Kas yra sinapsinis genėjimas?

Turinys

• Apibrėžimas
• Kaip veikia sinapsinis genėjimas?
• Kada vyksta sinapsinis genėjimas?
• Ankstyvoji embriono stadija iki 2 metų
• Amžius nuo 2 iki 10 metų
• Paauglystė
• Ankstyvas pilnametystė
• Ar sinapsinis genėjimas paaiškina šizofrenijos atsiradimą?
• Ar sinapsinis genėjimas susijęs su autizmu?
• Kur krypsta sinapsinio genėjimo tyrimai?

Apibrėžimas

Sinapsinis genėjimas yra natūralus procesas, vykstantis smegenyse tarp ankstyvos vaikystės ir pilnametystės. Sinapsinio genėjimo metu smegenys pašalina papildomas sinapses. Sinapsės yra smegenų struktūros, leidžiančios neuronams perduoti elektrinį ar cheminį signalą į kitą neuroną.

Manoma, kad sinapsinis genėjimas yra smegenų būdas pašalinti nebereikalingus ryšius smegenyse. Tyrėjai neseniai sužinojo, kad smegenys yra labiau „plastinės“ ir lipdomos, nei manyta anksčiau. Sinapsinis genėjimas yra mūsų kūno būdas išlaikyti efektyvesnę smegenų funkciją senstant ir mokantis naujos kompleksinės informacijos.

Sužinojus daugiau apie sinapsinį genėjimą, daugeliui tyrinėtojų kyla klausimas, ar yra ryšys tarp sinapsinio genėjimo ir tam tikrų sutrikimų, įskaitant šizofreniją ir autizmą, atsiradimo.

Kaip veikia sinapsinis genėjimas?

Kūdikystės laikotarpiu smegenys patiria didelį augimą. Ankstyvosios smegenų plėtros metu tarp neuronų įvyksta sinapsės formavimosi sprogimas. Tai vadinama sinaptogeneze.

Šis greitas sinaptogenezės laikotarpis vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį mokantis, formuojant atmintį ir prisitaikant ankstyvame gyvenimo etape. Maždaug nuo 2 iki 3 metų sinapsių skaičius pasiekia aukščiausią lygį. Bet netrukus po šio sinapsinio augimo laikotarpio smegenys pradeda šalinti nebereikalingas sinapses.

Kai smegenys suformuoja sinapsę, jos gali arba sustiprėti, arba susilpnėti. Tai priklauso nuo to, kaip dažnai naudojama sinapsė. Kitaip tariant, procesas vykdomas vadovaujantis principu „naudok arba pamesk“: sustiprėja aktyvesnės sinapsės, o mažiau aktyvios sinapsės susilpnėja ir galiausiai nugenimos. Nesvarbių sinapsių pašalinimo procesas per šį laiką vadinamas sinapsiniu genėjimu.

Ankstyvam sinapsiniam genėjimui daugiausia įtakos turi mūsų genai. Vėliau tai remiasi mūsų patirtimi. Kitaip tariant, ar sinapsė genima, ar ne, įtakoja besivystančio vaiko patirtis su aplinkiniu pasauliu. Nuolatinė stimuliacija sukelia sinapsių augimą ir pastovumą. Bet jei vaikas gauna mažai stimuliacijos, smegenys tų ryšių išlaikys mažiau.

Kada vyksta sinapsinis genėjimas?

Sinapsinio genėjimo laikas skiriasi priklausomai nuo smegenų regiono. Kai kurie sinapsiniai genėjimai pradedami vystytis labai anksti, tačiau greičiausias genėjimas vyksta maždaug nuo 2 iki 16 metų.

Ankstyvoji embriono stadija iki 2 metų

Smegenų vystymasis embrione prasideda praėjus vos kelioms savaitėms po apvaisinimo. Iki septinto nėštumo mėnesio vaisius pradeda skleisti savo smegenų bangas. Naujus neuronus ir sinapses per šį laiką smegenys formuoja itin sparčiai.

Per pirmuosius gyvenimo metus sinapsių skaičius kūdikio smegenyse išauga daugiau nei dešimt kartų. Iki 2 ar 3 metų kūdikis turi apie 15 000 sinapsių vienam neuronui.

Regimojoje smegenų žievėje (už regėjimą atsakingoje dalyje) sinapsės gamyba pasiekia aukščiausią tašką maždaug 8 mėnesių amžiaus. Prefrontalinėje žievėje didžiausias sinapsių lygis atsiranda kada nors pirmaisiais gyvenimo metais. Ši smegenų dalis naudojama įvairiam sudėtingam elgesiui, įskaitant planavimą ir asmenybę.

Amžius nuo 2 iki 10 metų

Antraisiais gyvenimo metais sinapsių skaičius smarkiai sumažėja. Sinapsinis genėjimas vyksta 2–10 metų amžiaus labai greitai. Per šį laiką pašalinama apie 50 procentų papildomų sinapsių. Regos žievėje genėjimas tęsiasi maždaug iki 6 metų.

Paauglystė

Sinapsinis genėjimas tęsiasi paauglystėje, bet ne taip greitai, kaip anksčiau. Bendras sinapsių skaičius pradeda stabilizuotis.

Nors mokslininkai kadaise manė, kad smegenys genėjo sinapses tik iki ankstyvos paauglystės, naujausi pasiekimai vėlyvoje paauglystėje atrado antrą genėjimo periodą.

Ankstyvas pilnametystė

Remiantis naujesniais tyrimais, sinapsinis genėjimas iš tikrųjų tęsiasi ankstyvame amžiuje ir sustoja kada nors 20-ųjų pabaigoje.

Įdomu tai, kad per šį laiką genėjimas dažniausiai vyksta smegenų prefontalinėje žievėje, kuri yra smegenų dalis, labai susijusi su sprendimų priėmimo procesais, asmenybės ugdymu ir kritiniu mąstymu.

Ar sinapsinis genėjimas paaiškina šizofrenijos atsiradimą?

Tyrimai, kuriuose nagrinėjamas sinapsinio genėjimo ir šizofrenijos ryšys, dar tik ankstyvoje stadijoje. Teorija yra ta, kad šizofrenijos smegenys yra „per daug apkarpytos“, o šį pervertimą lemia genetinės mutacijos, turinčios įtakos sinapsinio genėjimo procesui.

Pavyzdžiui, tyrėjai, apžiūrėję psichinių sutrikimų, tokių kaip šizofrenija, žmonių smegenų atvaizdus, ​​nustatė, kad psichikos sutrikimų turintiems žmonėms prefrontaliniame regione buvo mažiau sinapsių, palyginti su psichinių sutrikimų neturinčių žmonių smegenimis.

Tada išanalizuotas daugiau kaip 100 000 žmonių pomirtinis smegenų audinys ir DNR ir nustatyta, kad šizofrenija sergantys žmonės turi specifinį geno variantą, kuris gali būti susijęs su sinapsinio genėjimo proceso pagreitėjimu.

Norint patvirtinti hipotezę, kad nenormalus sinapsinis genėjimas prisideda prie šizofrenijos, reikia daugiau tyrimų. Nors tai dar toli, sinapsinis genėjimas gali būti įdomus psichikos sutrikimų turinčių žmonių gydymo tikslas.

Ar sinapsinis genėjimas susijęs su autizmu?

Mokslininkai vis dar nenurodė tikslios autizmo priežasties. Tikėtina, kad yra keli veiksniai, tačiau pastaruoju metu tyrimai parodė ryšį tarp tam tikrų genų mutacijų, susijusių su sinapsine funkcija, ir autizmo spektro sutrikimų (ASD).

Skirtingai nuo šizofrenijos tyrimų, kuriuose teigiama, kad smegenys yra „per daug apkarpytos“, mokslininkai kelia prielaidą, kad autizmu sergančių žmonių smegenys gali būti „nepakankamai apkarpytos“. Teoriškai tada šis nepakankamas genėjimas lemia sinapsių perteklių kai kuriose smegenų dalyse.

Norėdami patikrinti šią hipotezę, mokslininkai ištyrė 13 vaikų ir paauglių, sergančių autizmu ir be jų, mirusių nuo 2 iki 20 metų, smegenų audinius. Mokslininkai nustatė, kad autizmu sergančių paauglių smegenys turi daug daugiau sinapsių nei neurotipinių paauglių smegenys. . Maži vaikai abiejose grupėse turėjo maždaug tiek pat sinapsių. Tai rodo, kad būklė gali atsirasti genėjimo proceso metu. Šis tyrimas rodo tik sinapsių skirtumą, bet ne tai, ar šis skirtumas gali būti autizmo priežastis ar pasekmė, ar tik asociacija.

Ši nepakankamo genėjimo teorija gali padėti paaiškinti kai kuriuos dažniausiai pasitaikančius autizmo simptomus, pvz., Padidėjusį jautrumą triukšmui, šviesai ir socialinei patirčiai bei epilepsijos priepuolius. Jei vienu metu šaudoma per daug sinapsių, autizmu sergantis asmuo greičiausiai patirs triukšmo perkrovą, o ne tiksliai sureguliuotą smegenų atsaką.

Be to, ankstesni tyrimai susiejo autizmą su genų, veikiančių baltymą, vadinamą mTOR kinaze, mutacijomis. Autizmu sergančių pacientų smegenyse rastas didelis hiperaktyvaus mTOR kiekis. Taip pat įrodyta, kad per didelis aktyvumas mTOR kelyje yra susijęs su pertekline sinapsių gamyba. Vieno tyrimo metu nustatyta, kad pelėms, kurių mTOR yra per aktyvus, yra sinapsinio genėjimo defektų ir pasireiškia į ASD panašus socialinis elgesys.

Kur krypsta sinapsinio genėjimo tyrimai?

Sinapsinis genėjimas yra būtina smegenų vystymosi dalis. Atsikratę nebenaudojamų sinapsių, senstant smegenys tampa efektyvesnės.

Šiandien dauguma smegenų vystymosi idėjų remiasi šia smegenų plastiškumo idėja. Tyrėjai dabar ieško būdų, kaip kontroliuoti genėjimą vaistais ar tiksline terapija. Jie taip pat ieško, kaip panaudoti šį naują sinapsinio genėjimo supratimą tobulinant vaikų ugdymą. Mokslininkai taip pat tiria, kaip sinapsių forma gali vaidinti psichinę negalią.

Sinapsinio genėjimo procesas gali būti perspektyvus gydymo būdas žmonėms, sergantiems tokiomis sąlygomis kaip šizofrenija ir autizmas. Tačiau tyrimai vis dar yra ankstyvieji etapai.