Hvad er synaptisk beskæring?

Definition

Hvordan fungerer synaptisk beskæring?

Under barndommen oplever hjernen en stor mængde vækst. Der er en eksplosion af synapsedannelse mellem neuroner under tidlig hjerneudvikling. Dette kaldes synaptogenese.

Denne hurtige periode med synaptogenese spiller en afgørende rolle i indlæring, hukommelsesdannelse og tilpasning tidligt i livet. Ved omkring 2 til 3 års alderen når antallet af synapser et topniveau. Men kort efter denne periode med synaptisk vækst begynder hjernen at fjerne synapser, som den ikke længere har brug for.

Når først hjernen danner en synapse, kan den enten styrkes eller svækkes. Dette afhænger af, hvor ofte synapsen bruges. Med andre ord følger processen “brug det eller tab det”-princippet: Synapser, der er mere aktive, styrkes, og synapser, der er mindre aktive, svækkes og i sidste ende beskæres. Processen med at fjerne de irrelevante synapser i løbet af denne tid kaldes synaptisk beskæring.

Tidlig synaptisk beskæring er for det meste påvirket af vores gener. Senere er det baseret på vores erfaringer. Med andre ord, om en synapse beskæres eller ej, er påvirket af de erfaringer, et barn i udvikling har med verden omkring sig. Konstant stimulering får synapser til at vokse og blive permanente. Men hvis et barn får lidt stimulation, vil hjernen holde færre af disse forbindelser.

Hvornår sker synaptisk beskæring?

Tidspunktet for synaptisk beskæring varierer efter hjerneregion. Noget synaptisk beskæring begynder meget tidligt i udviklingen, men den hurtigste beskæring sker mellem omkring 2 og 16 år.

Tidlig embryonal fase til 2 år

Hjerneudviklingen i embryonet starter blot et par uger efter undfangelsen. I den syvende måned af en graviditet begynder fosteret at udsende sine egne hjernebølger. Nye neuroner og synapser dannes af hjernen med en ekstrem høj hastighed i løbet af denne tid.

I løbet af det første leveår vokser antallet af synapser i hjernen hos et spædbarn mere end tidoblet. I en alder af 2 eller 3 har et spædbarn omkring 15.000 synapser pr. neuron.

I hjernens visuelle cortex (den del, der er ansvarlig for synet), når synapseproduktionen sit højeste ved omkring 8 måneders alderen. I den præfrontale cortex forekommer topniveauer af synapser engang i løbet af det første leveår. Denne del af hjernen bruges til en række kompleks adfærd, herunder planlægning og personlighed.

Alder 2 til 10 år

I løbet af det andet leveår falder antallet af synapser dramatisk. Synaptisk beskæring sker meget hurtigt mellem 2 og 10 år. I løbet af denne tid er omkring 50 procent af de ekstra synapser elimineret. I den visuelle cortex fortsætter beskæringen indtil omkring 6 års alderen.

Ungdom

Synaptisk beskæring fortsætter gennem ungdomsårene, men ikke så hurtigt som før. Det samlede antal synapser begynder at stabilisere sig.

Mens forskere engang troede, at hjernen kun beskærede synapser indtil den tidlige ungdomsår, har de seneste fremskridt opdaget en anden beskæringsperiode i slutningen af ​​teenageårene.

Tidlig voksenalder

Ifølge nyere forskning fortsætter synaptisk beskæring faktisk ind i den tidlige voksenalder og stopper engang i slutningen af ​​20’erne.

Interessant nok sker beskæringen i løbet af denne tid for det meste i hjernens præfontale cortex, som er den del af hjernen, der er stærkt involveret i beslutningsprocesser, personlighedsudvikling og kritisk tænkning.

Forklarer synaptisk beskæring begyndelsen af ​​skizofreni?

Forskning, der ser på forholdet mellem synaptisk beskæring og skizofreni, er stadig i de tidlige stadier. Teorien er, at skizofrene hjerner “overbeskæres”, og denne overbeskæring er forårsaget af genetiske mutationer, der påvirker den synaptiske beskæringsproces.

For eksempel, da forskere kiggede på billeder af hjernen hos mennesker med psykiske lidelser, såsom skizofreni, fandt de ud af, at mennesker med psykiske lidelser havde færre synapser i den præfrontale region sammenlignet med hjernen hos mennesker uden psykiske lidelser.

Derefter, a stort studie analyseret post-mortem hjernevæv og DNA fra mere end 100.000 mennesker og fandt ud af, at mennesker med skizofreni har en specifik genvariant, der kan være forbundet med en acceleration af processen med synaptisk beskæring.

Mere forskning er nødvendig for at bekræfte hypotesen om, at unormal synaptisk beskæring bidrager til skizofreni. Selvom dette stadig er langt væk, kan synaptisk beskæring repræsentere et interessant mål for behandlinger for mennesker med psykiske lidelser.

Er synaptisk beskæring forbundet med autisme?

Forskere har stadig ikke fundet frem til den nøjagtige årsag til autisme. Det er sandsynligt, at der er flere faktorer på spil, men for nylig har forskning vist en sammenhæng mellem mutationer i visse gener relateret til synaptisk funktion og autismespektrumforstyrrelser (ASD).

I modsætning til forskning i skizofreni, som teoretiserer, at hjernen er “overbeskåret”, antager forskere, at hjernen hos mennesker med autisme kan være “underbeskåret”. Teoretisk set fører denne underbeskæring altså til et overudbud af synapser i nogle dele af hjernen.

For at teste denne hypotese, forskere kiggede på hjernevæv hos 13 børn og unge med og uden autisme, som døde mellem 2 og 20 år. Forskerne fandt ud af, at hjernen hos unge med autisme havde meget flere synapser end hjernen hos neurotypiske unge. Små børn i begge grupper havde nogenlunde det samme antal synapser. Dette tyder på, at tilstanden kan opstå under beskæringsprocessen. Denne forskning viser kun en forskel i synapser, men ikke om denne forskel kan være en årsag eller en effekt af autisme, eller bare en sammenhæng.

Denne teori om underbeskæring kan hjælpe med at forklare nogle af de almindelige symptomer på autisme, såsom overfølsomhed over for støj, lys og sociale oplevelser, såvel som epileptiske anfald. Hvis der er for mange synapser, der affyres på én gang, vil en person med autisme sandsynligvis opleve en overbelastning af støj i stedet for en finjusteret hjernereaktion.

Derudover har tidligere forskning forbundet autisme med mutationer i gener, der virker på et protein kendt som mTOR-kinase. Der er fundet store mængder overaktiv mTOR i autismepatienters hjerner. Overaktivitet i mTOR-vejen har også vist sig at være forbundet med en overskydende produktion af synapser. En undersøgelse fandt, at mus med overaktiv mTOR havde defekter i deres synaptiske beskæring og udviste ASD-lignende social adfærd.

Hvor er forskningen i synaptisk beskæring på vej hen?

Synaptisk beskæring er en væsentlig del af hjernens udvikling. Ved at slippe af med de synapser, der ikke længere bruges, bliver hjernen mere effektiv, når du bliver ældre.

I dag trækker de fleste ideer om menneskelig hjerneudvikling på denne idé om hjernens plasticitet. Forskere undersøger nu måder at kontrollere beskæring med medicin eller målrettet terapi på. De undersøger også, hvordan man bruger denne nye forståelse af synaptisk beskæring til at forbedre barndomsundervisningen. Forskere studerer også, hvordan formen af ​​synapserne kan spille en rolle ved mentale handicap.

Processen med synaptisk beskæring kan være et lovende mål for behandlinger for mennesker med tilstande som skizofreni og autisme. Forskningen er dog stadig i de tidlige stadier.