дефиниция
Синаптичното подрязване е естествен процес, който протича в мозъка между ранното детство и зряла възраст. По време на синаптичното подрязване мозъкът елиминира допълнителни 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 за отстраняване на връзките в мозъка, които вече не са необходими. Наскоро изследователите научиха, че мозъкът е по-„пластичен“и подлежащ на формоване, отколкото се смяташе досега. Синаптичното подрязване е начинът на тялото ни да поддържа по-ефективна мозъчна функция, докато остаряваме 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 действа синаптичната резитба?
По време на ранна детска възраст мозъкът изпитва голямо количество растеж. Има взрив от образуване 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 възраст от около 2 до 3 години броят на синапсите достига пиково ниво. Но след малко след този период на синаптичен растеж, мозъкът започва да премахва синапси, от които вече не се нуждае.
След като мозъкът образува синапс, той може или да бъде засилен, или отслабен. Това зависи от това колко често се използва синапса. С други думи, процесът следва принципа „използвайте го или го изгубете“: Синапсите, които са по-активни, се засилват, 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 базира на нашия опит. С други думи, независимо дали синапсът е подрязан или не, се влияе от преживяванията, които едно развиващо се дете има със света около тях. Постоянното стимулиране кара синапсите да растат и да станат постоянни. Но ако детето получи малко стимулация, мозъкът ще поддържа по-малко от тези връзки.
Кога се появява синаптична резитба?
Времето на синаптично подрязване варира в зависимост от региона на мозъка. Някои синаптични резитби започват много рано в развитието, но най-бързото подрязване се случва между приблизително 2 и 16 години.
Ранен ембрионален стадий до 2 години
Развитието на мозъка в ембриона започва само няколко седмици след зачеването. До седмия месец на бременността плодът започва да излъчва собствени мозъчни вълни. Новите неврони и синапси се образуват от мозъка с изключително висока скорост през това време.
През първата година от живота броят на синапсите в мозъка на кърмаче нараства повече от десетократно. Към 2 или 3 възраст едно бебе има около 15 000 синапси на неврон.
Във зрителната кора на мозъка (частта, отговорна за зрението), производството на синапс достига своя връх на около 8-месечна възраст. В префронталния кортекс пикови 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.
Възрасти 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 около 50 процента от допълнителните синапси се елиминират. Във зрителната кора резитбата продължава до около 6-годишна възраст.
юношество
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 само подрязва синапсите до ранна юношеска възраст, скорошните постижения откриха втори период на подрязване през късния юношески период.
Ранна зряла възраст
Според по-нови изследвания синаптичното подрязване всъщност продължава в ранна зряла възраст и спира някъде в края на 20-те.
Интересното е, че през това време подрязването се осъществява най-вече в префонталната кора на мозъка, която е частта от мозъка, участваща силно в процесите на вземане на решения, развитието на личността и критичното мислене.
Синаптичното подрязване обяснява ли появата на шизофрения?
Изследванията, които разглеждат връзката между синаптичното подрязване и шизофренията, все още са в ранните етапи. Теорията е, че шизофренните мозъци са „прекалено подрязани“и това прекомерно подрязване се причинява от генетични мутации, които засягат процеса на синаптично подрязване.
Например, когато изследователите разгледаха изображенията на мозъка на хора с психични разстройства, като шизофрения, те откриха, че хората с психични разстройства имат по-малко синапси в префронталната област в сравнение с мозъците на хора без психични разстройства.
След това голямо проучване анализира следсмъртната мозъчна тъкан и ДНК от повече от 100 000 души и установи, че хората с шизофрения имат специфичен вариант на ген, който може да бъде свързан с ускоряване на процеса на синаптично подрязване.
Необходими са още изследвания, за да се потвърди хипотезата, че анормалното синаптично подрязване допринася за шизофрения. Въпреки че това все още е доста далеч, синаптичното подрязване може да представлява интересна цел за лечение на хора с психични разстройства.
Синаптичното подрязване свързано ли е с аутизма?
Учените все още не са определили точната причина за аутизма. Вероятно има множество фактори в играта, но наскоро изследванията показаха връзка между мутациите в определени гени, свързани със синаптична функция и нарушения на аутистичния спектър (ASD).
За разлика от изследванията за шизофрения, които теоретизират, че мозъкът е "прекомерно подрязан", изследователите хипотезират, че мозъците на хора с аутизъм могат да бъдат "подрязани". Теоретично тогава това недостатъчно подрязване води до свръхпредлагане на синапси в някои части на мозъка.
За да тестват тази хипотеза, изследователите разгледаха мозъчната тъкан на 13 деца и юноши със и без аутизъм, починали на възраст между 2 и 20 години. Учените откриха, че мозъкът на подрастващите с аутизъм има много повече синапси, отколкото мозъците на невротипичните юноши, Малките деца и в двете групи имат приблизително еднакъв брой синапси. Това предполага, че състоянието може да възникне по време на процеса на подрязване. Това изследване показва само разлика в синапсите, но не и дали тази разлика може да е причина или следствие от аутизъм 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 изстрелват твърде много синапси наведнъж, човек с аутизъм вероятно ще изпита претоварване на шума, а не фино настроен мозъчен отговор.
Освен това минали изследвания свързват аутизма с мутации в гени, които действат на протеин, известен като mTOR киназа. Установени са големи количества свръхактивни mTOR в мозъка на пациенти с аутизъм. Показано е, че свръх активността в mTOR пътя е свързана с излишък от производство на синапси. Едно проучване установи, че мишките със свръхактивен mTOR имат дефекти в синаптичното си подрязване и проявяват подобно на ASD социално поведение.
Къде се насочват изследванията за синаптично подрязване?
Синаптичното подрязване е съществена част от развитието на мозъка. Като се отървете от синапсите, които вече не се използват, мозъкът става по-ефективен с напредване на възрастта.
Днес повечето идеи за развитието на човешкия мозък черпят от тази идея за мозъчната пластичност. Сега изследователите търсят начини да контролират подрязването с лекарства или насочена терапия. Те също така разглеждат как да използват това ново разбиране за синаптично подрязване за подобряване на 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 все още са в начален стадий.
