- Synaptogeneze v neurodevelopmentu
- Kritické období
- Synaptické zrání
- Reaktivní synaptogeneze
- Nemoci, které ovlivňují synaptogenezi
- Reference
Synaptogenesis je tvorba synapsí mezi neurony nervového systému. Synapse je spojení nebo kontakt mezi dvěma neurony, které jim umožňují komunikovat mezi sebou, což přispívá k našim kognitivním procesům.
Výměna informací mezi dvěma neurony je obvykle jedním směrem. Existuje tedy neuron zvaný „presynaptický“, což je to, co posílá zprávy, a „postsynaptický“, který je ten, který je přijímá.
Ačkoli se synaptogeneze vyskytuje po celý život člověka, existují fáze, kdy se vyskytují mnohem rychleji než v jiných. Tento proces udržuje několik bilionů synapsí, které si vyměňují data v mozku.
V našem nervovém systému dochází nepřetržitě k synaptogenezi. Když se učíme a žijeme nové zkušenosti, v našem mozku se tvoří nová nervová spojení. K tomu dochází u všech mozků, i když je to zvláště výrazné u lidí.
Co se týče mozku, větší neznamená lépe. Například Albert Einstein měl mozek zcela normální velikosti. Bylo tedy odvozeno, že inteligence souvisí spíše s počtem spojení mezi mozkovými buňkami než s počtem neuronů.
Je pravda, že genetika hraje zásadní roli při tvorbě synapsí. Údržba synapse je však ve větší míře určována prostředím. Je to způsobeno jevem zvaným plasticita mozku.
To znamená, že mozek má schopnost se měnit podle vnějších a vnitřních podnětů, které dostává. Například, když čtete tento text, mohou se vytvářet nová mozková spojení, pokud si na ně budete pamatovat i několik dní.
Synaptogeneze v neurodevelopmentu
První synapse lze pozorovat kolem pátého měsíce embryonálního vývoje. Konkrétně, synaptogeneze začíná přibližně osmnáct týdnů těhotenství a během života se neustále mění.
Během tohoto období dojde k synaptické redundanci. To znamená, že na účtu je navázáno více spojení a postupně se selektivně eliminují. Synaptická hustota se tak s věkem snižuje.
Vědci překvapivě našli druhé období zvýšené synaptogeneze: dospívání. Tento růst však není tak intenzivní jako růst, k němuž dochází během nitroděložního vývoje.
Kritické období
Neuron
V synaptogenezi je kritické kritické období, po kterém následuje synaptické prořezávání. To znamená, že nepoužitá nebo zbytečná nervová spojení jsou odstraněna. Během tohoto období neurony spolu soutěží o vytvoření nových, efektivnějších spojení.
Zdá se, že existuje inverzní vztah mezi synaptickou hustotou a kognitivními schopnostmi. Tímto způsobem jsou naše kognitivní funkce zdokonaleny a zefektivňují se snížením počtu synapsí.
Počet synapsí, které vznikají v této fázi, je určen genetikou jednotlivce. Po tomto kritickém období nelze smazaná připojení obnovit později.
Díky výzkumu je známo, že děti se mohou před zahájením synaptického stříhání naučit jakýkoli jazyk. Je to proto, že jejich mozky plné synapsí jsou připraveny přizpůsobit se jakémukoli prostředí.
Z tohoto důvodu mohou v současné době bez problémů rozlišit všechny zvuky různých jazyků a jsou náchylní je učit.
Jakmile jsou však vystaveni zvukům mateřského jazyka, začnou si na ně zvykat a postupem času je identifikovat mnohem rychleji.
Je to způsobeno procesem nervového prořezávání, udržováním nejpoužívanějších synapsí (těch, které podporují například zvuky mateřského jazyka) a vyřazováním těch, které nejsou považovány za užitečné.
Synaptické zrání
Jakmile je synapse zavedena, může trvat více či méně v závislosti na tom, kolikrát opakujeme určité chování.
Například vzpomínka na naše jméno by znamenala velmi dobře zavedené synapsí, které je téměř nemožné rozbít, protože jsme je v našich životech mnohokrát evokovali.
Když se narodí synapse, má velké množství inervací. K tomu dochází, protože nové axony inklinují k inervaci existujících synapsí, což je činí pevnějšími.
Když však synapse zraje, odlišuje se a odděluje se od ostatních. Současně se ostatní spoje mezi axony stáhnou méně než zralé spojení. Tento proces se nazývá synaptická clearance.
Dalším znakem zrání je to, že se zvětší velikost koncového tlačítka postsynaptického neuronu a mezi nimi se vytvoří malé můstky.
Reaktivní synaptogeneze
Možná jste již v tuto chvíli přemýšleli, co se stane po poškození mozku, které zničí některé stávající synapsie.
Jak víte, mozek se neustále mění a má plasticitu. Proto po poranění dochází k tzv. Reaktivní synaptogenezi.
Skládá se z nových axonů, které vylíhnou z nepoškozeného axonu a vyrostou v prázdné synaptické místo. Tento proces je veden proteiny, jako jsou kadheriny, laminin a integrin. (Dedeu, Rodríguez, Brown, Barbie, 2008).
Je však důležité si uvědomit, že ne vždy rostou nebo synchronizují správně. Například, pokud pacient nedostává správnou léčbu po poškození mozku, může být tato synaptogeneze maladaptivní.
Nemoci, které ovlivňují synaptogenezi
Změna synaptogeneze souvisí s několika stavy, zejména s neurodegenerativními chorobami.
U těchto nemocí, mezi nimiž jsou Parkinsonova a Alzheimerova choroba, existuje řada molekulárních změn, které dosud nejsou zcela objasněny. To vede k masivnímu a postupnému odstraňování synapsí, což se odráží v kognitivních a motorických deficitech.
Jednou z nalezených změn jsou astrocyty, typ gliových buněk, které se podílejí na synaptogenezi (mimo jiné procesy).
Zdá se, že v autismu existují také abnormality v synaptogenezi. Bylo zjištěno, že tato neurobiologická porucha je charakterizována nerovnováhou mezi počtem excitačních a inhibičních synapsí.
Je to způsobeno mutacemi v genech, které tuto rovnováhu kontrolují. Co vede ke změnám ve strukturální a funkční synaptogenezi a také v synaptické plasticitě. Toto se také objevuje u epilepsie, Rettova syndromu, Angelmanova syndromu a Fragile X syndromu.
Reference
- García-Peñas, J., Domínguez-Carral, J., a Pereira-Bezanilla, E. (2012). Poruchy synaptogeneze u autismu. Aetiopatogenní a terapeutické důsledky. Revista de Neurología, 54 (Suppl 1), S41-50.
- Guillamón-Vivancos, T., Gómez-Pinedo, U. a Matías-Guiu, J. (2015). Astrocyty u neurodegenerativních onemocnění (I): funkce a molekulární charakterizace. Neurology, 30 (2), 119-129.
- Martínez, B., Rubiera, AB, Calle, G., & Vedado, MPDLR (2008). Některé úvahy o neuroplasticitě a cerebrovaskulárním onemocnění. Geroinfo, 3 (2).
- Rosselli, M., Matute, E., & Ardila, A. (2010). Neuropsychologie vývoje dítěte. Mexico, Bogotá: Editorial El Manual Moderno.