Definicija
Sinaptičko obrezivanje je prirodni proces koji se javlja u mozgu između ranog djetinjstva i odrasle dobi. Tijekom sinaptičkog obrezivanja, mozak eliminira dodatne sinapse. Sinapsi su strukture mozga koje omogućuju neuronima da prenose električni ili kemijski signal drugom neuronu.
Smatra se da je sinaptski obrezivanje mozak način uklanjanja veza u mozgu koje više nisu potrebne. Nedavno su istraživači shvatili da je mozak "plastičniji" i oblikovaniji nego što se prije mislilo. Synaptic obrezivanje je način na koji tijelo održava učinkovitiju funkciju mozga dok stariramo i naučimo nove složene informacije.
Kako se još doznalo o sinaptičnom obrezivanju, mnogi istraživači također se pitaju postoji li veza između sinaptičnog obrezivanja i pojave određenih poremećaja, uključujući shizofreniju i autizam.
Kako funkcionira sinaptičko rezanje?
Tijekom djetinjstva mozak doživljava veliku količinu rasta. Postoji eksplozija formiranja sinapsa između neurona tijekom ranog razvoja mozga. Ovo se zove sinaptogeneza.
Ovo brzo razdoblje sinaptogeneze igra vitalnu ulogu u učenju, formiranju memorije i prilagodbi rano u životu. U dobi od oko 2 do 3 godine, broj sinapsi pogađa vršnu razinu. No, ubrzo nakon ovog razdoblja sinaptičkog rasta, mozak počinje uklanjati sinapse koje više nije potrebno.
Kad mozak postane sinapsi, može se ojačati ili oslabiti. To ovisi o tome koliko se često koristi sinapsa. Drugim riječima, proces slijedi princip "ga koristiti ili izgubiti": Synapses koji su aktivniji su ojačani, a sinapsi koji su manje aktivni su oslabljeni i konačno obrezani. Postupak uklanjanja nevažnih sinapsi tijekom tog vremena naziva se sinaptičkim obrezivanjem.
Rano sinaptičko obrezivanje uglavnom je pod utjecajem naših gena. Kasnije se temelji na našim iskustvima. Drugim riječima, bez obzira na to jesu li ili nisu sinapsi obrezani, utječu iskustva koja dijete u razvoju ima sa svijetom oko sebe. Stalna stimulacija uzrokuje da sinapsi rastu i postanu trajni. Ali ako dijete dobije malo stimulacije, mozak će zadržati manje takvih veza.
Kada se pojavljuje sinaptičko obrezivanje?
Vrijeme sinaptičkog obrezivanja varira od regije mozga. Neki sinaptički obrezivanje počinje vrlo rano u razvoju, ali najbrže obrezivanje događa se između približno 2 i 16 godina.
Rana embrionalna pozornica do 2 godine
Razvoj mozga u zametku počinje samo nekoliko tjedana nakon začeća. Do sedmog mjeseca trudnoće, fetus počinje emitirati vlastite moždane valove. Novi neuroni i sinapsi formirani su od strane mozga po izuzetno visokoj stopi za to vrijeme.
Tijekom prve godine života, broj sinapsi u mozgu djeteta raste više od deset puta. Do 2. ili 3. godine dojenčad ima oko 15.000 sinapsi po neuronu.
U vizualnom korteksu mozga (dio odgovornom za viziju), sinapsička proizvodnja doseže svoj vrhunac približno 8 mjeseci starosti. U prefrontalnom korteksu, vrhunske razine sinapsi se javljaju negdje tijekom prve godine života. Ovaj dio mozga koristi se za različite složene ponašanja, uključujući planiranje i osobnost.
U dobi od 2 do 10 godina
Tijekom druge godine života, broj sinapsi dramatično se smanjuje. Sinaptičko obrezivanje događa se vrlo brzo u dobi između 2 i 10 godina. Tijekom tog vremena, oko 50 posto dodatnih sinapsa eliminirano je. U vizualnom korteksu, obrezivanje se nastavlja do oko 6 godina starosti.
Mladost
Sinaptičko obrezivanje nastavlja se tijekom adolescencije, ali ne tako brzo kao prije. Ukupni broj sinapsa počinje stabilizirati.
Dok su istraživači nekoć mislili da je mozak samo prenio sinapse do ranog adolescencije, nedavni napredci otkrili su drugo razdoblje obrezivanja tijekom kasne adolescencije.
Rano odraslo doba
Prema novijim istraživanjima, sinaptičko rezidbe zapravo se nastavlja u rano odraslo doba i prestaje negdje u kasnim dvadesetim godinama.
Zanimljivo je da se tijekom tog vremena obrezivanje javlja uglavnom u mozgu mozga prefiltra, koji je dio mozga snažno uključen u procese donošenja odluka, razvoj osobnosti i kritičko razmišljanje.
Znači li sinaptičko obrezivanje pojavu shizofrenije?
Istraživanja koja ukazuju na odnos između sinaptičkog obrezivanja i šizofrenije još su u ranoj fazi. Teorija je da su shizofrenski mozgovi "prekomjerni", a ovaj prekomjerni nakupljanje uzrokuje genetske mutacije koje utječu na proces sinaptičke obrade.
Na primjer, kada su istraživači promatrali slike mozga ljudi s mentalnim poremećajima, kao što je shizofrenija, otkrili su da osobe s duševnim poremećajima imaju manje sinapse u prefrontalnoj regiji u usporedbi s mozgom ljudi bez mentalnih poremećaja.
Zatim je velika studija analizirala postmortalno moždano tkivo i DNA iz više od 100.000 ljudi i utvrdila da osobe s shizofrenijom imaju specifičnu gensku varijantu koja može biti povezana s ubrzanjem procesa sinaptičkog obrezivanja.
Potrebno je više istraživanja kako bi se potvrdila hipoteza da abnormalno sinaptičko obrezivanje doprinosi shizofreniji. Iako je to još daleko, sinaptičko obrezivanje može predstavljati zanimljiv cilj liječenja za osobe s mentalnim poremećajima.
Je li sinaptično obrezivanje povezano s autizmom?
Znanstvenici još uvijek nisu odredili točan uzrok autizma. Vjerojatno je da u igri postoji više čimbenika, ali nedavno je istraživanje pokazalo povezanost između mutacija određenih gena povezanih s sinaptičkom funkcijom i poremećajima autističnih spektra (ASD).
Za razliku od istraživanja shizofrenije, koja teoretizira da je mozak "prekomjeran", istraživači pretpostavljaju da mozak osoba s autizmom može biti "podvrgnuto". Teoretski, dakle, taj nedostatak dovodi do prevelikog opterećenja sinapsi u nekim dijelove mozga.
Da bi testirali ovu hipotezu, istraživači su istraživali tkivo mozga od 13 djece i adolescenata sa i bez autizma koji su preminuli od dobi od 2 do 20 godina. Znanstvenici su otkrili da mozak adolescenata s autizmom ima puno više sinapsi nego mozak neurotipskih adolescenata , Mala djeca u obje skupine imala su otprilike isti broj sinapsa. Ovo upućuje na to da se stanje može dogoditi tijekom postupka obrezivanja. Ovo istraživanje pokazuje samo razliku u sinapsama, ali ne i da li ta razlika može biti uzrok ili posljedica autizma ili samo povezanost.
Ova teorija podcjenjivanja može vam pomoći objasniti neke od uobičajenih simptoma autizma, poput preosjetljivosti na buku, svjetla i socijalnih iskustava, kao i epileptičkih napadaja. Ako postoji previše sinapsi koji istovremeno pucaju, osoba s autizmom vjerojatno će doživjeti preopterećenje buke, a ne precizno reagiraju na mozak.
Osim toga, prošla istraživanja povezivala su autizam s mutacijama u genima koji djeluju na protein poznat kao mTOR kinaza. Velike količine preaktivanog mTOR-a pronađene su u mozgu pacijenata s autizmom. Pokazalo se da je prekomjerna aktivnost na putu mTOR povezana s viškom proizvodnje sinapsi. Jedna studija je pokazala da miševi s preaktivanim mTOR-om imaju nedostatke u njihovom sinaptičkom obrezivanju i pokazuju ASD-slične društvene ponašanja.
Gdje se nalazi istraživanje o sinaptičkom obrezivanju?
Sinaptičko obrezivanje je bitan dio razvoja mozga. Ako se riješite sinapsi koje više ne upotrebljavate, mozak postaje učinkovitiji dok starimo.
Danas se većina ideja o razvoju ljudskog mozga oslanja na tu ideju plastičnosti mozga. Istraživači sada istražuju načine kontroliranja obrezivanja lijekovima ili ciljane terapije. Oni također istražuju kako koristiti ovo novo razumijevanje sinaptičkog obrezivanja kako bi se poboljšalo obrazovanje u djetinjstvu. Istraživači također proučavaju kako oblik sinapsi može igrati ulogu u mentalnim poteškoćama.
Proces sinaptičkog obrezivanja može biti obećavajuća meta za tretmane ljudi s uvjetima kao što su shizofrenija i autizam. Međutim, istraživanja su još uvijek u ranim fazama.
