Sinaptogénesis: พัฒนาการครบกำหนดและโรค

Synaptogenesis คือการสะสมของ synapses ระหว่างเซลล์ประสาทของระบบประสาท ไซแนปส์หมายถึงการรวมกันหรือการติดต่อระหว่างสองเซลล์ประสาทซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถสื่อสารกับแต่ละอื่น ๆ ที่เอื้อต่อกระบวนการทางปัญญาของเรา

การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาทสองแห่งมักอยู่ในทิศทางเดียว ดังนั้นจึงมีเซลล์ประสาทที่เรียกว่า "presynaptic" นั่นคือสิ่งที่ส่งข้อความและ "postsynaptic" นั่นคือสิ่งที่รับได้

แม้ว่า synaptogenesis เกิดขึ้นตลอดชีวิตของมนุษย์ แต่ก็มีขั้นตอนที่จะเกิดขึ้นเร็วกว่าในคนอื่น ๆ กระบวนการนี้ทำให้หลายล้านล้าน synapses การแลกเปลี่ยนข้อมูลในสมอง

Synaptogenesis เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในระบบประสาทของเรา ในขณะที่เราเรียนรู้และใช้ชีวิตประสบการณ์ใหม่การเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทใหม่จะเกิดขึ้นในสมองของเรา สิ่งนี้เกิดขึ้นในสัตว์ทุกชนิดที่มีสมองแม้ว่าจะมีความเด่นชัดโดยเฉพาะในมนุษย์

สำหรับสมองยิ่งใหญ่ไม่ได้หมายความว่ามันจะดีกว่า ตัวอย่างเช่น Albert Einstein มีสมองขนาดปกติอย่างสมบูรณ์ จากสิ่งที่อนุมานได้ว่าเชาว์ปัญญานั้นสัมพันธ์กับปริมาณการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์สมองมากกว่าจำนวนเซลล์ประสาท

มันเป็นความจริงที่พันธุศาสตร์มีบทบาทพื้นฐานในการสร้างประสาท อย่างไรก็ตามการบำรุงรักษาของ synapse จะถูกกำหนดในระดับที่มากขึ้นโดยสภาพแวดล้อม นี่คือปรากฏการณ์ที่เรียกว่าพลาสติกสมอง

ซึ่งหมายความว่าสมองมีความสามารถในการเปลี่ยนแปลงตามสิ่งกระตุ้นภายนอกและภายในที่ได้รับ ตัวอย่างเช่นในขณะที่คุณอ่านข้อความนี้เป็นไปได้ว่าการเชื่อมต่อของสมองใหม่จะเกิดขึ้นถ้าคุณจำได้ภายในสองสามวัน

การสังเคราะห์ในการพัฒนาทางระบบประสาท

สามารถสังเกตเห็น synapses แรกในช่วงเดือนที่ห้าของการพัฒนาของตัวอ่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง synaptogenesis เริ่มประมาณสิบแปดสัปดาห์ของการตั้งครรภ์และยังคงเปลี่ยนแปลงตลอดชีวิต

ในช่วงเวลานี้เกิดความซ้ำซ้อน synaptic เกิดขึ้น ซึ่งหมายความว่ามีการสร้างการเชื่อมต่อบัญชีมากขึ้นและจะถูกยกเลิกแบบเลือกตลอดเวลา ดังนั้นความหนาแน่นของ synaptic จะลดลงตามอายุ

น่าแปลกที่นักวิจัยได้ค้นพบ synaptogenesis ในระยะที่สอง: วัยรุ่น อย่างไรก็ตามการเจริญเติบโตนี้ไม่รุนแรงเท่าที่เกิดขึ้นในระหว่างการพัฒนามดลูก

ช่วงเวลาที่สำคัญ

มีช่วงเวลาวิกฤตที่สำคัญในการ synaptogenesis ที่ตามมาด้วยการตัดแต่ง synaptic คือ ซึ่งหมายความว่าการเชื่อมต่อประสาทที่ไม่ได้ใช้หรือไม่จำเป็นจะถูกกำจัด ในช่วงเวลานั้นเซลล์ประสาทจะแข่งขันกันเองเพื่อสร้างการเชื่อมต่อใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

ดูเหมือนว่ามีความสัมพันธ์แบบผกผันระหว่างความหนาแน่นของ synaptic และความสามารถทางปัญญา ด้วยวิธีนี้ฟังก์ชั่นการเรียนรู้ของเราได้รับการปรับปรุงและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อจำนวนของการซิงก์ลดลง

จำนวนของประสาทที่เกิดขึ้นในขั้นตอนนี้จะถูกกำหนดโดยพันธุศาสตร์ของบุคคล หลังจากช่วงเวลาวิกฤตินี้การเชื่อมต่อที่ถูกกำจัดไม่สามารถกู้คืนได้ในระยะหลังของชีวิต

ต้องขอบคุณการวิจัยเป็นที่รู้กันว่าเด็ก ๆ สามารถเรียนรู้ภาษาใด ๆ ก่อนที่จะเริ่มทำการตัดแต่ง synaptic เนื่องจากสมองของพวกเขาเต็มไปด้วยประสาทพร้อมที่จะปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมใด ๆ

นั่นคือเหตุผลที่ในขณะนี้พวกเขาสามารถแยกแยะเสียงทั้งหมดของภาษาที่แตกต่างกันได้อย่างไม่มีปัญหาและมีแนวโน้มที่จะเรียนรู้พวกเขา

อย่างไรก็ตามเมื่อสัมผัสกับเสียงของภาษาแม่พวกเขาเริ่มคุ้นเคยกับพวกเขาและระบุพวกเขามากขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงเวลา

นี่เป็นเพราะกระบวนการของการตัดแต่งเส้นประสาททำให้การรักษาส่วนที่ใช้บ่อยที่สุด (ผู้ที่สนับสนุนเช่นเสียงของภาษาแม่) และทิ้งสิ่งที่ไม่ถือว่าเป็นประโยชน์

การเจริญเติบโตของ Synaptic

เมื่อมีการสร้างไซแนปส์มันจะมีความทนทานมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับว่าเราทำพฤติกรรมซ้ำอีกกี่ครั้ง

ตัวอย่างเช่นการจดจำชื่อของเราจะสมมติว่าซินเนสที่ได้รับการยอมรับเป็นอย่างดีซึ่งแทบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะแตกหักเพราะเราได้ปรากฏขึ้นในชีวิตของเราหลายครั้ง

เมื่อมีการเกิดไซแนปส์มันก็มีความเสี่ยงมากมาย สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากแอกซอนใหม่นั้นมีแนวโน้มที่จะเกิดการซิงโครไนซ์ที่มีอยู่แล้วทำให้กระชับขึ้น

อย่างไรก็ตามเมื่อครบกำหนดอายุของไซแนปส์มันแตกต่างและแยกออกจากคนอื่น ๆ ในเวลาเดียวกันการเชื่อมต่ออื่น ๆ ระหว่างซอนจะถูกหดกลับน้อยกว่าการเชื่อมต่อที่ครบกำหนด กระบวนการนี้เรียกว่าการกำจัด synaptic

อีกสัญลักษณ์หนึ่งของการสุกคือปุ่มเทอร์มินัลของเซลล์ประสาท postsynaptic เพิ่มขนาดและสะพานเล็ก ๆ จะถูกสร้างขึ้นระหว่างพวกเขา

ปฏิกิริยาการเกิดปฏิกิริยา

บางที ณ จุดนี้คุณอาจสงสัยแล้วว่าเกิดอะไรขึ้นหลังจากสมองเสียหายที่ทำลายประสาทที่มีอยู่บางส่วน

อย่างที่คุณทราบสมองมีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องและมีความเป็นพลาสติก นั่นคือเหตุผลว่าทำไมหลังจากได้รับบาดเจ็บจึงเกิดการเกิดปฏิกิริยาซินแนพติเจเนซิสขึ้น

ประกอบด้วยแอกซอนใหม่ที่งอกจากซอนซอนที่ไม่เสียหายไปสู่ไซแนปส์ที่ว่างเปล่า กระบวนการนี้ถูกชี้นำโดยโปรตีนเช่น cadherins, laminin และ integrin (Dedeu, Rodríguez, Brown, Barbie, 2008)

อย่างไรก็ตามมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าพวกเขาจะไม่เติบโตหรือ synapse อย่างถูกต้อง ตัวอย่างเช่นหากผู้ป่วยไม่ได้รับการรักษาที่ถูกต้องหลังจากได้รับบาดเจ็บที่สมอง synaptogenesis นี้อาจเป็น maladaptive

โรคที่มีอิทธิพลต่อ synaptogenesis

การเปลี่ยนแปลงของ synaptogenesis เกี่ยวข้องกับหลายเงื่อนไขส่วนใหญ่กับโรค neurodegenerative

ในโรคเหล่านี้ซึ่งเป็นโรคพาร์คินสันและอัลไซเมอร์มีการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลหลายอย่างที่ยังไม่ทราบแน่ชัด สิ่งเหล่านี้นำไปสู่การกำจัด synapses ขนาดใหญ่และก้าวหน้าสะท้อนให้เห็นในการขาดดุลทางปัญญาและมอเตอร์

หนึ่งในการเปลี่ยนแปลงที่พบใน astrocytes ซึ่งเป็นเซลล์ glial ชนิดหนึ่งที่เข้ามามีส่วนร่วมใน synaptogenesis (ในกระบวนการอื่น ๆ )

ดูเหมือนว่าในออทิซึมยังมีความผิดปกติในการ synaptogenesis มันได้รับการพบว่าโรคนี้ neurobiological โดดเด่นด้วยความไม่สมดุลระหว่างจำนวน excitatory และยับยั้งการทำงานของประสาท

นี่เป็นเพราะการกลายพันธุ์ในยีนที่ควบคุมความสมดุลนี้ สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างและการทำงาน synaptogenesis เช่นเดียวกับใน synaptic ปั้น เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้ยังเกิดขึ้นในโรคลมชัก, Rett ดาวน์ซินโดรม, Angelman ดาวน์ซินโดรมและเปราะบาง X ซินโดรม (García, Dominguez และ Pereira, 2012)