הפלסטיות המוחית היא מרבית בראשית החיים. בתקופות החיים המוקדמות ביותר, מערכת העצבים מסתגלת בגמישות לשינויים ופגיעות, על ידי יצירת מסלולים חדשים או קשרים חלופיים. יכולת ההסתגלות של מערכת העצבים הולכת ומצטמצמת עם הגיל. בעקבות כך, שינויים או פגיעות המתרחשים בתקופות חיים מאוחרות יותר או בסיום תהליך ההתפתחות עלולים לגרום לניוון מוחלט של תאים רלוונטיים לפגיעה.
ההתפתחות מושפעת מגורמים תורשתיים וסביבתיים כאחד, והאינטראקציה בין גורמים אלו היא הבסיס להבדלים הבין-אישיים בין בני האדם. לעומת המטען הגנטי שלנו, שנקבע בשעת העוברות ואינו נתון לשינוי, תנאי הסביבה יכולים להשתנות מרגע לרגע. לכן, מכיוון שהפלסטיות של מערכת העצבים משתנה לאורך החיים, תגובת המוח לגירויים סביבתיים יכולה להשתנות מתקופה לתקופה.
תקופות קריטיות.
התפתחות המוח כוללת תקופות בהן ישנה רגישות גבוהה יותר לשינויים הסביבתיים. תקופות אלו, בהן היכולת הפלסטית גבוהה יותר, מאפשרות למוח הצעיר להתמודד עם דרישות הסביבה ולסגל לעצמו את התנאים אליהם נולד האדם. במהלך התקופות הקריטיות, אם המוח לא מצליח להסתגל, לא ניתן לפצות על כך בהמשך החיים, ומכאן חשיבותן המכרעת. יתרה מכך, בתקופות הקריטיות עלול להיגרם נזק בלתי הפיך למערכת העצבים המרכזית, אפילו בעקבות פגיעה שאינה חמורה.
רכישת שפה.
השפה נחשבת לדוגמה קלאסית לתקופה קריטית של פלסטיות. ידוע כי תינוקות ופעוטות לומדים שפה באופן טוב יותר בהשוואה למבוגרים, על אף העובדה שמבוגרים מפותחים יותר מבחינה קוגניטיבית. מחקרים בתחום מראים כי קיימת דינמיקה העומדת בבסיס התקופה הקריטית המאפשרת גמישות ברכישת שפה בשלבים מוקדמים של התפתחות. דינמיקה זו כוללת התפתחות של מעגלים עצביים שתומכים בזיהוי דפוסים פונטיים (הקשורים לקול), לקסיקליים (הקשורים לאוצר המילים) ותחביריים כבר מגיל ינקות, המאפשרים מקסום של היעילות בעיבוד שפה אצל הפעוט. בגיל מאוחר יותר, בסיום התקופה הקריטית ולאחר התבססות שפת אם, המעגלים משתנים לטובת מיומנויות קוגניטיביות, חישוביות וחברתיות שבאות על חשבון רכישת שפה.
ראייה.
דוגמה ללמידה שלא בהכרח דורשת תקופה קריטית מגיעה מתחום הראייה. בתחום זה, מחקרים מראים כי אדם יכול לרכוש מיומנויות חזותיות גם לאחר מספר שנים של עיוורון מולד. מקרה מיוחד ששופך אור על יכולת זו עוסק בילדה שנולדה ונשארה עיוורת עד שעברה ניתוח להסרת קטרקט בגיל 12. נמצא כי אף על פי שחדות הראייה שלה נפגעה לאורך התקופה הקריטית, היא הייתה בקיאה מאוד במטלות חזותיות. תוצאות אלו מצביעות על כך שהמוח שומר על יכולת מרשימה של למידה ויזואלית גם בילדות המאוחרת וכי פגיעה חזותית בשנים הראשונות לא בהכרח תגרום לנזק לצמיתות, משום שקליפת המוח החזותית שומרת על הפלסטיות שלה גם מספר שנים לאחר הילדות המוקדמת.
התרגלות.
בהקשר של פלסטיות, פעולה המתרחשת אצל כל אדם במהלך חייו היא התרגלות (הביטואציה), אשר מתבטאת בירידה בעוצמת התגובה לגירוי בעקבות חשיפה מתמשכת אליו. זהו תהליך של ניתוק הקשר בין הגירוי לתגובה אשר יכול להתרחש בין שעות לשבועות. תהליך זה קשור לפעילות בסינפסה, דרכה מועברים מסרים בין תא עצב מסוים לתא המטרה שלו, כך שגירוי חוזר גורם להחלשה של התקשורת והפחתה של ההעברה הסינפטית. כאשר העוצמה של הפוטנציאל הסינפטי יורדת מתחת למתח המנוחה של תא המטרה, הוא לא יופעל בעקבות הגירוי. תהליך ההתרגלות מקושר לזיכרון המרומז המכיל ידע שאינו בא לידי ביטוי בהכרח באופן מילולי. בהתאם לכך, התרגלות היא אחת מצורות הביטוי ההתנהגותי של למידה לא הקשרית, כך שהפחתת עוצמת התגובה שמעורר הגירוי מעידה על למידתו.
יישומים ודוגמאות.
מכיוון שהמוח הבוגר אינו לגמרי מקובע, ישנם מקרים רבים בהם המעגלים העצביים והקשרים בין הסינפסות משתנים או מתרחשת נוירוגנזה (=היווצרות של תאי עצב חדשים). השינויים יכולים להיגרם כתוצאה מפגיעה, אך גם כתוצאה מאימון. עדויות להתרחשות של ארגון מחדש של הרשתות הסינפטיות במוח נחקר רבות בתחומים שונים וקיימות הוכחות למגוון מקרים בהם הוא עלול להתרחש.
פגיעה מוחית.
פגיעות מוחיות נרכשות (לדוגמה, שבץ מוחי או טראומה) גורמות לשינויים בפלסטיות של המוח, שיכולים להימשך שבועות עד חודשים. נראה כי קיים דמיון רב בין הפלסטיות המתרחשת במוח לאחר פגיעה לבין זו המתרחשת במהלך התפתחותו. לאחר פגיעה, המוח צריך להתעצב מחדש, לעיתים הוא מצליח להסתגל, אך לעיתים לא מצליח. אחת ההשלכות של יכולת הפלסטיות היא שפעילות מוחית הקשורה לתפקוד מסוים ניתנת להעברה לאזור אחר, גם כתוצאה מחוויות רגילות וגם כתוצאה מפגיעה מוחית. לפיכך, נראה כי ניתן לבצע התערבויות טיפוליות בעת פגיעה כדי להעביר את התפקוד למקום שלא נפגע או כדי לנסות לשקם את התפקודים שנפגעו. כך, השיקום יוכל לגרום לארגון מחדש של קליפת המוח כמנגנון השינוי.
כאב כרוני.
כאב הוא חוויה חושית ורגשית לא נעימה הקשורה לפגיעה ברקמה כלשהי בגוף. אנשים הסובלים מכאב כרוני חווים כאב ממושך באזורים שבעבר כנראה נפגעו אך כרגע בריאים. תופעה זו מייצגת אבנורמליות פלסטית וארגון מחדש לא תקין של מערכת העצבים. בזמן שרקמה נפגעת, גירויים מזיקים ודלקות גורמים לעלייה בפעילות קולטני כאב, שתפקידם להתריע מפני מזיקים ולהגביר את תחושת הכאב ממערכת העצבים. גירוי ממושך של אותם קולטני כאב מעורר תגובה פלסטית מוחית המורה לשנות את הארגון החושי לאזור הכואב. כתוצאה משינויים אלו, מתפתחת יכולת סינון נמוכה של הנוירונים התחושתיים במוח ובחוט השדרה. כך, גירויים מזיקים עלולים להתפרש באופן מוגזם או שלא כהלכה ואף ייתכן מצב בו גירויים שאינם מזיקים מפורשים ככואבים במיוחד.
פרותזות סנסוריות.
תהליך הפלסטיות מעורב גם בהתפתחות של התפקוד החושי, משום שהמוח נולד לא מפותח ומתרגל לקלטים חושיים רק לאחר הלידה. השתלת פרותזה סנסורית עלולה לשנות את האופן בו אנו חווים את העולם מבחינה חושית על ידי שימוש בפלסטיות. לדוגמה, אצל לקויי שמיעה מולדים, השתלה של פרותזה סנסורית המפעילה את מערכת השמיעה נמצאה כמונעת התדרדרות ומגבירה את תפקוד מערכת השמיעה. מאחר שישנה תקופה קריטית, הזמן להשתלת הפרותזה הוא בשנתיים עד ארבע השנים הראשונות לחיים. בקרב ילדים שנולדו חירשים, השתלת שבלול מוקדמת מאפשרת למידה של שפת האם.
דיסטוניה פוקאלית.
מצב נוסף שמצביע על תפקוד לקוי בגמישות המוחית וחוסר הסתגלות של מערכת העצבים הוא דיסטוניה פוקאלית, אשר פוגע בעיקר במוזיקאים שעברו הכשרה ממושכת ועלול לגרום לאובדן שליטה ועיוות של תנועות ידיים. מחקרים הראו כי תופעה זו, המכונה גם "התכווצות של מוזיקאים", נגרמת מחיבורים בין אזורים שונים המיוצגים בחלקים השונים של קליפת המוח, שמביאים לפעולות שרירים בלתי רצוניות.
פעילות גופנית.
פעילות גופנית מקדמת נוירוגנזה על ידי יצירה מוגברת של גורמים נוירוטרופים מוחיים (brain-derived neurotrophic factor) התורמים להישרדות הנוירונים וליצירת חדשים. פעולה זו מתרחשת באזורים רבים במערכת העצבים כגון ההיפוקמפוס, הצרבלום וחוט השדרה. נוירוגנזה המתרחשת בהיפוקמפוס מקושרת עם שיפורים משמעותיים בזיכרון המרחבי. כמו כן, נמצא שפעילות גופנית ממושכת ועקבית משפרת מהותית את התפקודים הניהוליים ומגדילה את נפח החומר האפור באזורים רבים במוח, בייחוד באלו האחראיים על שליטה קוגניטיבית.
מדיטציה.
מדיטציה קושרה בעבר להבדלים בעובי קליפת המוח ובצפיפות החומר האפור במוח. ריצ'רד דיווידסון, חוקר מוח שמאמין רבות בסגולותיה של המדיטציה, ערך מחקרים רבים על מנת לבחון את ההשפעה של תרגול מדיטציה על המוח. תוצאות מחקריו הראו שתרגול מדיטציה, בטווח הקצר והארוך תורם לשינויים בפעילות המוחית באזורים שונים המשויכים לתפקודי קשב, חרדה, דיכאון, פחד ובריאות פיזית. הוצע כי השינויים שהתרחשו בתפקוד באזורים אלו עשויים להיגרם על ידי שינויים המתרחשים במבנה הפיזי של המוח בעקבות תרגול מדיטציה.
אימון מוחי.
אימון מוחי מיועד לפיתוח מיומנויות קוגניטיביות ונעשה בו שימוש לסיוע בתהליך שיקום, לצורך פיצוי וצמצום ירידה בתפקודים הקוגניטיביים אשר נגרמה עקב פגיעה. האימון המוחי מתבסס על הפלסטיות של מערכת העצבים המאפשרת שינויים במבנים במוח. השינויים בעקבות תרגול מיומנות מסוימת יכולים לכלול עלייה בכמות הסינפסות, תאי העצב והתאים התומכים, או חיזוק הקשרים ביניהם. קיימות מיומנויות קוגניטיביות הניתנות לאימון באופן שמוביל לשיפור ברמת הביצוע. בהתאם לכך, נמצא שהאימון המוחי מוביל לשיפור מובהק עבור המיומנויות שתורגלו, אשר לעיתים מוכלל גם למטלות קוגניטיביות אחרות. למשל, אימון מוחי יכול להוביל לשיפור בתפקודי קשב, תפקודים ניהוליים ויכולת הזיכרון.
גמישות מוחית
ניקולאי גרסימוביץ' קוזנצוב
ניקולאי גרסימוביץ' קוזנצוב (ברוסית: Николай Герасимович Кузнецов; 24 ביולי 1904 - 6 בדצמבר 1974) היה מצביא ופוליטיקאי סובייטי, קומיסר הצי (1939—1946), שר הצי (1951—1953), מפקד הצי הסובייטי במלחמת העולם השנייה. חבר מרכז המפלגה הקומוניסטית (1939–1956).
קריירה מוקדמת.
הוא הצטרף לצי הסובייטי ב-1919, בגיל 15, לאחר שהוסיף שנתיים לגילו. ב-1920 הוצב בפטרוגרד וב-1924 השתתף עם יחידתו בהלווייתו של לנין. באותה שנה הצטרף למפלגה הבולשביקית. ב-1926 סיים את לימודיו באקדמיה הימית על שם פרונזה ושירת על המשחתת "אוקראינה האדומה". ב-1932 השלים את השכלתו במכללה הימית וב-1934 חזר לאותה משחתת כמפקד.