Definiție
Tăierea sinaptică este un proces natural care apare în creier între copilăria timpurie și vârsta adultă. În timpul tăierii sinaptice, creierul elimină sinapsele suplimentare. Sinapsele sunt structuri creierului care permit neuronilor să transmită un semnal electric sau chimic unui alt neuron.
Tunderea sinaptică este considerată a fi modul creierului de a elimina conexiunile din creier care nu mai sunt necesare. Cercetătorii au învățat recent că creierul este mai "plastic" și mai pliabil decât se credea anterior. Tunderea sinaptică este modul nostru de a menține funcția creierului mai eficientă pe masura ce îmbătrânim și învățăm informații noi complexe.
Pe măsură ce se află mai multe despre tăierea sinaptică, mulți cercetători se întreabă de asemenea dacă există o legătură între tăierea sinaptică și declanșarea anumitor tulburări, inclusiv schizofrenia și autismul.
Cum funcționează tăierea sinaptică?
În timpul copilariei, creierul înregistrează o creștere semnificativă. Există o explozie de formare a sinapselor între neuroni în timpul dezvoltării creierului timpuriu. Aceasta se numește sinaptogeneză.
Această perioadă rapidă de sinaptogeneză joacă un rol vital în învățarea, formarea memoriei și adaptarea la începutul vieții. La vârsta de aproximativ 2 până la 3 ani, numărul de sinapse atinge un nivel de vârf. Dar, la scurt timp după această perioadă de creștere sinaptică, creierul începe să elimine sinapsele pe care nu mai are nevoie.
Odată ce creierul formează o sinapsă, acesta poate fi întărit sau slăbit. Acest lucru depinde de cât de des se utilizează synapse. Cu alte cuvinte, procesul urmează principiul "folosește-l sau pierde": se întăresc sinapsele care sunt mai active și sinapsele care sunt mai puțin active sunt slăbite și în cele din urmă tăiate. Procesul de înlăturare a sinapselor irelevante în acest timp este denumit tăiere sinaptică.
Tunsul sinaptic timpuriu este în mare parte influențat de genele noastre. Mai târziu, se bazează pe experiențele noastre. Cu alte cuvinte, dacă o sinapsă este sau nu este influențată de experiențele pe care un copil în dezvoltare îl are cu lumea din jurul lor. Stimularea constantă determină 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 tăieturi sinaptice încep foarte devreme, dar cel mai rapid proces de prăjire se întâmplă între aproximativ 2 și 16 ani.
Stadiul embrionar timpuriu la 2 ani
Dezvoltarea creierului în embrion începe la doar câteva săptămâni după concepție. În a șaptea lună de sarcină, fătul începe să emită propriile valuri ale creierului. Neuronii și sinapsele noi sunt formate de creier la o rată extrem de ridicată în acest timp.
În timpul primului an de viață, numărul de sinapselor din creierul unui copil crește de mai mult de zece ori. La vârsta de 2 sau 3 ani, un copil are aproximativ 15.000 de sinapsă pe neuron.
În cortexul vizual al creierului (partea responsabilă pentru viziune), producția de sinapsă atinge vârful la vârsta de aproximativ 8 luni. În cortexul prefrontal, nivelele de vârf ale sinapselor apar uneori în timpul primului an de viață. Această parte a creierului este folosită pentru o varietate de comportamente complexe, inclusiv planificare și personalitate.
Vârste de la 2 la 10 ani
În al doilea an de viață, numărul de sinapsă scade dramatic. Tăierea sinaptică se întâmplă foarte rapid între vârstele 2 și 10. În acest timp, aproximativ 50% din sinapselor suplimentare sunt eliminate. În cortexul vizual, tăierea continuă până la aproximativ 6 ani.
Adolescent
Tunderea sinaptică continuă prin adolescență, dar nu la fel de rapidă ca înainte. Numărul total al sinapselor începe să se stabilizeze.
În timp ce cercetătorii au crezut odată că creierul a tăiat numai sinapselor până la începutul adolescenței, recentele progrese recente au descoperit oa doua perioadă de tăiere în timpul adolescenței târzii.
Tinerete
Potrivit unor cercetări mai recente, tăierea sinaptică continuă de fapt la vârsta adultă și se oprește cândva la sfârșitul anilor 20.
Interesant este că, în acest timp, tăierea se produce în cortexul prefontal al creierului, parte a creierului implicat puternic în procesele de luare a deciziilor, în dezvoltarea personalității și în gândirea critică.
Tăierea sinaptică explică debutul schizofreniei?
Cercetările care examinează relația dintre tăierea sinaptică și schizofrenie sunt încă în stadiile incipiente. Teoria este că creierele schizofrenice sunt "suprapuse", iar acest lucru este cauzat de mutațiile genetice care afectează procesul de tăiere sinaptică.
De exemplu, atunci când cercetătorii au analizat imaginile creierului persoanelor cu tulburări psihice, cum ar fi schizofrenia, au descoperit că persoanele cu tulburări psihice au avut mai puține sinapselor în regiunea prefrontală comparativ cu creierul persoanelor fără tulburări psihice.
Apoi, un mare studiu 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 genetică specifică 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. În timp ce acest lucru este încă departe, tăierea sinaptică poate reprezenta o țintă interesantă pentru tratamente pentru persoanele cu tulburări psihice.
Este tăierea sinaptică asociată cu autismul?
Oamenii de știință încă nu au identificat cauza exactă a autismului. Este probabil ca mai multi factori sa fie jucati, dar recent, cercetarile au aratat o legatura intre mutatii in anumite gene legate de functia sinaptica si tulburarile spectrului autismului (ASD).
Spre deosebire de cercetarea în domeniul schizofreniei, care teoretichează că creierul este "suprasolicitat", cercetătorii ipoteză că creierul persoanelor cu autism poate fi "subțesut". Teoretic, atunci această sub-tăiere duce la o supradozare a sinapselor 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 vârstele 2 și 20. Oamenii de știință au descoperit că creierul adolescenților cu autism are mult mai multe sinapselor decât creierul adolescenților neurotipici . Copiii mici din ambele grupuri aveau aproximativ același număr de sinapselor. Acest lucru sugerează că această afecțiune poate să apară în timpul procesului de tăiere. Această cercetare arată doar o diferență în sinapse, dar nu și 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 zgomote, lumini și experiențe sociale, precum și convulsii epileptice. Dacă există prea multe sinapselor care ard simultan, o persoană cu autism va avea probabil o supraîncărcare a zgomotului, mai degrabă decât un răspuns precis al creierului.
În plus, cercetările trecute au legat autismul cu mutații în gene care acționează asupra unei proteine cunoscute sub numele de mTOR kinază. Cantități mari de mTOR hiperactiv au fost găsite în creierul pacienților cu autism. Supraactivitatea în calea mTOR a fost, de asemenea, dovedită a fi asociată cu o producție în exces de sinapsă. Un studiu a constatat că șoarecii cu mTOR hiperactivă au avut defecte în tăierea sinaptică și au prezentat comportamente sociale asemănătoare ASD.
Unde se îndreaptă cercetarea privind tăierea sinaptică?
Tunderea sinaptică este o parte esențială a dezvoltării creierului. Prin eliminarea sinapselor care nu mai sunt folosite, creierul devine mai eficient pe măsură ce îmbătrâniți.
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 vizată. Ei încearcă, de asemenea, să utilizeze această nouă înțelegere a tăierii sinaptice pentru a îmbunătăți educația copiilor. Cercetătorii studiază, de asemenea, modul în care forma sinapselor ar putea juca un rol în dizabilitățile mintale.
Procesul de tăiere sinaptică poate fi o țintă promițătoare pentru tratamentul persoanelor cu afecțiuni cum ar fi schizofrenia și autismul. Cu toate acestea, cercetarea se află încă în stadii incipiente.
