Какво представлява синаптичната резитба?

Съдържание

• Определение
• Как работи синаптичната резитба?
• Кога се случва синаптично подрязване?
• Ранен ембрионален стадий до 2 години
• На възраст от 2 до 10 години
• Юношеството
• Ранна зряла възраст
• Обяснява ли синаптичното подрязване появата на шизофрения?
• Свързана ли е синаптичната резитба с аутизма?
• Къде са насочени изследванията върху синаптичната резитба?

Определение

Синаптичното подрязване е естествен процес, който се случва в мозъка между ранното детство и зрялата възраст. По време на синаптичното подрязване мозъкът елиминира излишните синапси. Синапсите са мозъчни структури, които позволяват на невроните да предават електрически или химичен сигнал на друг неврон.

Смята се, че синаптичното подрязване е начинът на мозъка да премахне връзките в мозъка, които вече не са необходими. Изследователите наскоро научиха, че мозъкът е по-„пластмасов“ и формован, отколкото се смяташе преди. Синаптичното подрязване е начинът на нашето тяло да поддържа по-ефективна мозъчна функция, когато остаряваме и научаваме нова сложна информация.

Тъй като се научава повече за синаптичната резитба, много изследователи също се чудят дали има връзка между синаптичната резитба и появата на някои нарушения, включително шизофрения и аутизъм.

Как работи синаптичната резитба?

По време на ранна детска възраст мозъкът изпитва голямо количество растеж. Има експлозия на образуването на синапс между невроните по време на ранното развитие на мозъка. Това се нарича синаптогенеза.

Този бърз период на синаптогенеза играе жизненоважна роля в обучението, формирането на паметта и адаптацията в началото на живота. На около 2 до 3 годишна възраст броят на синапсите достига пиково ниво. Но след малко след този период на синаптичен растеж, мозъкът започва да премахва синапсите, от които вече не се нуждае.

След като мозъкът формира синапс, той може или да бъде укрепен или отслабен. Това зависи от това колко често се използва синапсът. С други думи, процесът следва принципа „използвай го или го загуби“: Синапсите, които са по-активни, се укрепват, а синапсите, които са по-малко активни, се отслабват и в крайна сметка се подрязват. Процесът на премахване на неподходящите синапси през това време се нарича синаптично подрязване.

Ранното синаптично подрязване се влияе най-вече от нашите гени. По-късно това се основава на нашия опит. С други думи, дали синапсът е подрязан или не, се влияе от преживяванията, които едно развиващо се дете има със света около себе си. Постоянното стимулиране кара синапсите да растат и да станат постоянни. Но ако детето получи малко стимулация, мозъкът ще запази по-малко от тези връзки.

Кога се случва синаптично подрязване?

Времето за синаптично подрязване варира в зависимост от мозъчния регион. Някои синаптични резитби започват много рано в развитието, но най-бързата резитба се случва между приблизително 2 и 16 годишна възраст.

Ранен ембрионален стадий до 2 години

Развитието на мозъка в ембриона започва само няколко седмици след зачеването. До седмия месец от бременността плодът започва да излъчва собствените си мозъчни вълни. През това време мозъкът се образува с изключително висока скорост на нови неврони и синапси.

През първата година от живота броят на синапсите в мозъка на бебето нараства повече от десетократно. До 2 или 3 години бебето има около 15 000 синапса на неврон.

В зрителната кора на мозъка (частта, отговорна за зрението), производството на синапси достига своя връх на около 8-месечна възраст. В префронталната кора, пиковите нива на синапсите се появяват някъде през първата година от живота. Тази част от мозъка се използва за различни сложни поведения, включително планиране и личност.

На възраст от 2 до 10 години

През втората година от живота броят на синапсите намалява драстично. Синаптичното подрязване се случва много бързо на възраст между 2 и 10 години. През това време се елиминират около 50 процента от излишните синапси. В зрителната кора резитбата продължава до около 6-годишна възраст.

Юношеството

Синаптичното подрязване продължава през юношеството, но не толкова бързо, колкото преди. Общият брой на синапсите започва да се стабилизира.

Докато изследователите някога смятаха, че мозъкът подрязва синапсите само до ранна юношеска възраст, неотдавнашните постижения откриха втори период на резитба през късната юношеска възраст.

Ранна зряла възраст

Според по-нови изследвания синаптичната резитба всъщност продължава в ранна възраст и спира някъде в края на 20-те години.

Интересното е, че през това време резитбата се извършва най-вече в префонталната кора на мозъка, която е частта от мозъка, силно ангажирана в процесите на вземане на решения, развитието на личността и критичното мислене.

Обяснява ли синаптичното подрязване появата на шизофрения?

Изследванията, които разглеждат връзката между синаптичната резитба и шизофренията, са все още в ранните етапи. Теорията е, че шизофреничните мозъци са „прекалено подрязани“ и това прекалено подрязване е причинено от генетични мутации, които влияят върху процеса на синаптично подрязване.

Например, когато изследователите разглеждат изображения на мозъка на хора с психични разстройства, като шизофрения, те откриват, че хората с психични разстройства имат по-малко синапси в префронталната област в сравнение с мозъка на хора без психични разстройства.

След това анализираха следкланична мозъчна тъкан и ДНК от повече от 100 000 души и установиха, че хората с шизофрения имат специфичен генен вариант, който може да бъде свързан с ускоряване на процеса на синаптично подрязване.

Необходими са повече изследвания, за да се потвърди хипотезата, че необичайната синаптична резитба допринася за шизофренията. Въпреки че това все още е далеч, синаптичното подрязване може да представлява интересна цел за лечение на хора с психични разстройства.

Свързана ли е синаптичната резитба с аутизма?

Учените все още не са посочили точната причина за аутизма. Вероятно играят множество фактори, но наскоро изследванията показват връзка между мутациите в някои гени, свързани със синаптичната функция и нарушенията на аутистичния спектър (ASD).

За разлика от изследванията на шизофренията, които теоретизират, че мозъкът е „прекалено подрязан“, изследователите предполагат, че мозъкът на хората с аутизъм може да бъде „недостатъчно подрязан“. Теоретично, тогава това подрязване води до свръхпредлагане на синапси в някои части на мозъка.

За да проверят тази хипотеза, изследователите разгледаха мозъчната тъкан на 13 деца и юноши със и без аутизъм, които починаха между 2 и 20 години. Учените установиха, че мозъците на юношите с аутизъм имат много повече синапси, отколкото мозъците на невротипичните юноши . Малките деца и в двете групи са имали приблизително еднакъв брой синапси. Това предполага, че състоянието може да възникне по време на процеса на резитба. Това изследване показва само разлика в синапсите, но не и дали тази разлика може да е причина или ефект от аутизма или просто асоциация.

Тази теория за подрязване може да помогне да се обяснят някои от често срещаните симптоми на аутизъм, като свръхчувствителност към шум, светлини и социални преживявания, както и епилептични припадъци. Ако има твърде много синапси, изстрелващи наведнъж, човек с аутизъм вероятно ще изпита претоварване с шум, а не фино настроен мозъчен отговор.

Освен това, минали изследвания свързват аутизма с мутации в гени, които действат върху протеин, известен като mTOR киназа. В мозъка на пациентите с аутизъм са открити големи количества свръхактивен mTOR. Доказано е също, че свръх активността в mTOR пътя е свързана с излишък на производство на синапси. Едно проучване установи, че мишките със свръхактивен mTOR имат дефекти в синаптичната си резитба и проявяват ASD-подобно социално поведение.

Къде са насочени изследванията върху синаптичната резитба?

Синаптичното подрязване е съществена част от развитието на мозъка. Като се отървете от синапсите, които вече не се използват, мозъкът става по-ефективен с напредването на възрастта.

Днес повечето идеи за развитието на човешкия мозък се основават на тази идея за пластичност на мозъка. Сега изследователите търсят начини за контрол на резитбата с лекарства или целенасочена терапия. Те също така разглеждат как да използват това ново разбиране за синаптичната резитба, за да подобрят образованието в детството. Изследователите също изучават как формата на синапсите може да играе роля при умствени увреждания.

Процесът на синаптично подрязване може да бъде обещаваща цел за лечение на хора със състояния като шизофрения и аутизъм. Изследванията обаче са все още в ранните етапи.