神經塑性與神經復健
林松佑物理治療師（澄心康健物理治療所）／撰
神經塑性：革新中樞神經系統認知的力量
【系列之一】淺談神經塑性（上）
「神經塑性（neuroplasticity）」一詞近來於神經科學與神經復健領域相當濫觴，主要因其革新了已往對於中樞神經系統的認知：過去認為成年腦部已竣發展、將不再生成新的神經細胞或產生任何變化，然而，有愈來愈多的動物與人體試驗指出實情可能並非如此，已發展成熟的腦部或許仍具被改變的潛力。
神經塑性為一涉及腦部適應性結構或功能變化的過程，其操作型定義為「中樞神經系統藉由重整（reorganize）其解剖結構、功能表現或連結迴路，來因應某些內在或外部刺激而改變自身活性／活動（activity）的能力」。臨床上，前述會造成腦部變化的刺激可以是腦部疾患［如腦中風、創傷性腦損傷（traumatic brain injury, TBI）等］，也可以是治療介入（如復健訓練、各式腦部刺激技術等）；而所產生的塑性變化在本質上或為正向（如器質或功能方面的進步）、或為負向（如病理結果的後遺症），取決於誘發塑性的因子／刺激為何。
腦傷後的塑性變化一般可區分為以下三個階段：
- 發病後首二日：此時腦部正面臨急性損傷所造成的細胞／神經元破壞與伴隨而來的皮質路徑缺損，為維繫功能將試圖啟用次級神經元網絡。
- 發病後數週：此時腦部持續徵召支援細胞／神經元、皮質路徑的活性漸由抑制轉為興奮，突觸塑性（synaptic plasticity）於此階段漸轉活躍、有助於建立新的迴路連結。
- 發病後數月：藉由軸突芽生（axonal sprouting）以及損傷鄰近處進一步重整，腦部仍持續致力於自身的重塑（remodeling）。
於神經生理層面，產生神經塑性的機制仍尚未有定論，當前主流的學理有二：神經再生（neuronal regeneration）與功能重整（functional reorganization）。關於神經再生，腦傷後較早期發生的相關現象為「突觸塑性」，「突觸」是神經元間通訊的特異性接頭，突觸塑性意指在神經元連結的強度上產生經驗／歷程依賴（experience-dependent）之長效改變的能力，其於腦傷後初期維繫神經元網絡至關重要，亦會影響動作學習（motor learning）與日後腦部功能恢復，突觸塑性上的改善意謂著神經元間的連結更有效率，有益於固化或建立特定傳導路徑、進而改變動作／行為表現。
神經塑性：神經再生與功能重整的雙重機制解析
【系列之一】淺談神經塑性（下）
於神經生理層面，產生神經塑性的機制仍尚未有定論，當前主流的學理有二：神經再生（neuronal regeneration）與功能重整（functional reorganization）。關於神經再生，除腦傷後較早期發生的「突觸塑性」外，腦傷後神經元的死亡為刺激「神經新生（neurogenesis）」的重大因子之一，神經新生意指腦部仍會持續製造新的神經元，但此現象於人體目前尚缺乏具說服力的直接證據，儘管如此，一些使用了特定生物標記（與發展中神經元相關但非專一）的研究仍不排除人體存在神經新生的可能性，並指出兩處具此潛力的腦部構造：嗅球（olfactory bulb）與海馬迴（hippocampus），然而，未來仍有待研究方法的精進（如研發出更特異於發展中神經元之生物標記）以盼得出人體在神經新生上的實質佐證。
關於功能重整，「等勢（equipotentiality）」現象指的是若腦傷在相對早年發生，此時腦部將較具潛力來重拾受損的功能，而另一概念類似的現象「接管（vicariation）」則是指腦傷後部份腦區會接手損傷腦區所負責之功能表現，此二正向的功能重整現象皆已有影像學方面的臨床研究佐證。誠如前述，腦傷後的塑性變化可為正向、可為負向，「官能聯繫不良（diaschisis）」便是蠻經典的、負向的功能重整現象：某腦區的損傷透過與他處腦區的連結路徑，導致非損傷腦區發生了功能缺失，此功能缺失目前已知的型態有非損傷腦區的血液灌流不足（hypoperfusion）或其相關神經網絡的活性（activity）異常。相較於「神經再生」，「功能重整」層面的相關現象似乎具備較直接的影像學證據，而近代一些神經復健（neurorehabilitation）學派或較實驗性的醫學治療便是著力於促進正向的功能重整現象或改善負向現象所帶來的影響衝擊。
雖然成年腦部仍具被改變的潛力，「正向」的神經塑性卻沒那麼容易發生，「負向」的塑性表現反而極易生成。如前所述，腦傷後的塑性變化理論上應朝復原的方向發展，但實際上諸多臨床因素皆會媒介或影響塑性變化，如故有之共同疾病、腦傷前的身體活動狀況、腦傷的部位與嚴重度、腦傷時的年紀、腦傷時的醫療處置即時／適切與否、腦傷後的復健訓練即時／適切與否等。當代的普遍共識想當然而即是促進正向的神經塑性變化，然而，無論「神經再生」或「功能重整」僅為腦傷後腦部嘗試因應組織損傷與修復自身功能的可能手段，學界與醫界至今尚在致力於解析這些獨特且複雜的歷程，目前已知欲其發生的要件與情境相當多元卻特定，舉凡日常生活安排、動作學習理論、復健訓練規劃等均牽涉其中。
「負向」的塑性表現，或再表達得確切些「負順應塑性（maladaptive plasticity）」，指的是腦部發生的塑性變化造成了異常或負面的臨床表徵／症狀（如特定腦區的活性異常、異常的動作型態、疼痛等）；腦傷後的負順應塑性蠻多時候起源於發病診斷，然而，腦傷後的醫療或復健處置若不得當，亦可能養成或助長負順應塑性。臨床上一經典範例便是「習得廢用（learned nonuse）」，意謂腦傷後若未給予患側適當的動作經驗或感覺刺激，久而久之腦部將透過後天學習認為患側肢體不具功能、對其神經支配亦將相應改變（發生塑性改變），一旦此不良塑性變化固化了下來，患側肢體將再難有功能恢復上之進展且此異常動作型態亦難逆轉。因此，如何藉由各種策略適切地運籌帷幄相關的神經塑性表現不啻是腦傷後一大關鍵課題。
參考文獻
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK557811/
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