Mi a szinaptikus metszés?

Tartalom

• Meghatározás
• Hogyan működik a szinaptikus metszés?
• Mikor történik a szinaptikus metszés?
• Korai embrionális stádium 2 évig
• 2-10 éves korig
• Serdülőkor
• Korai felnőttkor
• A szinaptikus metszés megmagyarázza a skizofrénia kialakulását?
• A szinaptikus metszés társul-e az autizmussal?
• Merre tartanak a szinaptikus metszéssel kapcsolatos kutatások?

Meghatározás

A szinaptikus metszés egy természetes folyamat, amely kora gyermekkor és felnőttkor között fordul elő az agyban. A szinaptikus metszés során az agy megszünteti az extra szinapszisokat. A szinapszisok olyan agyi struktúrák, amelyek lehetővé teszik az idegsejteknek, hogy elektromos vagy kémiai jeleket továbbítsanak egy másik idegsejtbe.

Úgy gondolják, hogy a szinaptikus metszés az agy azon módja, hogy eltávolítsa az agy olyan kapcsolatait, amelyekre már nincs szükség. A kutatók nemrégiben megtudták, hogy az agy „műanyagabb” és formálhatóbb, mint azt korábban gondolták. A szinaptikus metszés a testünk módja a hatékonyabb agyműködés fenntartásában, ahogy öregszünk és új, összetett információkat tanulunk.

Amint többet megtudnak a szinaptikus metszésről, sok kutató arra is kíváncsi, hogy van-e összefüggés a szinaptikus metszés és bizonyos rendellenességek, köztük a skizofrénia és az autizmus között.

Hogyan működik a szinaptikus metszés?

Csecsemőkorban az agy nagy növekedést tapasztal. A korai agyfejlődés során a neuronok között szinapszis képződés robbanásszerű. Ezt nevezzük szinaptogenezisnek.

Ez a gyors szinaptogenezis életfontosságú szerepet játszik a tanulásban, a memória kialakulásában és az élet korai szakaszában történő alkalmazkodásban. Körülbelül 2-3 éves korban a szinapszisok száma csúcsot ér el. De ezután röviddel a szinaptikus növekedés után az agy elkezdi eltávolítani azokat a szinapszisokat, amelyekre már nincs szüksége.

Miután az agy szinapszist képez, erősödhet vagy gyengülhet. Ez attól függ, hogy milyen gyakran használják a szinapszist. Más szavakkal, a folyamat a „használd vagy veszítsd el” elvet követi: az aktívabb szinapszisok megerősödnek, a kevésbé aktív szinapszisok pedig gyengülnek és végül megmetsződnek. A lényegtelen szinapszisok eltávolításának folyamatát ez idő alatt szinaptikus metszésnek nevezzük.

A korai szinaptikus metszést leginkább génjeink befolyásolják. Később tapasztalatainkon alapul. Más szavakkal, hogy a szinapszist kivágják-e vagy sem, befolyásolják a fejlődő gyermek tapasztalatai a körülöttük lévő világgal. Az állandó stimuláció a szinapszisok növekedését és állandóvá válását okozza. De ha egy gyermek kevés stimulációt kap, az agy kevesebbet fog megtartani.

Mikor történik a szinaptikus metszés?

A szinaptikus metszés időzítése agyi régiónként változik. Néhány szinaptikus metszés már a fejlődés korai szakaszában megkezdődik, de a leggyorsabb metszés nagyjából 2 és 16 év között történik.

Korai embrionális stádium 2 évig

Az agy fejlődése az embrióban csak néhány héttel a fogantatás után kezdődik. A terhesség hetedik hónapjára a magzat saját agyhullámait bocsátja ki. Új idegsejteket és szinapszisokat képez az agy rendkívül nagy sebességgel ez idő alatt.

Az első életév során a csecsemő agyában a szinapszisok száma több mint tízszeresére nő. 2 vagy 3 éves korára egy csecsemőnek idegsejtenként körülbelül 15 000 szinapszisa van.

Az agy vizuális kérgében (a látásért felelős rész) a szinapszis termelődése körülbelül 8 hónapos korában éri el csúcspontját. A prefrontális kéregben a szinapszisok csúcsszintje valamikor az élet első évében jelentkezik. Az agy ezen részét sokféle komplex viselkedéshez használják, beleértve a tervezést és a személyiséget is.

2-10 éves korig

A második életév során a szinapszisok száma drámai módon csökken. A szinaptikus metszés nagyon gyorsan történik 2 és 10 éves kor között. Ez idő alatt az extra szinapszisok mintegy 50 százaléka megszűnik. A vizuális kéregben a metszés körülbelül 6 éves korig folytatódik.

Serdülőkor

A szinaptikus metszés serdülőkorban folytatódik, de nem olyan gyorsan, mint korábban. A szinapszisok teljes száma stabilizálódni kezd.

Míg a kutatók egykor azt gondolták, hogy az agy csak a korai serdülőkorig metszi a szinapszisokat, a legújabb fejlemények egy második metszési időszakot fedeztek fel a késői serdülőkorban.

Korai felnőttkor

Újabb kutatások szerint a szinaptikus metszés valójában a korai felnőttkorban folytatódik, és valamikor a 20-as évek végén leáll.

Érdekes módon ebben az időben a metszés többnyire az agy prefontális kérgében történik, amely az agynak a döntési folyamatokban, a személyiségfejlődésben és a kritikus gondolkodásban nagymértékben részt vevő része.

A szinaptikus metszés megmagyarázza a skizofrénia kialakulását?

A szinaptikus metszés és a skizofrénia kapcsolatát vizsgáló kutatások még mindig a kezdeti szakaszban vannak. Az elmélet szerint a skizofrén agyakat „túlmetszik”, és ezt a túlmetszést genetikai mutációk okozzák, amelyek befolyásolják a szinaptikus metszési folyamatot.

Például, amikor a kutatók mentális zavarokkal, például skizofréniával küzdő emberek agyának képeit nézték meg, azt találták, hogy a mentális zavarokkal küzdő emberek kevesebb szinapszissal rendelkeznek a prefrontális régióban, mint a mentális zavarokkal küzdők agya.

Ezután egy több mint 100 000 ember post-mortem agyszövetét és DNS-ét elemezték, és azt találták, hogy a skizofréniában szenvedőknek van egy specifikus génváltozata, amely összefüggésbe hozható a szinaptikus metszés folyamatának felgyorsulásával.

További kutatásokra van szükség annak a feltételezésnek a megerősítéséhez, hogy a rendellenes szinaptikus metszés hozzájárul a skizofrénia kialakulásához. Bár ez még nagyon messze van, a szinaptikus metszés érdekes célpontot jelenthet a mentális zavarokkal küzdők kezelésében.

A szinaptikus metszés társul-e az autizmussal?

A tudósok még mindig nem határozták meg az autizmus pontos okát. Valószínű, hogy több tényező is játszik szerepet, de a közelmúltban a kutatások összefüggést mutattak ki bizonyos gének szinaptikus funkcióval kapcsolatos mutációi és az autizmus spektrum rendellenességei (ASD) között.

A skizofrénia kutatásával ellentétben, amely elmélet szerint az agy „túlmetszett”, a kutatók feltételezik, hogy az autizmussal küzdő emberek agya „alulmetszett” lehet. Elméletileg tehát ez az alulmetszés az agy egyes részein a szinapszisok túlkínálatához vezet.

Ennek a hipotézisnek a teszteléséhez a kutatók 13 és 20 és 20 év között elhunyt, autizmussal és autizmussal nem rendelkező serdülő agyszövetét vizsgálták. A tudósok megállapították, hogy az autizmussal élő serdülők agyában sokkal több szinapszis volt, mint a neurotípusos serdülők agyában. . A kisgyermekek mindkét csoportban nagyjából ugyanannyi szinapszissal rendelkeztek. Ez arra utal, hogy az állapot a metszési folyamat során előfordulhat. Ez a kutatás csak a szinapszisokban mutat különbséget, de azt nem, hogy ez a különbség az autizmus oka vagy következménye lehet-e, vagy csak asszociáció.

Ez az alulmetszett elmélet segíthet megmagyarázni az autizmus néhány gyakori tünetét, például a túlérzékenységet a zajra, a fényekre és a társadalmi tapasztalatokra, valamint az epilepsziás rohamokat. Ha túl sok szinapszis ég egyszerre, akkor az autista ember valószínűleg túlterhelt zajt tapasztal, nem pedig finomhangolt agyi reakciót.

Ezenkívül a korábbi kutatások összekapcsolják az autizmust olyan gének mutációival, amelyek az mTOR kináz néven ismert fehérjére hatnak. Nagy mennyiségű túlaktív mTOR-t találtak az autista betegek agyában. Kimutatták, hogy az mTOR útvonal túlzott aktivitása a szinapszisok túlzott termelésével is összefügg. Egy tanulmány kimutatta, hogy a túlaktív mTOR-t mutató egerek szinaptikus metszésében hibák voltak, és ASD-szerű társadalmi viselkedést mutattak.

Merre tartanak a szinaptikus metszéssel kapcsolatos kutatások?

A szinaptikus metszés az agy fejlődésének elengedhetetlen része. Megszabadulva a már nem használt szinapszisoktól, az agy hatékonyabbá válik az életkor előrehaladtával.

Manapság az emberi agy fejlődésével kapcsolatos legtöbb elképzelés az agy plaszticitásának erre az elképzelésére épül. A kutatók most megvizsgálják a metszés szabályozásának módját gyógyszerekkel vagy célzott terápiával. Azt is vizsgálják, hogyan lehetne felhasználni a szinaptikus metszés ezen új megértését a gyermekkori oktatás javítása érdekében. A kutatók azt is tanulmányozzák, hogy a szinapszisok alakja hogyan játszhat szerepet a mentális fogyatékosságokban.

A szinaptikus metszés folyamata ígéretes célpont lehet a skizofréniában és autizmusban szenvedő betegek kezelésében. A kutatás azonban még mindig a kezdeti szakaszban van.