Ce este tăierea sinaptică?

Conţinut

• Definiție
• Cum funcționează tăierea sinaptică?
• Când are loc tăierea sinaptică?
• Etapa embrionară timpurie la 2 ani
• Vârsta cuprinsă între 2 și 10 ani
• Adolescent
• Tinerete
• Tunderea sinaptică explică debutul schizofreniei?
• Tunderea sinaptică este asociată cu autismul?
• Unde se îndreaptă cercetările privind tăierea sinaptică?

Definiție

Tunderea sinaptică este un proces natural care are loc în creier între copilăria timpurie și vârsta adultă. În timpul tăierii sinaptice, creierul elimină sinapsele suplimentare. Sinapsele sunt structuri cerebrale care permit neuronilor să transmită un semnal electric sau chimic către alt neuron.

Tunderea sinaptică este considerată a fi metoda creierului de a elimina conexiunile din creier care nu mai sunt necesare. Cercetătorii au aflat recent că creierul este mai „plastic” și mai mulabil decât se credea anterior. Tunderea sinaptică este modul în care corpul nostru menține o funcție creieră mai eficientă pe măsură ce îmbătrânim și învățăm noi informații complexe.

Pe măsură ce se învață mai multe despre tăierea sinaptică, mulți cercetători se întreabă, de asemenea, dacă există o legătură între tăierea sinaptică și apariția anumitor tulburări, inclusiv schizofrenia și autismul.

Cum funcționează tăierea sinaptică?

În timpul copilăriei, creierul experimentează o cantitate mare de creștere. Există o explozie de formare a sinapselor între neuroni în timpul dezvoltării timpurii a creierului. Aceasta se numește sinaptogeneză.

Această perioadă rapidă de sinaptogeneză joacă un rol vital în învățare, formarea memoriei și adaptare la începutul vieții. La aproximativ 2 până la 3 ani, numărul sinapselor atinge nivelul maxim. Dar, la scurt timp după această perioadă de creștere sinaptică, creierul începe să îndepărteze sinapsele de care nu mai are nevoie.

Odată ce creierul formează o sinapsă, acesta poate fi întărit sau slăbit. Acest lucru depinde de cât de des este utilizată sinapsa. Cu alte cuvinte, procesul urmează principiul „folosește-l sau pierde-l”: sinapsele mai active sunt întărite, iar sinapsele mai puțin active sunt slăbite și în cele din urmă tăiate. Procesul de eliminare a sinapselor irelevante în acest timp este denumit tăiere sinaptică.

Tunderea sinaptică timpurie este în mare parte influențată de genele noastre. Mai târziu, se bazează pe experiențele noastre. Cu alte cuvinte, dacă o sinapsă este tăiată sau nu este influențată de experiențele pe care le are un copil în curs de dezvoltare cu lumea din jur. Stimularea constantă face ca sinapsele să crească și să devină permanente. Dar dacă un copil primește puțină stimulare, creierul va păstra mai puține dintre aceste conexiuni.

Când are loc tăierea sinaptică?

Momentul tăierii sinaptice variază în funcție de regiunea creierului. Unele tăieri sinaptice încep foarte devreme în dezvoltare, dar cea mai rapidă tăiere are loc între aproximativ 2 și 16 ani.

Etapa embrionară timpurie la 2 ani

Dezvoltarea creierului la embrion începe la doar câteva săptămâni după concepție. Până în a șaptea lună a unei sarcini, fătul începe să emită propriile sale unde cerebrale. Neuronii și sinapsele noi sunt formate de creier într-un ritm extrem de ridicat în acest timp.

În primul an de viață, numărul sinapselor din creierul unui sugar crește de peste zece ori. Până la vârsta de 2 sau 3 ani, un sugar are aproximativ 15.000 de sinapse pe neuron.

În cortexul vizual al creierului (partea responsabilă de vedere), producția de sinapsă atinge apogeul la vârsta de aproximativ 8 luni. În cortexul prefrontal, nivelurile de vârf ale sinapselor apar cândva în timpul primului an de viață. Această parte a creierului este utilizată pentru o varietate de comportamente complexe, inclusiv planificare și personalitate.

Vârsta cuprinsă între 2 și 10 ani

În al doilea an de viață, numărul sinapselor scade dramatic. Tunderea sinaptică are loc foarte repede între 2 și 10 ani. În acest timp, aproximativ 50 la sută din sinapsele suplimentare sunt eliminate. În cortexul vizual, tăierea continuă până la vârsta de aproximativ 6 ani.

Adolescent

Tunderea sinaptică continuă până în adolescență, dar nu la fel de repede ca înainte. Numărul total de sinapse începe să se stabilizeze.

În timp ce cercetătorii au crezut odată că creierul doar a tăiat sinapsele până la începutul adolescenței, progresele recente au descoperit o a doua perioadă de tăiere în timpul adolescenței târzii.

Tinerete

Potrivit unor cercetări mai noi, tăierea sinaptică continuă de fapt până la vârsta adultă și se oprește cândva la sfârșitul anilor '20.

Interesant este că în acest timp tăierea are loc mai ales în cortexul prefontal al creierului, care este partea creierului implicată puternic în procesele decizionale, dezvoltarea personalității și gândirea critică.

Tunderea sinaptică explică debutul schizofreniei?

Cercetările care analizează relația dintre tăierea sinaptică și schizofrenia sunt încă în stadiile incipiente. Teoria este că creierele schizofrenice sunt „supra-tăiate”, iar această supra-tăiere este cauzată de mutații genetice care afectează procesul de tăiere sinaptică.

De exemplu, atunci când cercetătorii au analizat imagini ale creierului persoanelor cu tulburări mentale, cum ar fi schizofrenia, au descoperit că persoanele cu tulburări mentale au mai puține sinapse în regiunea prefrontală în comparație cu creierul persoanelor fără tulburări mentale.

Apoi, a analizat țesutul cerebral post-mortem și ADN-ul de la mai mult de 100.000 de persoane și a constatat că persoanele cu schizofrenie au o variantă specifică de gene care poate fi asociată cu o accelerare a procesului de tăiere sinaptică.

Sunt necesare mai multe cercetări pentru a confirma ipoteza că tăierea sinaptică anormală contribuie la schizofrenie. Deși acest lucru este încă departe, tăierea sinaptică poate reprezenta o țintă interesantă pentru tratamentele pentru persoanele cu tulburări mentale.

Tunderea sinaptică este asociată cu autismul?

Oamenii de știință încă nu au identificat cauza exactă a autismului. Este probabil că există mai mulți factori în joc, dar recent, cercetările au arătat o legătură între mutațiile anumitor gene legate de funcția sinaptică și tulburările din spectrul autist (ASD).

Spre deosebire de cercetările privind schizofrenia, care teoretizează că creierul este „supra-tăiat”, cercetătorii fac ipoteza că creierul persoanelor cu autism poate fi „sub-tăiat”. Teoretic, deci, această sub-tăiere duce la o suprasolicitare de sinapse în unele părți ale creierului.

Pentru a testa această ipoteză, cercetătorii au analizat țesutul cerebral al 13 copii și adolescenți cu și fără autism care au decedat între 2 și 20 de ani. Oamenii de știință au descoperit că creierul adolescenților cu autism a avut mult mai multe sinapse decât creierul adolescenților neurotipici. . Copiii mici din ambele grupuri au avut aproximativ același număr de sinapse. Acest lucru sugerează că starea poate apărea în timpul procesului de tăiere. Această cercetare arată doar o diferență în sinapse, dar nu dacă această diferență ar putea fi o cauză sau un efect al autismului sau doar o asociere.

Această teorie sub-tăiere poate ajuta la explicarea unora dintre simptomele comune ale autismului, cum ar fi suprasensibilitatea la zgomot, lumini și experiențe sociale, precum și convulsiile epileptice. Dacă există prea multe sinapse care trag simultan, o persoană cu autism va experimenta probabil o supraîncărcare de zgomot, mai degrabă decât un răspuns al creierului reglat fin.

În plus, cercetările anterioare au legat autismul de mutațiile genelor care acționează asupra unei proteine ​​cunoscute sub numele de mTOR kinază. S-au găsit cantități mari de mTOR hiperactiv în creierul pacienților cu autism. Activitatea excesivă din calea mTOR sa dovedit a fi asociată cu o producție excesivă de sinapse. Un studiu a constatat că șoarecii cu mTOR hiperactiv au avut defecte în tăierea lor sinaptică și au prezentat comportamente sociale asemănătoare ASD.

Unde se îndreaptă cercetările privind tăierea sinaptică?

Tunderea sinaptică este o parte esențială a dezvoltării creierului. Scăpând de sinapsele care nu mai sunt folosite, creierul devine mai eficient pe măsură ce îmbătrânești.

Astăzi, majoritatea ideilor despre dezvoltarea creierului uman se bazează pe această idee a plasticității creierului. Cercetătorii caută acum modalități de a controla tăierea cu medicamente sau terapie țintită. Ei caută, de asemenea, cum să folosească această nouă înțelegere a tăierii sinaptice pentru a îmbunătăți educația copilariei. Cercetătorii studiază, de asemenea, modul în care forma sinapselor ar putea juca un rol în dizabilitățile mentale.

Procesul de tăiere sinaptică poate fi o țintă promițătoare pentru tratamentele pentru persoanele cu afecțiuni precum schizofrenia și autismul. Cu toate acestea, cercetarea este încă în stadiile incipiente.