Sharon Parker egy nővér az Egyesült Királyságban. Amikor csecsemő volt, hidrocephalust diagnosztizáltak, folyadék felhalmozódása az agyában. Sharon életét egy olyan eljárás mentette meg, amely lecsapolta a folyadékot, de az eredmény egy hatalmas tér volt azon a területen, ahol mindenki másnak van agyszövete, ahol a folyadék az agyszövetét a koponyához nyomta. Egyes helyeken az agyszövete kevesebb, mint egy centiméter vastag volt. Az orvosok arra számítottak, hogy Sharonnak súlyos kihívásokkal kell szembenéznie a fejlődésében; Sharon azonban meglehetősen normálisan fejlődött, átlag feletti kognitív képességekkel és csak kisebb károsodásokkal rövid távú memóriában. Ennek az az oka, hogy képes volt olyan normálisan fejlődni, az, hogy agykárosodása korai gyermekkorban történt, egy olyan időszakban, amikor az agy nagyfokú neuroplaszticitással rendelkezik; ez lehetővé tette az agyának, hogy újratervezze magát az általa elszenvedett kár korlátain belül.

1.ábra. Illusztráció arról, hogy a hydrocephalus hogyan épít fel folyadékot az agyban, az agyszövetet a koponya ellen szorítva

az agy folyamatosan alkalmazkodik az egész életen át, bár néha kritikus, genetikailag meghatározott időszakokban. A neuroplaszticitás az agy azon képessége, hogy új idegi útvonalakat hozzon létre új tapasztalatok alapján. Az idegpályák és szinapszisok változásaira utal, amelyek a viselkedés, a környezeti és az idegi folyamatok változásából, valamint a testi sérülésből eredő változásokból erednek. A neuroplaszticitás felváltotta azt a korábbi elméletet, miszerint az agy fiziológiailag statikus szerv, és feltárja, hogyan változik az agy az egész életen át.

a neuroplaszticitás különböző szinteken fordul elő, kezdve a tanulástól a sérülésekre adott válaszként a nagyméretű kortikális remappingig terjedő percenkénti celluláris változásoktól. A neuroplaszticitás szerepe széles körben elismert az egészséges fejlődésben, a tanulásban, a memóriában, valamint az agykárosodásból való kilábalásban. A 20. század nagy részében az idegtudósok közötti konszenzus az volt, hogy az agy szerkezete viszonylag megváltoztathatatlan a korai gyermekkorban kritikus időszak után. Igaz, hogy az agy különösen “műanyag” a gyermekkori kritikus időszakban, folyamatosan új idegi kapcsolatok alakulnak ki. A legújabb eredmények azonban azt mutatják, hogy az agy számos aspektusa még felnőttkorban is műanyag marad.

a plaszticitás gyakorlatilag bármilyen tanulási forma során bizonyítható. Ahhoz, hogy emlékezzünk egy tapasztalatra, az agy áramkörének meg kell változnia. A tanulásra akkor kerül sor, ha megváltozik a neuronok belső szerkezete, vagy fokozódik a neuronok közötti szinapszisok száma. A patkányokkal végzett vizsgálatok azt mutatják, hogy az agy hogyan változik a tapasztalatra adott válaszként: a dúsítottabb környezetben élő patkányoknak nagyobb idegsejtjei, több DNS-e és RNS-e, nehezebb agyi csúcsai és nagyobb szinapszisai voltak, mint a ritka környezetben élő patkányoknak.

a neuroplaszticitás meglepő következménye az, hogy az adott funkcióhoz kapcsolódó agyi aktivitás más helyre költözhet; ez normális tapasztalatokból eredhet, valamint az agyi sérülésből való kilábalás folyamatában is előfordulhat. Valójában a neuroplaszticitás az agykárosodás utáni rehabilitáció célirányos élményelvi terápiás programjainak alapja. Például, miután egy személy vak az egyik szemében, az agy azon része, amely a szem bemenetének feldolgozásához kapcsolódik, nem egyszerűen tétlen marad; új funkciókat vesz igénybe, talán a vizuális bemenet feldolgozása a fennmaradó szemből, vagy valami mást csinál. Ez azért van, mert míg az agy bizonyos részei tipikus funkcióval rendelkeznek, az agy “újracsatlakoztatható”—mindez a plaszticitás miatt. Azonban a neuroplaszticitás különböző fokai vannak az élettartam különböző pontjain. Sharon Parker viszonylag normálisan fejlődött részben azért, mert agysérülése a maximális agyi plaszticitás idején, csecsemőkorban szenvedett. Azonban, amikor a felnőttek fenntartják az agykárosodást – például a stroke okozta sérülést -, az agy sokkal kevésbé műanyag, mint a csecsemőkorban. Következésképpen a helyreállításhoz szükséges fizikai és beszédterápia hosszú és igényes lesz, és sok esetben a személy soha nem fogja teljes mértékben helyreállítani korábbi funkcionalitását.