Definition
Synaptischer Schnitt ist ein natürlicher Prozess, der im Gehirn zwischen der frühen Kindheit und dem Erwachsenenalter auftritt. Während des synaptischen Beschneidens eliminiert das Gehirn zusätzliche Synapsen. Synapsen sind Gehirnstrukturen, die es den Neuronen ermöglichen, ein elektrisches oder chemisches Signal an ein anderes Neuron zu übertragen.
Es wird angenommen, dass das synaptische Beschneiden die Art und Weise des Gehirns ist, Verbindungen im Gehirn zu entfernen, die nicht mehr benötigt werden. Forscher haben kürzlich erfahren, dass das Gehirn mehr "Kunststoff" ist? und formbar als bisher angenommen. Synaptischer Schnitt ist die Art und Weise, wie unser Körper eine effizientere Gehirnfunktion aufrecht erhält, wenn wir älter werden und neue komplexe Informationen lernen.
Wenn mehr über das synaptische Beschneiden erfahren wird, fragen sich auch viele Forscher, ob es einen Zusammenhang zwischen dem synaptischen Beschneiden und dem Auftreten bestimmter Störungen, einschließlich Schizophrenie und Autismus, gibt.
Wie funktioniert das synaptische Beschneiden?
Während der Kindheit erlebt das Gehirn ein großes Wachstum. Während der frühen Entwicklung des Gehirns kommt es zu einer Explosion der Synapsenbildung zwischen den Neuronen. Dies wird als Synaptogenese bezeichnet.
Dieser schnelle Zeitraum der Synaptogenese spielt eine wichtige Rolle beim Lernen, bei der Gedächtnisbildung und bei der Anpassung früh im Leben. Im Alter von etwa 2 bis 3 Jahren erreicht die Anzahl der Synapsen einen Höchstwert. Aber kurz nach dieser Zeit des synaptischen Wachstums beginnt das Gehirn Synapsen zu entfernen, die es nicht mehr benötigt.
Sobald das Gehirn eine Synapse bildet, kann es entweder gestärkt oder geschwächt werden. Dies hängt davon ab, wie oft die Synapse verwendet wird. Mit anderen Worten, der Prozess folgt dem "Nutzen Sie es oder verlieren Sie es?" Prinzip: Synapsen, die aktiver sind, werden gestärkt, und Synapsen, die weniger aktiv sind, werden geschwächt und letztendlich beschnitten. Der Vorgang des Entfernens der irrelevanten Synapsen während dieser Zeit wird als synaptisches Beschneiden bezeichnet.
Das frühzeitige synaptische Beschneiden wird hauptsächlich durch unsere Gene beeinflusst. Später basiert es auf unseren Erfahrungen. Mit anderen Worten, ob eine Synapse beschnitten wird oder nicht, hängt von den Erfahrungen ab, die ein sich entwickelndes Kind mit seiner Umwelt hat. Konstante Stimulation bewirkt, dass Synapsen wachsen und dauerhaft werden. Aber wenn ein Kind wenig Stimulation erhält, wird das Gehirn weniger Verbindungen aufrechterhalten.
Wann findet synaptisches Beschneiden statt?
Der Zeitpunkt des synaptischen Beschneidens variiert je nach Hirnregion. Ein gewisser synaptischer Schnitt beginnt sehr früh in der Entwicklung, aber der schnellste Schnitt findet zwischen ungefähr 2 und 16 Jahren statt.
Frühes embryonales Stadium bis 2 Jahre
Die Entwicklung des Gehirns im Embryo beginnt nur wenige Wochen nach der Empfängnis. Im siebten Schwangerschaftsmonat beginnt der Fetus seine eigenen Gehirnwellen zu emittieren. Neue Neuronen und Synapsen werden während dieser Zeit extrem schnell vom Gehirn gebildet.
Im ersten Lebensjahr wächst die Zahl der Synapsen im Gehirn eines Kindes um mehr als das Zehnfache. Im Alter von 2 oder 3 Jahren hat ein Säugling etwa 15.000 Synapsen pro Neuron.
Im visuellen Kortex des Gehirns (dem für die Sehkraft verantwortlichen Teil) erreicht die Synapsenproduktion ihren Höhepunkt im Alter von etwa 8 Monaten. Im präfrontalen Kortex treten während des ersten Lebensjahres Spitzenwerte von Synapsen auf. Dieser Teil des Gehirns wird für eine Vielzahl von komplexen Verhaltensweisen verwendet, einschließlich Planung und Persönlichkeit.
Alter von 2 bis 10 Jahren
Im zweiten Lebensjahr sinkt die Anzahl der Synapsen dramatisch. Synaptisches Beschneiden geschieht sehr schnell zwischen 2 und 10 Jahren. Während dieser Zeit werden etwa 50 Prozent der zusätzlichen Synapsen eliminiert. Im visuellen Kortex wird der Schnitt bis etwa 6 Jahre fortgesetzt.
Jugend
Der synaptische Schnitt wird in der Pubertät fortgesetzt, aber nicht so schnell wie zuvor. Die Gesamtzahl der Synapsen beginnt sich zu stabilisieren.
Während Forscher früher dachten, das Gehirn habe nur Synapsen bis zur frühen Adoleszenz beschnitten, haben jüngste Fortschritte eine zweite Beschneidungsperiode während der späten Adoleszenz entdeckt.
Frühes Erwachsenenalter
Laut neuerer Forschung geht der synaptische Rückschnitt tatsächlich bis in das frühe Erwachsenenalter und stoppt irgendwann in den späten 20er Jahren.
Interessanterweise findet der Beschneidungsprozess in dieser Zeit hauptsächlich im präfrontalen Cortex des Gehirns statt, bei dem es sich um den Teil des Gehirns handelt, der maßgeblich an Entscheidungsprozessen, Persönlichkeitsentwicklung und kritischem Denken beteiligt ist.
Beschreibt der synaptische Schnitt den Ausbruch der Schizophrenie?
Eine Forschung, die den Zusammenhang zwischen synaptischem Beschneiden und Schizophrenie untersucht, befindet sich noch in einem frühen Stadium. Die Theorie ist, dass schizophrene Gehirne "überbeschnitten" sind? und dieses Über-Beschneiden wird durch genetische Mutationen verursacht, die den synaptischen Beschneidungsprozess beeinflussen.
Als Forscher zum Beispiel Bilder von Gehirnen von Menschen mit psychischen Störungen, wie Schizophrenie, untersuchten, fanden sie heraus, dass Menschen mit psychischen Störungen im präfrontalen Bereich weniger Synapsen hatten als die Gehirne von Menschen ohne psychische Störungen.
Dann analysierte eine große Studie post-mortem Gehirngewebe und DNA von mehr als 100.000 Menschen und fand heraus, dass Menschen mit Schizophrenie eine spezifische Genvariante haben, die mit einer Beschleunigung des Prozesses des synaptischen Beschneidens verbunden sein kann.
Weitere Forschung ist erforderlich, um die Hypothese zu bestätigen, dass abnormale synaptische Beschneidung zur Schizophrenie beiträgt. Während dies noch in weiter Ferne liegt, könnte synaptisches Beschneiden ein interessantes Ziel für Behandlungen von Menschen mit psychischen Störungen darstellen.
Ist die synaptische Beschneidung mit Autismus verbunden?
Wissenschaftler haben immer noch nicht die genaue Ursache für Autismus festgestellt. Es ist wahrscheinlich, dass mehrere Faktoren im Spiel sind, aber vor kurzem hat die Forschung eine Verbindung zwischen Mutationen in bestimmten Genen im Zusammenhang mit synaptischer Funktion und Autismus-Spektrum-Störungen (ASD) gezeigt.
Anders als bei der Erforschung der Schizophrenie, die theoretisiert, dass das Gehirn? Übermäßig beschnitten? Forscher vermuten, dass die Gehirne von Menschen mit Autismus "unter Beschnitt" sein können. Theoretisch führt dieser Unterschnitt zu einer Überversorgung der Synapsen in einigen Teilen des Gehirns.
Um diese Hypothese zu testen, untersuchten Forscher Gehirngewebe von 13 Kindern und Jugendlichen mit und ohne Autismus, die zwischen 2 und 20 Jahren verstarben. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Gehirne der Jugendlichen mit Autismus viel mehr Synapsen als die Gehirne von neurotypischen Jugendlichen hatten . Kleinkinder in beiden Gruppen hatten ungefähr die gleiche Anzahl von Synapsen. Dies deutet darauf hin, dass der Zustand während des Beschneidens auftreten kann. Diese Forschung zeigt nur einen Unterschied in Synapsen, aber nicht, ob dieser Unterschied eine Ursache oder ein Effekt von Autismus oder nur eine Assoziation sein könnte.
Diese Unterschneidungstheorie kann helfen, einige der häufigsten Symptome von Autismus, wie Überempfindlichkeit gegen Lärm, Licht und soziale Erfahrungen, sowie epileptische Anfälle zu erklären. Wenn zu viele Synapsen gleichzeitig feuern, wird eine Person mit Autismus wahrscheinlich eher eine Überlastung des Lärms erfahren als eine fein abgestimmte Reaktion des Gehirns.
Darüber hinaus haben frühere Forschungen Autismus mit Mutationen in Genen verknüpft, die auf ein Protein wirken, das als mTOR-Kinase bekannt ist. Große Mengen von überaktivem mTOR wurden in den Gehirnen von Autismus-Patienten gefunden. Es wurde auch gezeigt, dass eine Überaktivität im mTOR-Signalweg mit einer übermäßigen Produktion von Synapsen verbunden ist. Eine Studie fand heraus, dass Mäuse mit überaktiver mTOR Defekte in ihrer synaptischen Beschneidung aufwiesen und ASD-ähnliches soziales Verhalten aufwiesen.
Wohin geht die Forschung zum synaptischen Beschneiden?
Synaptischer Schnitt ist ein wesentlicher Bestandteil der Gehirnentwicklung. Indem Sie die Synapsen loswerden, die nicht mehr verwendet werden, wird das Gehirn mit zunehmendem Alter effizienter.
Heute basieren die meisten Ideen über die Entwicklung des menschlichen Gehirns auf dieser Idee der Plastizität des Gehirns. Forscher suchen nun nach Möglichkeiten, den Schnitt mit Medikamenten oder gezielter Therapie zu kontrollieren. Sie untersuchen auch, wie dieses neue Verständnis des synaptischen Beschneidens genutzt werden kann, um die kindliche Bildung zu verbessern. Forscher untersuchen auch, wie die Form der Synapsen bei geistiger Behinderung eine Rolle spielen könnte.
Der Prozess der synaptischen Beschneidung kann ein vielversprechendes Ziel für Behandlungen für Menschen mit Erkrankungen wie Schizophrenie und Autismus sein. Die Forschung befindet sich jedoch noch in einem frühen Stadium.
