環境強化
豊かな環境にいる動物は、シナプスの活性化が増加している証拠を示す[18]。シナプスはより大きくなる傾向がある[19]。海馬ではガンマ振動の振幅が大きくなる[20]。 このエネルギー消費の増加は、シナプスに余分なエネルギーを供給するグリアや局所的な毛細血管の血管新生に反映される。
ニューロンあたりのグリア細胞数は12~14%増加する[5][7]。
シナプスを持つグリア細胞の直接付着面積は19%拡大する[21]。
各シナプスに対するグリア細胞核の体積は37.5%増加する[18]。
ニューロンあたりのミトコンドリアの平均体積は20%大きい[18]。
各ニューロンに対するグリア細胞核の体積は63%多い[18]。
毛細血管密度が増加する[22]。
毛細血管はより太い(4.35μm、対照では4.15μm)[18]。
神経乳頭のどの部分と毛細血管との間の距離も短い(34.6μmに対して27.6μm)[18]。
このようなエネルギーに関連した神経突起の変化が、大脳皮質の容積を増加させる(シナプスの数の増加自体は、容積の増加にはほとんど寄与しない)。
強化された環境下で育てたラットは、大脳皮質が厚くなり(3.3~7%)、シナプスが25%増加した[5][7]。
このような環境の豊かさが脳に及ぼす影響は、生まれた直後[8]、離乳後[5][7][9]、成熟期のいずれにおいても起こる[10]。
成体においてシナプスの数が増加すると、成体を30日間劣悪な環境に戻しても、シナプスの数は多いままであり[10]、シナプスの数の増加は必ずしも一時的なものではないことが示唆されている[11][12]。しかし、シナプス数の増加は一般的に成熟とともに減少することが観察されている[11][12]。
刺激は錐体ニューロン(大脳皮質の主要な投射ニューロン)だけでなく星状ニューロン(通常は介在ニューロン)のシナプスにも影響を及ぼす[13]。
また、網膜のニューロンなど脳外のニューロンにも影響を及ぼすことがある[14]。
環境強化の助けを借りれば、感覚遮断の影響を改善できることが研究で示されている。例えば、視覚皮質における「暗黒飼育」として知られる視覚障害は、予防やリハビリが可能である。一般的に、豊かな環境は動物の持つ感覚システムを修復しないまでも改善する。