan mengembangkan pemulihan sebenarnya atau kompensasi; pemulihan sebenarnya memungkinkan gerakan fungsional yang efektif dan efisien walaupun akan terjadi kelambatan kemajuan gerak fungsional  Intervensi dini lebih efektif daripada intervensi yang terlambat  Semakin intens fisioterapis semakin menghasilkan outcome yang lebih baik  Efektifitas biaya  Pemulihan maksimal terjadi pada masa- masa awal (golden period) tetapi pemulihan dapat terus berlangsung hingga beberapa tahun (jangka panjang)  Semakin spesifik jenis latihan semakin baik hasil fungsionalnya  Perlu kerjasama antar profesi rehabilitasi dan jenis intervensinya  Perlu untuk selalu memantau perkembangan up to date dan melakukan penelitian Pengaruh umur thd plastisitas  Hemispherectomy diikuti pemulihan yang ekstensif jika dilakukan pada anak usia dini dibandingkan dengan dewasa  Kebutaan pada usia dini yang membaca huruf Braille akan melibatkan cortek visual sedangkan dewasa tidak  Pengaruh latihan motorik terhadap plastisitas  Studi pada hewan: latihan motorik memperkuat hubungan neuron yang ada dan menciptakan hubungan yang baru  Pada manusia: latihan motorik menghasilkan perubahan fungsional di dalam otak, seperti:  Perubahan aktivitas di level cortical  Meningkatkan vaskularisasi  Otak manusia terbukti sangat adaptif dan plastis serta dapat mengadakan perubahan struktural dan fungsional apabila diberikan stimulasi lingkungan  Stimulasi lingkungan  berupa stimulasi sensoris diterima oleh individu sebagai sebuah pengalaman & respon tindakan (sensorimotor)  Ternyata aktivitas di otak juga meningkat pada saat membayangkan gerakan (mental practice), tanpa harus melakukan aktivitas  Informasi yang masuk dan diterima memori jangka pendek hanya merupakan fenomena biolistrik yang berlangsung beberapa menit sampai beberapa jam  Keberhasilan pembelajaran terjadi  bila informasi ditransfer ke memori jangka panjang  dapat diingat lebih lama, malahan seumur hidup  Proses transfer informasi itu dapat melalui strategi latihan, ulangan, perhatian & asosiasi  Memori jangka panjang  terjadi perubahan struktrur otak dengan aktivitas gen, pembentukan protein baru & pertumbuhan cabang-cabang sel neuron  Orang dengan pengangkatan satu hemisfer otak (hemispherectomy) ternyata menunjukkan relokasi fungsi dan melatih otak yang tersisa untuk melakukan aktivitas yang dulunya dikerjakan oleh hemisfer yang sudah diangkat  Otak bisa dianalogikan dengan otot, dimana semakin diaktifkan semakin baik hasil yang diperoleh  Neural plasticitas dapat terjadi tidak hanya pada pemulihan kemampuan motorik tetapi juga pada kemampuan memori, penglihatan ataupun bicara  Bahkan beberapa tahun setelah stroke, neural plasticitas dapat terus terjadi  Pre- 3 Months after treatment treatment This figure shows that after 3 months of therapy more brain areas are activated when using the affected limb. MENTAL PRACTICE For many patients with stroke, the lesion is sufficiently vast that actual performance of motor tasks is very difficult, sometimes impossible, precluding early participation in an active rehabilitation program. This figure illustrates that a similar network of cerebral structures (e.g., premotor cortex) is activated when normal control subjects execute physically or imagine a sequence of up-down foot movements. This sort of evidence thus suggests that mental practice with motor imagery can be used as a therapeutic approach to keep active the neural circuits involved in locomotion, for example, hence facilitating the rehabilitation of patients who sustained damage to the brain. PERUBAHAN FUNGSI These PET/MR images show increased neural activity in the superior temporal gyrus in congenitally deaf subjects when they viewed signs or sign-like movements. These data therefore suggest that auditory cortical regions may contribute to the processing of visual information in the deaf.  Informasi yang masuk dan diterima memori jangka pendek hanya merupakan fenomena biolistrik yang berlangsung beberapa menit sampai beberapa jam  Keberhasilan pembelajaran terjadi  bila informasi ditransfer ke memori jangka panjang  dapat diingat lebih lama, malahan seumur hidup  Proses transfer informasi itu dapat melalui strategi latihan, ulangan, perhatian & asosiasi  Memori jangka panjang  terjadi perubahan struktrur otak dengan aktivitas gen, pembentukan protein baru & pertumbuhan cabang-cabang sel neuron  Orang dengan pengangkatan satu hemisfer otak (hemispherectomy) ternyata menunjukkan relokasi fungsi dan melatih otak yang tersisa untuk melakukan aktivitas yang dulunya dikerjakan oleh hemisfer yang sudah diangkat  Otak bisa dianalogikan dengan otot, dimana semakin diaktifkan semakin baik hasil yang diperoleh  Neural plasticitas dapat terjadi tidak hanya pada pemulihan kemampuan motorik tetapi juga pada kemampuan memori, penglihatan ataupun bicara  Bahkan beberapa tahun setelah stroke, neural plasticitas dapat terus terjadi  Filosofi Constraint Induced Movement Therapy (CIMT/CIT) use it or loose it, ternyata perbaikan fungsional menyebabkan perbaikan neurologis  The human brain is incredibly adaptive  Plasticity works throughout the brain not just in the normal processes of learning and adaptation (most obvious in the early developmental years, though continuing throughout life), but also in response to injuries or diseases that cause loss of mental functioning.  Plasticity works throughout our lifetime  The more neurons activated, the better we learn and vice versa  DAFTAR PUSTAKA Carr JH., Shepherd RB, 1998., Neurological Rehabilitation: Optimizing Motor Performance, Butterworth-Heinemann, Oxford. Carr JH., Shepherd RB., 1987, Movement Science Foundations for Physical Therapy in Rehabilitation, An Aspen Publication, Maryland. Cohen, H. (ed), 1993, Neuroscience for Rehabilitation, JB Lippincott Company Edwards, S., 2002, Neurological Physiotherapy: A Problem Solving Approach, Churchill Livingstone, Edinburgh School of Physiotherapy, 2001, Physiotherapy Studies 1: Neurological Physiotherapy, School of Physiotherapy The University of Melbourne. Stokes, M., 2004, Physical Management in Neurological Rehabilitation, 2nd ed, Elsevier-Mosby, Edinburgh Terima Kasih