Definisjon
Synaptisk beskjæring er en naturlig prosess som skjer i hjernen mellom tidlig barndom og voksen alder. Under synaptisk beskjæring eliminerer hjernen ekstra synapser. Synapser er hjernestrukturer som lar neuronene overføre et elektrisk eller kjemisk signal til en annen nevron.
Synaptisk beskjæring antas å være hjernens måte å fjerne forbindelser i hjernen som ikke lenger er nødvendig. Forskere har nylig fått vite at hjernen er mer “plastisk” og formbar enn tidligere antatt. Synaptisk beskjæring er kroppens måte å opprettholde mer effektiv hjernefunksjon når vi blir eldre og lærer ny kompleks informasjon.
Etter hvert som mer læres om synaptisk beskjæring, lurer mange forskere også på om det er en kobling mellom synaptisk beskjæring og utbruddet av visse lidelser, inkludert schizofreni og autisme.
Hvordan fungerer synaptisk beskjæring?
I barndommen opplever hjernen en stor mengde vekst. Det er en eksplosjon av synapedannelse mellom nevroner under tidlig hjerneutvikling. Dette kalles synaptogenese.
Denne raske perioden med synaptogenese spiller en viktig rolle i læring, hukommelsesdannelse og tilpasning tidlig i livet. Ved omtrent 2-3 år treffer antallet synapser et toppnivå. Men så kort etter denne perioden med synaptisk vekst, begynner hjernen å fjerne synapser som den ikke lenger trenger.
Når hjernen danner en synapse, kan den enten styrkes eller svekkes. Dette avhenger av hvor ofte synapsen brukes. Med andre ord følger prosessen prinsippet om å "bruke det eller miste det": Synapser som er mer aktive blir styrket, og synapser som er mindre aktive blir svekket og til slutt beskjæres. Prosessen med å fjerne de irrelevante synapser i løpet av denne tiden blir referert til som synaptisk beskjæring.
Tidlig synaptisk beskjæring er mest påvirket av genene våre. Senere er det basert på erfaringene våre. Hvorvidt en synapse beskjæres, blir med andre ord påvirket av opplevelsene et utviklende barn har med verden rundt seg. Konstant stimulering får synapser til å vokse og bli permanente. Men hvis et barn får liten stimulering, vil hjernen beholde færre av disse forbindelsene.
Når forekommer synaptisk beskjæring?
Tidspunktet for synaptisk beskjæring varierer etter hjerneområde. Noe synaptisk beskjæring begynner veldig tidlig i utviklingen, men den raskeste beskjæringen skjer mellom omtrent 2 og 16 år.
Tidlig embryonale fase til 2 år
Hjerneutvikling i embryoet starter bare noen uker etter unnfangelsen. I den syvende måneden av en graviditet begynner fosteret å avgi sine egne hjernebølger. Nye nevroner og synapser dannes av hjernen med ekstremt høy hastighet i løpet av denne tiden.
I løpet av det første leveåret vokser antallet synapser i hjernen til et spedbarn mer enn ti ganger. Etter 2 eller 3 år har et spedbarn omtrent 15 000 synapser per nevron.
I den visuelle cortex av hjernen (den delen som er ansvarlig for synet), treffer synapsproduksjon sitt høydepunkt ved 8 måneders alder. I den prefrontale cortex forekommer toppnivåer av synapser en gang i løpet av det første leveåret. Denne delen av hjernen brukes til en rekke komplekse atferd, inkludert planlegging og personlighet.
Alder 2 til 10 år
I løpet av det andre leveåret synker antallet synapser dramatisk. Synaptisk beskjæring skjer veldig raskt mellom 2 og 10 år. I løpet av denne tiden blir omtrent 50 prosent av de ekstra synapser eliminert. I den visuelle cortex fortsetter beskjæring frem til omtrent 6 år.
oppvekst
Synaptisk beskjæring fortsetter gjennom ungdomstiden, men ikke så raskt som før. Det totale antallet synapser begynner å stabilisere seg.
Mens forskere en gang trodde hjernen bare beskjærte synapser til tidlig ungdomstid, har nyere fremskritt oppdaget en annen beskjæringsperiode i sen ungdomstid.
Tidlig voksen alder
I følge nyere forskning fortsetter synaptisk beskjæring til tidlig voksen alder og stopper en gang i slutten av 20-årene.
Det er interessant at beskjæringen forekommer hovedsakelig i hjernens prefontale cortex, som er den delen av hjernen som er sterkt involvert i beslutningsprosessene, personlighetsutvikling og kritisk tenkning.
Forklarer synaptisk beskjæring begynnelsen av schizofreni?
Forskning som ser på forholdet mellom synaptisk beskjæring og schizofreni er fremdeles i de tidlige stadiene. Teorien er at schizofrene hjerner er "overbeskjæres", og denne overbeskjæringen er forårsaket av genetiske mutasjoner som påvirker den synaptiske beskjæringsprosessen.
Når forskere for eksempel så på bilder av hjernen til mennesker med psykiske lidelser, for eksempel schizofreni, fant de ut at personer med psykiske lidelser hadde færre synapser i det prefrontale området sammenlignet med hjernen til mennesker uten psykiske lidelser.
Deretter analyserte en stor studie post-mortem hjernevev og DNA fra mer enn 100 000 mennesker og fant at personer med schizofreni har en spesifikk genvariant som kan være assosiert med en akselerasjon av prosessen med synaptisk beskjæring.
Mer forskning er nødvendig for å bekrefte hypotesen om at unormal synaptisk beskjæring bidrar til schizofreni. Selv om dette fremdeles er langt unna, kan synaptisk beskjæring representere et interessant mål for behandlinger for mennesker med psykiske lidelser.
Er synaptisk beskjæring forbundet med autisme?
Forskere har fremdeles ikke funnet den eksakte årsaken til autisme. Det er sannsynlig at det er flere faktorer å spille, men nylig har forskning vist en kobling mellom mutasjoner i visse gener relatert til synaptisk funksjon og autismespekterforstyrrelser (ASD).
I motsetning til forskning på schizofreni, som teoretiserer at hjernen er "overbeskjæret", antar forskere at hjernen til personer med autisme kan være "underbeskjært." Teoretisk sett fører denne underbeskjæringen til et overforsyning av synapser i noen deler av hjernen.
For å teste denne hypotesen, så forskere på hjernevev hos 13 barn og unge med og uten autisme som gikk bort mellom 2 og 20 år. Forskerne fant at hjernen til ungdommene med autisme hadde mye mer synapser enn hjernen til nevrototypiske ungdommer.. Små barn i begge grupper hadde omtrent like mange synapser. Dette antyder at tilstanden kan oppstå under beskjæringsprosessen. Denne forskningen viser bare en forskjell i synapser, men ikke om denne forskjellen kan være en årsak eller en effekt av autisme, eller bare en assosiasjon.
Denne under beskjæringsteorien kan hjelpe til med å forklare noen av de vanlige symptomene på autisme, som overfølsomhet for støy, lys og sosiale opplevelser, samt epileptiske anfall. Hvis det er for mange synapser som skyter på en gang, vil en person med autisme sannsynligvis oppleve en overbelastning av støy i stedet for en finjustert hjernerespons.
I tillegg har tidligere forskning koblet autisme med mutasjoner i gener som virker på et protein kjent som mTOR-kinase. Store mengder overaktiv mTOR er funnet i hjernen til autismepasienter. Overaktivitet i mTOR-banen har også vist seg å være assosiert med en overflødig produksjon av synapser. En studie fant at mus med overaktiv mTOR hadde feil i sin synaptiske beskjæring og viste ASD-lignende sosial atferd.
Hvor går forskning på synaptisk beskjæring?
Synaptisk beskjæring er en viktig del av hjerneutviklingen. Ved å bli kvitt synapsene som ikke lenger brukes, blir hjernen mer effektiv etter hvert som du eldes.
I dag trekker de fleste ideer om menneskelig hjerneutvikling denne ideen om hjernens plastisitet. Forskere ser nå på måter å kontrollere beskjæring med medisiner eller målrettet terapi. De ser også på hvordan de kan bruke denne nye forståelsen av synaptisk beskjæring for å forbedre barneopplæringen. Forskere studerer også hvordan formen til synapsen kan spille en rolle ved psykiske funksjonshemninger.
Prosessen med synaptisk beskjæring kan være et lovende mål for behandlinger for mennesker med tilstander som schizofreni og autisme. Imidlertid er forskning fortsatt i de tidlige stadiene.
