가소성 과 회복

 

 

 

 

The adaptive system : plasticity & recovery

                                                  라 영 현

다음 질문에 답하시오

1. 비 손상 뇌의 가소성은?

뇌의 가소성이란 신경의 변화 능력을 말하며 기능적 요구에 적응하는 중추신경계의 적응 능력이다.

○ 뇌의 가소성기전 :

신경 화학적, 신경 수용적, 신경학적 구조 변화에 대한 변화 능력이 포함된다.

- 뇌 조직의 평행하게 분포된 성질은 유연성과 적합성에 대한 뇌의 기능에서 중요한 역할.

- 신경원의 요소는 탄력적이며, 각각의 기능적 증진을 위한 수용력과 사용 패턴을 적응시키고 반응.

- 운동학습, 훈련과 가소성의 관계

※ 학습이란, 지식이나 능력의 획득이다.

1. 비연합적 학습 :

1) 습관화: 비유해한 자극에 반응하는 학습된 억제

- 시냅스 활동의 감소, 전압(EPSP) 크기의 감소, 학습과정 동안 지속적인 자극의 제공은 감각세포 자체에 구조적 변화를 일으킴.

2) 민감화:

- 유해한 자극에 의한 증가된 반응, 단기간 민감화는 이전에 존재하던 단백질 구조의 변화와 관련되고, 장기간 민감화는 새로운 단백질의 합성과 관련된다.

2. 연합적 학습 :

1) 고전적 조건화

- 초기의 약한자극은 다른 더 강력한 자극과 연합되어 질 때 매우 효과적 반응 발생.

2) 조작적 조건화

- 반응에 따라 보상이 오면 자극

3) 서술적 학습

- 자각과 주의를 필요로 하며 의식적으로 표현될 수 있는 지식의 결과, 서술적 기억은 측두엽 회로에 영향을 준다.

4) 순차적 학습

- 주의나 의식적 생각 없이 자동적으로 수행될 수 있는 학습과제, 부단한 반복으로 서술적인 것이 순차적인 지식으로 바뀔 수 있음, 소뇌회로와 운동피질과 관련.

5) 순차적 학습과 암시적인 지식에서 명백한 지식으로의 이동에 대한 운동피질의 기여

- 암시적 지식이 명백한 지식으로 바뀔 때 운동피질 출력의 조사에서 순서의 명백한 학습후의 운동피질의 기여는 감소.

6) 운동학습의 복잡한 형태

- 체성감각 피질에 있는 세포에 의한 운동피질에 있는 특정세포의 LTP와 관련이 있다고 가정, 운동기술을 학습할 때 초보자들은 많은 근육을 동시에 활성화시키지만, 연습을 하고 난 뒤에는 덜 효율적인 수축은 감소하고 필요한 근육만 수축.

7) 지각학습

- 비연합적 학습형태, 습관화난 민감화 보다 복잡하다

※ 경험은 혈관형성과 시냅스성을 자극한다.

1) 피질 활동성의 변화, 소뇌의 국소 부위에 혈류증가.

2) 학습은 특정의 일을 배우는 것에 몰두하는 감각과 운동계에 상호연결 패턴의 변화를 반영.

3) 근골격계 뿐만 아니라 신경 적응이 육체적 활동에 반응, 강화 훈련 그리고 고정에 의해 일어난다.

4) 정신 연습이 대뇌피질 운동성의 출력지도를 변화시키는 것은 반복적인 신체적연습과 함께 일어나고 있는 운동 시스템에 있어서의 가소성의 변화를 가져오게 할 수 있다.

- 기존하는 신경 연접의 효과는 어떠한 연령에서라도 연습과 학습에 의해 증가된다.

 

 

 

2. 뇌 병변에 따르는 뇌의 가소성의 정의

1. 손상에 대한 세포반응

1) 신경성 쇼크

- 신경계 손상 후 첫 번째로 일어나는 현상,

기능의 일시적인 장애.

2) 부종

- 세포독성 부종 : 세포내액의 축적에 의해 발생.

- 혈관성 부종 : 손상된 혈관으로부터 단백질과 체액의 누출로 발생.

3) 탈신경 초 과민증

- 뉴런이 뇌의 다른 영역으로부터의 입력이 감소될 때 나타남.

- 뉴런의 시냅스 후막은 방출된 신경전달물질에 의해 과활동.

4) 비 활동연접의 활동

- 뇌의 많은 영역에 정상적으로 기능하지 안흔 시냅스들이 존재.

- 경험적인 요소나 병변들에의해 출현.

- 기능회복기에 발생.

5) 신경재생 : 재생성 시냅스 형성

- 손상된 축삭에 새가지가 나오는 것.

6) 측부발아

손상된 축삭으로부터 활성화된 시냅스 부위에 이웃의 정상적인 축삭이 신경가지를 칠 때 일어남.

7) 피질 지도의 변화

8) 동측 운동경로가 운동기능회복에 관한 역할

- 손상받지 않은 CNS에서 새로운 운동 기술 학습과  CNS손상 후 기술의 회복은 많은 내용이 유사하다. 행동의 변화를 근간으로 생리학적 재조직은 뇌손상 이후의 운동학습 기간과 운동기술의 회복기간이 같아질 수 있다.

- 자연발생적 회복의 성질

1. 병변에 따라 즉시 나타나는 회복과정

1) 초기의 자발적 회복

- 급성 병변 이후, 뇌의 손상 받지 않는 부분의 기능 회복으로 나타나고 뇌의 능력은 보상과정에 의하여 감소.

- 초기의 임상적 악화와 자발적 회복은 부종의 발달과 결성에 기인.

2) 기능 해리

- 혈류와 신진대사의 감소와 함께 병변 부위에서 멀리 떨어진 뇌의 갑작스런 기능저하.

- 뇌의 국부 혈액 공급의 분열은 신경세포들의 괴사의 결과.

2. 지연 회복

1) 가소성에 대한 기초

- 기능적으로 활동하지 않는 경로의 unmasking, 새로운 시냅스와 신경회로의 여분, 비슷한 기능에 도움이 되는 다양한 평행경로의 형성, 살아있는 신경세포들에서 섬유들이 발아하는 것 포함.

2) 적절한 경험의 부재에서는 새로운 시냅스의 부적응을 초래

- 뻣뻣한 경직성 근육과 정상근육에 의한 부적절한 힘의 사용 초과.

- 행동과 회복에 따른 환경의 효과

병변 후 해부학적, 생리적, 생화학적 그리고 환경적 차이가 발생.

- 좋은 환경에서 동물은 피질의 깊이가 더 깊고, 무게 증가, 그리고 피질에서 시냅스 수의 증가, 척주(dendritic)의 수가 증가, 모세혈관의 비중이 뇌를 변화시킨다.

1) 인간의 환경과정은 물리적인 구조와 그곳 안에 있는 사람을 포함

- 집단에 따른 연구, 수동적, 능동적 수행에 따른 연구 등.

2) 뇌졸중 후에 병변과 나이에 따라 지적인 활동이 감퇴

3) 물리적인 설정

- 방의 구조, 가구, 치료실 기구, 운동 장비, 역시 행동과 그 자신의 운동을 수행하는데 영향.

4) 재활 장비와 치료목표사이의 부적합성

※ 환자는 매일 과제를 적절하게 배우는 것이 필요, 정신에 자극을 주는 것이 필요, 신체적인 기능은 병변 후 뇌의 재조직에 직접적인 효과를 가진다.

- 운동수행 적응이란?

1. 적응적 행동 : 급성손상 후 초기에 환자가 약간의 운동 목표를 이행하려고 시도 할 때 나타나고, 손상이 진행될 때 점전적으로 시간을 초과하여 나타난다. “ 비정상적 운동패턴”

- 적응성이라기보다 경련성의 표현, 치료의 결과는 전형적으로 ‘ 정상화’ 운동패턴을 지향.

2. 비정상적 운동패턴의 문제점

1) 유사한 과제에 대해서 이용 할 수 있는 유일한 행동으로 나타남.

- 운동패턴은 다른 근육과 비교하여 공동 협동 작용을 하는 약간의 근육들의 큰 활동에 의해서 야기되어진 불균형을 반영. 부재 또는 감소되고 느려진 근육 활동의 강도를 야기 시킴.

2) 근골격계의 상태

- 근육 신장성의 손실은 그 근육이 지나가는 관절뿐만 아니라 수축되어진 근육으로부터 좀 멀리 떨어져 있는 지절에 까지 영향을 준다.

3) 외형적 환경과 무엇을 하고, 연습하고, 배우는가에 대한 그 사람의 경험.

ⅰ) 비사용에 대한 학습 learned non-use

- 운동이 미사용 때문에 있음직한 기능적 손실을 예방.

ⅱ) 대용품에 의해 손상 받지 않은 지절의 사용에 도움을 주는 것에 중점을 두는것과 환자가 손상된 지절을 사용하고 근육을 활성화 할 수 있도록 하는 것에 중점을 두는 것.

ⅲ) 임무를 수정하고 환경을 체계화하는 임무와 관련된 훈련 전략은 신경계 재편셩과 최적의 기능적 효과를 수행시키기 위한 기회를 제공.

ⅳ) 훈련의 개념은 오히려 최근의 많은 치료의 개념과 다르고 강한 흥미를 느끼는 사람에 의해서 능동적 참가를 의미.

- 근육 적응이란?

1. 근육의 불사용

1) 단백질 합성을 저하시켜 근육을 황폐화지킴.

2) 근 길이 변화에도 영향을 미침.

3) 결합조직도 변화.

2. 근육과 결합조직의 변화는 나이와 관계

- 근육을 얼마나 쓰느냐에 따라 크기가 달라지지만 노화와 관련된 것과 근육 활동의 결핍은 알려지지 않았다.

3. 운동의 결과로 근육의 적응 현상이 일어날 수 있으므로 피로에 대한 역치가 증가됨.

- motor unit의 불량한 동원과 비사용으로 인해 고정, Pre-existing adaptive change.

4. 비사용으로 인한 하지 항중력근에서 명백하게 드러나는 근육의 명백한 변화

1) 체중부하가 없는 양 하지에서도 일어남

- 편마비 환자에게 고려되어져야 함.

2) 환자의 재활에 있어 중요성은 근육의 신장뿐만 아니라 근육에 의해 힘이 발생되는 것을 훈련

- 더불어 요구되는 협력근들의 협응성 훈련.

3) 연부조직의 변화와 관련된 길이는 근력발생을 불가능하도록 만듬

5. 강조점은 적절한 동작의 학습을 증진시키는 것과 동시에 근육 조절을 훈련하는 것과 근골격계의 완전성을 보존하는 것.

1) 뇌의 재조직화는 운동과 훈련

2) 강제적 사용에 의해 환자의 역동적인 참여를 부여하는 것에 의한 근골격계의 유연성을 확보.

6. 반복과 광범위한 연습은 아마도 정밀한 뇌의 재조직화와 더불어 운동 학습과정이 된다.

7. 의미있는 동작의 과제-관련 연습이 가장 효과적인 재조직화를 획득하기 위한 조건에서 최상의 자극을 제공.

- 과제-관련 훈련은 잔존하는 운동신경회로의 경로가 변경되어질 수 있고 변경된 운동경로의 활성화는 움직임을 위한 새로운 신경전략의 발달을 반영.