Τι είναι το Synaptic κλάδεμα;

Περιεχόμενο

• Ορισμός
• Πώς λειτουργεί το συναπτικό κλάδεμα;
• Πότε συμβαίνει το συναπτικό κλάδεμα;
• Πρώιμο εμβρυϊκό στάδιο έως 2 χρόνια
• Ηλικίες 2 έως 10 ετών
• Εφηβική ηλικία
• Πρώιμη ενηλικίωση
• Το συναπτικό κλάδεμα εξηγεί την έναρξη της σχιζοφρένειας;
• Το συναπτικό κλάδεμα σχετίζεται με τον αυτισμό;
• Πού κατευθύνεται η έρευνα για το συναπτικό κλάδεμα;

Ορισμός

Το συναπτικό κλάδεμα είναι μια φυσική διαδικασία που εμφανίζεται στον εγκέφαλο μεταξύ της πρώιμης παιδικής ηλικίας και της ενηλικίωσης. Κατά το συναπτικό κλάδεμα, ο εγκέφαλος εξαλείφει επιπλέον συνάψεις. Οι συνάψεις είναι εγκεφαλικές δομές που επιτρέπουν στους νευρώνες να μεταδίδουν ένα ηλεκτρικό ή χημικό σήμα σε έναν άλλο νευρώνα.

Το συναπτικό κλάδεμα θεωρείται ότι είναι ο τρόπος του εγκεφάλου για την αφαίρεση συνδέσεων στον εγκέφαλο που δεν χρειάζονται πλέον. Οι ερευνητές έμαθαν πρόσφατα ότι ο εγκέφαλος είναι πιο «πλαστικός» και διαμορφώσιμος από ό, τι πιστεύαμε προηγουμένως. Το συναπτικό κλάδεμα είναι ο τρόπος με τον οποίο το σώμα μας διατηρεί αποτελεσματικότερη λειτουργία του εγκεφάλου καθώς γερνάμε και μαθαίνουμε νέες πολύπλοκες πληροφορίες.

Καθώς μαθαίνονται περισσότερα για το συναπτικό κλάδεμα, πολλοί ερευνητές αναρωτιούνται επίσης εάν υπάρχει σχέση μεταξύ του συναπτικού κλάδεματος και της έναρξης ορισμένων διαταραχών, συμπεριλαμβανομένης της σχιζοφρένειας και του αυτισμού.

Πώς λειτουργεί το συναπτικό κλάδεμα;

Κατά τη βρεφική ηλικία, ο εγκέφαλος βιώνει μεγάλη ανάπτυξη. Υπάρχει μια έκρηξη σχηματισμού συνάψεων μεταξύ νευρώνων κατά την πρώιμη ανάπτυξη του εγκεφάλου. Αυτό ονομάζεται συναπτογένεση.

Αυτή η ταχεία περίοδος συναπτογένεσης παίζει ζωτικό ρόλο στη μάθηση, το σχηματισμό μνήμης και την προσαρμογή στην αρχή της ζωής. Σε ηλικία περίπου 2 έως 3 ετών, ο αριθμός των συνάψεων φτάνει στο μέγιστο επίπεδο. Αλλά μετά λίγο μετά από αυτήν την περίοδο της συναπτικής ανάπτυξης, ο εγκέφαλος αρχίζει να αφαιρεί συνάψεις που δεν χρειάζεται πλέον.

Μόλις ο εγκέφαλος σχηματίσει μια σύναψη, μπορεί είτε να ενισχυθεί είτε να εξασθενήσει. Αυτό εξαρτάται από το πόσο συχνά χρησιμοποιείται η σύναψη. Με άλλα λόγια, η διαδικασία ακολουθεί την αρχή «χρήση ή απώλεια»: Οι συνάψεις που είναι πιο ενεργές ενισχύονται και οι συνάψεις που είναι λιγότερο ενεργές αποδυναμώνουν και τελικά κλαδεύονται. Η διαδικασία αφαίρεσης των άσχετων συνάψεων κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου αναφέρεται ως συναπτικό κλάδεμα.

Το πρώιμο συναπτικό κλάδεμα επηρεάζεται κυρίως από τα γονίδια μας. Αργότερα, βασίζεται στις εμπειρίες μας. Με άλλα λόγια, αν το κλάδεμα επηρεάζεται ή όχι επηρεάζεται από τις εμπειρίες που έχει ένα αναπτυσσόμενο παιδί με τον κόσμο γύρω του. Η συνεχής διέγερση προκαλεί την ανάπτυξη των συνάψεων και μόνιμη. Αλλά αν ένα παιδί λάβει μικρή διέγερση, ο εγκέφαλος θα διατηρήσει λιγότερες από αυτές τις συνδέσεις.

Πότε συμβαίνει το συναπτικό κλάδεμα;

Ο χρονισμός του συναπτικού κλάδεματος ποικίλλει ανάλογα με την περιοχή του εγκεφάλου. Κάποιο συναπτικό κλάδεμα ξεκινά πολύ νωρίς στην ανάπτυξη, αλλά το πιο γρήγορο κλάδεμα συμβαίνει μεταξύ περίπου 2 και 16 ετών.

Πρώιμο εμβρυϊκό στάδιο έως 2 χρόνια

Η ανάπτυξη του εγκεφάλου στο έμβρυο ξεκινά λίγες εβδομάδες μετά τη σύλληψη. Μέχρι τον έβδομο μήνα της εγκυμοσύνης, το έμβρυο αρχίζει να εκπέμπει τα δικά του εγκεφαλικά κύματα. Νέοι νευρώνες και συνάψεις σχηματίζονται από τον εγκέφαλο με εξαιρετικά υψηλό ρυθμό κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.

Κατά τη διάρκεια του πρώτου έτους της ζωής, ο αριθμός των συνάψεων στον εγκέφαλο ενός βρέφους αυξάνεται περισσότερο από δέκα φορές. Στην ηλικία των 2 ή 3 ετών, ένα βρέφος έχει περίπου 15.000 συνάψεις ανά νευρώνα.

Στον οπτικό φλοιό του εγκεφάλου (το μέρος που είναι υπεύθυνο για την όραση), η παραγωγή συνάψεων κορυφώνεται στην ηλικία των περίπου 8 μηνών. Στον προμετωπιαίο φλοιό, τα μέγιστα επίπεδα συνάψεων συμβαίνουν κάποτε κατά τη διάρκεια του πρώτου έτους της ζωής. Αυτό το μέρος του εγκεφάλου χρησιμοποιείται για μια ποικιλία πολύπλοκων συμπεριφορών, συμπεριλαμβανομένου του σχεδιασμού και της προσωπικότητας.

Ηλικίες 2 έως 10 ετών

Κατά τη διάρκεια του δεύτερου έτους της ζωής, ο αριθμός των συνάψεων μειώνεται δραματικά. Το συναπτικό κλάδεμα συμβαίνει πολύ γρήγορα μεταξύ 2 και 10 ετών. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, περίπου το 50 τοις εκατό των επιπλέον συνάψεων εξαλείφεται. Στον οπτικό φλοιό, το κλάδεμα συνεχίζεται έως περίπου 6 ετών.

Εφηβική ηλικία

Το συναπτικό κλάδεμα συνεχίζεται μέχρι την εφηβεία, αλλά όχι τόσο γρήγορα όσο πριν. Ο συνολικός αριθμός συνάψεων αρχίζει να σταθεροποιείται.

Ενώ οι ερευνητές πίστευαν κάποτε ότι ο εγκέφαλος κλαδεύτηκε μόνο ως πρώιμη εφηβεία, οι πρόσφατες εξελίξεις ανακάλυψαν μια δεύτερη περίοδο κλαδέματος κατά τη διάρκεια της εφηβείας.

Πρώιμη ενηλικίωση

Σύμφωνα με νεότερη έρευνα, το συναπτικό κλάδεμα συνεχίζει στην αρχή της ενήλικης ζωής και σταματά κάποτε στα τέλη της δεκαετίας του '20.

Είναι ενδιαφέρον, κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου το κλάδεμα εμφανίζεται κυρίως στον προμετωπιαίο φλοιό του εγκεφάλου, το οποίο είναι το μέρος του εγκεφάλου που εμπλέκεται σε μεγάλο βαθμό στις διαδικασίες λήψης αποφάσεων, στην ανάπτυξη της προσωπικότητας και στην κριτική σκέψη.

Το συναπτικό κλάδεμα εξηγεί την έναρξη της σχιζοφρένειας;

Η έρευνα που εξετάζει τη σχέση μεταξύ συναπτικής περικοπής και σχιζοφρένειας βρίσκεται ακόμη στα αρχικά στάδια. Η θεωρία είναι ότι οι σχιζοφρενικοί εγκέφαλοι είναι «υπερ-κλάδεμα» και αυτό το υπερβολικό κλάδεμα προκαλείται από γενετικές μεταλλάξεις που επηρεάζουν τη διαδικασία συναπτικής περικοπής.

Για παράδειγμα, όταν οι ερευνητές εξέτασαν εικόνες των εγκεφάλων ατόμων με ψυχικές διαταραχές, όπως η σχιζοφρένεια, διαπίστωσαν ότι τα άτομα με ψυχικές διαταραχές είχαν λιγότερες συνάψεις στην προμετωπιαία περιοχή σε σύγκριση με τους εγκεφάλους ατόμων χωρίς ψυχικές διαταραχές.

Στη συνέχεια, αναλύθηκε μετά τον θάνατο εγκεφαλικό ιστό και DNA από περισσότερα από 100.000 άτομα και διαπίστωσε ότι τα άτομα με σχιζοφρένεια έχουν μια συγκεκριμένη γονιδιακή παραλλαγή που μπορεί να σχετίζεται με επιτάχυνση της διαδικασίας του συναπτικού κλάδεματος.

Απαιτείται περισσότερη έρευνα για να επιβεβαιωθεί η υπόθεση ότι το ανώμαλο συναπτικό κλάδεμα συμβάλλει στη σχιζοφρένεια. Αν και αυτό απέχει πολύ, το συναπτικό κλάδεμα μπορεί να αντιπροσωπεύει έναν ενδιαφέροντα στόχο για θεραπείες για άτομα με ψυχικές διαταραχές.

Το συναπτικό κλάδεμα σχετίζεται με τον αυτισμό;

Οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη εντοπίσει την ακριβή αιτία του αυτισμού. Είναι πιθανό ότι υπάρχουν πολλοί παράγοντες στο παιχνίδι, αλλά πρόσφατα, η έρευνα έδειξε μια σχέση μεταξύ μεταλλάξεων σε ορισμένα γονίδια που σχετίζονται με τη συναπτική λειτουργία και τις διαταραχές του φάσματος του αυτισμού (ASD).

Σε αντίθεση με την έρευνα για τη σχιζοφρένεια, η οποία θεωρεί ότι ο εγκέφαλος είναι «υπερβολικά κλαδευμένος», οι ερευνητές υποθέτουν ότι οι εγκέφαλοι των ατόμων με αυτισμό μπορεί να είναι «υπο-κλάδεμα». Θεωρητικά, λοιπόν, αυτό το χαμηλό κλάδεμα οδηγεί σε υπερπροσφορά συνάψεων σε ορισμένα μέρη του εγκεφάλου.

Για να δοκιμάσουν αυτήν την υπόθεση, οι ερευνητές εξέτασαν τον εγκεφαλικό ιστό 13 παιδιών και εφήβων με και χωρίς αυτισμό που πέθανε μεταξύ 2 και 20 ετών. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι οι εγκέφαλοι των εφήβων με αυτισμό είχαν πολύ περισσότερες συνάψεις από τους εγκεφάλους των νευροτυπικών εφήβων. . Τα μικρά παιδιά και στις δύο ομάδες είχαν περίπου τον ίδιο αριθμό συνάψεων. Αυτό υποδηλώνει ότι η κατάσταση μπορεί να εμφανιστεί κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κλαδέματος. Αυτή η έρευνα δείχνει μόνο μια διαφορά στις συνάψεις, αλλά όχι εάν αυτή η διαφορά μπορεί να είναι αιτία ή επίδραση του αυτισμού ή απλώς μια σχέση.

Αυτή η θεωρία κάτω από το κλάδεμα μπορεί να βοηθήσει στην εξήγηση ορισμένων από τα κοινά συμπτώματα του αυτισμού, όπως υπερευαισθησία στον θόρυβο, φώτα και κοινωνικές εμπειρίες, καθώς και επιληπτικές κρίσεις. Εάν υπάρχουν πάρα πολλές συνάψεις που πυροδοτούν ταυτόχρονα, ένα άτομο με αυτισμό πιθανότατα θα αντιμετωπίσει υπερφόρτωση θορύβου και όχι συντονισμένη εγκεφαλική απόκριση.

Επιπλέον, η προηγούμενη έρευνα έχει συνδέσει τον αυτισμό με μεταλλάξεις στα γονίδια που δρουν σε μια πρωτεΐνη γνωστή ως mTOR κινάση. Μεγάλες ποσότητες υπερδραστικών mTOR έχουν βρεθεί στον εγκέφαλο των ασθενών με αυτισμό. Η υπερβολική δραστηριότητα στο μονοπάτι mTOR έχει επίσης αποδειχθεί ότι σχετίζεται με υπερβολική παραγωγή συνάψεων. Μια μελέτη διαπίστωσε ότι τα ποντίκια με υπερδραστήριο mTOR είχαν ελαττώματα στο συναπτικό κλάδεμά τους και εμφάνισαν κοινωνικές συμπεριφορές τύπου ASD.

Πού κατευθύνεται η έρευνα για το συναπτικό κλάδεμα;

Το συναπτικό κλάδεμα είναι ουσιαστικό μέρος της ανάπτυξης του εγκεφάλου. Με την απαλλαγή από τις συνάψεις που δεν χρησιμοποιούνται πλέον, ο εγκέφαλος γίνεται πιο αποτελεσματικός καθώς γερνάτε.

Σήμερα, οι περισσότερες ιδέες για την ανάπτυξη του ανθρώπινου εγκεφάλου βασίζονται σε αυτήν την ιδέα της πλαστικότητας του εγκεφάλου. Οι ερευνητές αναζητούν τώρα τρόπους για τον έλεγχο του κλαδέματος με φάρμακα ή στοχευμένη θεραπεία. Εξετάζουν επίσης πώς να χρησιμοποιούν αυτήν τη νέα κατανόηση του συναπτικού κλάδεμα για τη βελτίωση της παιδικής εκπαίδευσης. Οι ερευνητές μελετούν επίσης πώς το σχήμα των συνάψεων μπορεί να παίζει ρόλο στις ψυχικές αναπηρίες.

Η διαδικασία του συναπτικού κλάδεμα μπορεί να είναι ένας πολλά υποσχόμενος στόχος για θεραπείες για άτομα με παθήσεις όπως η σχιζοφρένεια και ο αυτισμός. Ωστόσο, η έρευνα βρίσκεται ακόμη στα αρχικά στάδια.