дефиниция
Синаптичното подрязване е естествен процес, който се появява в мозъка между ранното детство и зрелостта. По време на синаптичното подрязване мозъкът елиминира допълнителни синапси. Синапсисите са мозъчни структури, които позволяват на невроните да предават електрически или химически сигнал на друг неврон.
Синаптичното подрязване се смята за мозъчен начин за премахване на връзките в мозъка, които вече не са необходими. Изследователите наскоро научиха, че мозъкът е по-пластмасов и формован от преди. Синаптичното подрязване е начинът, по който организмът ни поддържа по-ефективна мозъчна функция, докато остареем и научаваме нова сложна информация.
Тъй като се научава повече за синаптичното подрязване, много изследователи също се чудят дали има връзка между синаптичното подрязване и появата на някои разстройства, включително шизофрения и аутизъм.
Как функционира синаптичното подстригване?
По време на ранна детска възраст мозъкът изпитва голям растеж. Съществува експлозия на синапсната формация между невроните по време на ранното развитие на мозъка. Това се нарича синаптогенеза.
Този бърз период на синаптогенеза играе жизненоважна роля в ученето, формирането на паметта и адаптацията в началото на живота. На около 2 до 3-годишна възраст, броят на синапсите достига върхово ниво. Но след това малко след този период на синаптичен растеж, мозъкът започва да премахва синапсите, които вече не се нуждае.
След като мозъкът формира синапса, той може да бъде укрепен или отслабен. Това зависи от това колко често се използва синапса. С други думи, процесът следва принципа "използвай го или го губи": Синапси, които са по-активни, са подсилени, а синапсите, които са по-малко активни, са отслабени и в крайна сметка подрязани. Процесът на премахване на неподходящите синапси през това време се нарича синтактично подрязване.
Ранното синаптично подрязване е най-вече повлияно от нашите гени. По-късно се основава на нашия опит. С други думи, дали синапсът е подрязан или не е повлиян от преживяванията, които развиващото се дете има със света около него. Постоянното стимулиране причинява растежа на синапсите и става постоянен. Но ако детето получи малко стимулиране, мозъкът ще запази по-малко от тези връзки.
Кога се появява синаптично подрязване?
Времето на синтактично подрязване варира в зависимост от областта на мозъка. Някои синаптични подрязвания започват много рано, но най-бързото подрязване се извършва между грубо на възраст от 2 до 16 години.
Ранен ембрионален стадий до 2 години
Развитието на мозъка в ембриона започва само няколко седмици след зачеването. До седмият месец от бременността, плодът започва да излъчва свои мозъчни вълни. Новите неврони и синапси се образуват от мозъка при изключително висока честота през това време.
През първата година от живота броят на синапсите в мозъка на новороденото нараства повече от десетократно. До 2 или 3-годишна възраст едно дете има около 15 000 синапса на неврон.
Във визуалната кора на мозъка (частта, отговорна за зрението), синапсът произвежда своя връх на около 8 месеца. В префронталната кора, пикови нива на синапси се появяват по време на първата година от живота. Тази част от мозъка се използва за разнообразие от сложни поведения, включително планиране и личност.
От 2 до 10 години
През втората година от живота броят на синапсите пада драстично. Синаптичното подрязване става много бързо между 2 и 10 години. През това време се елиминират около 50% от допълнителните синапси. Във визуалната кора, резитбата продължава до около 6-годишна възраст.
юношество
Синаптичното подрязване продължава през юношеството, но не толкова бързо, колкото и преди. Общият брой синапси започва да се стабилизира.
Докато изследователите веднъж смятаха, че мозъкът само подрязва синапсите до ранното юношество, последните постижения са открили втори период на резитба в края на юношеството.
Ранна възраст
Според по-нови изследвания, синаптичното подрязване действително продължава в ранна възраст и спира някъде в края на 20-те години.
Интересното е, че през това време резитбата се появява най-често в мозъчната префталтова кора, която е част от мозъка, силно ангажиран с процесите на вземане на решения, развитието на личността и критическото мислене.
Синаптичното подрязване обяснява ли началото на шизофренията?
Изследвания, които разглеждат връзката между синаптичното подрязване и шизофренията, все още са в ранните етапи. Теорията е, че шизофрените мозъци са "надрязани" и това прекосяване се дължи на генетични мутации, които засягат синтактичния процес на подрязване.
Например, когато изследователите са гледали изображения на мозъците на хора с психични разстройства, като шизофрения, те са открили, че хората с психични разстройства са имали по-малко синапси в префронталния регион в сравнение с мозъците на хора без психични разстройства.
След това голямо изследване анализира мозъчната тъкан след смъртта и ДНК от повече от 100 000 души и установи, че хората с шизофрения имат специфичен ген, който може да бъде свързан с ускоряване на процеса на синаптично подрязване.
Необходими са повече изследвания, за да се потвърди хипотезата, че ненормалното синаптично подрязване допринася за шизофренията. Докато това все още е далече, синаптичното подрязване може да представлява интересна цел за лечение на хора с психични разстройства.
Синаптичното подрязване е свързано с аутизма?
Учените все още не са посочили точната причина за аутизъм. Вероятно има много различни фактори, но напоследък изследванията показват връзка между мутации в определени гени, свързани със синаптична функция и с аутистичен спектър (ASD).
За разлика от изследванията върху шизофренията, които теоретизират, че мозъкът е "прекован", изследователите предполагат, че мозъците на хората с аутизъм могат да бъдат "подрязани". Теоретично тогава това подрязване води до свръхпредлагане на синапси в някои части от мозъка.
За да изпробват тази хипотеза, изследователите разгледаха мозъчната тъкан на 13 деца и юноши със и без аутизъм, които починаха на възраст между 2 и 20 години. Учените откриха, че мозъците на юношите с аутизъм имат много повече синапси, отколкото мозъкът на невротипичните юноши , Малките деца в двете групи имат приблизително същия брой синапси. Това предполага, че състоянието може да възникне по време на процеса на подрязване. Това изследване показва само разликата в синапсите, но не и дали тази разлика може да бъде причина или ефект на аутизъм или просто асоциация.
Тази теория за подрязване може да помогне да се обяснят някои от често срещаните симптоми на аутизъм, като свръхчувствителност към шума, светлините и социалните преживявания, както и епилептични припадъци. Ако има твърде много синапси, които стрелят наведнъж, човек с аутизъм най-вероятно ще преживее претоварване на шума, а не фино настроен мозъчен отговор.
Освен това, минали изследвания са свързани аутизъм с мутации в гени, които действат върху протеин, известен като mTOR киназа. В мозъците на пациенти, страдащи от аутизъм, са открити големи количества свръх активен mTOR. Прекомерната активност в пътя на mTOR също е показала, че е свързана с прекомерно производство на синапси. Едно проучване установи, че мишките с прекомерно активен mTOR имат дефекти в синаптичното им подстригване и проявяват социално поведение, подобно на ASD.
Къде са насочени научните изследвания за синаптичното подрязване?
Синаптичното подрязване е съществена част от развитието на мозъка. Чрез премахването на синапсите, които вече не се използват, мозъкът става по-ефективен с възрастта.
Днес повечето идеи за развитието на човешкия мозък се основават на тази идея за пластичност на мозъка. Изследователите вече търсят начини да контролират подрязването с лекарства или целенасочена терапия. Те също така търсят как да използват това ново разбиране за синтактично подрязване, за да подобрят образованието в детството. Изследователите също така изучават как формата на синапсите може да играе роля в умствените увреждания.
Процесът на синаптично подрязване може да бъде обещаваща цел за лечение на хора със състояния като шизофрения и аутизъм. Изследванията обаче все още са в началните етапи.
