Definition
Synaptisk beskæring er en naturlig proces, der opstår i hjernen mellem tidlig barndom og voksenalder. Under synaptisk beskæring eliminerer hjernen ekstra synapser. Synaps er hjernestrukturer, der gør det muligt for neuroner at transmittere et elektrisk eller kemisk signal til et andet neuron.
Synaptisk beskæring anses for at være hjernens måde at fjerne forbindelser i hjernen, som ikke længere er nødvendige. Forskere har for nylig lært, at hjernen er mere "plastisk" og formbar end tidligere antaget. Synaptisk beskæring er vores krops måde at opretholde en mere effektiv hjernefunktion, da vi bliver ældre og lærer nye komplekse oplysninger.
Som mere lært om synaptisk beskæring, spekulerer mange forskere også, om der er en sammenhæng mellem synaptisk beskæring og opstart af visse lidelser, herunder skizofreni og autisme.
Hvordan virker synaptisk beskæring?
Under barndommen oplever hjernen en stor vækst. Der er en eksplosion af synapsdannelse mellem neuroner under tidlig hjerneudvikling. Dette kaldes synaptogenese.
Denne hurtige periode med synaptogenese spiller en afgørende rolle i læring, hukommelse dannelse og tilpasning tidligt i livet. Ved ca. 2 til 3 år rammer antallet synapser et topniveau. Men så kort efter denne periode med synaptisk vækst begynder hjernen at fjerne synapser, som den ikke længere behøver.
Når hjernen danner en synap, kan den enten styrkes eller svækkes. Dette afhænger af, hvor ofte synaps bruges. Processen følger med andre ord "brug det eller taber det" -princippet: Synapser, der er mere aktive, styrkes, og synapser, som er mindre aktive, svækkes og i sidste ende beskæres. Processen til fjernelse af de irrelevante synapser i løbet af denne tid betegnes som synaptisk beskæring.
Tidlig synaptisk beskæring er for det meste påvirket af vores gener. Senere er den baseret på vores erfaringer. Med andre ord, om en synaps beskæres eller ej, påvirkes det af de oplevelser, som et udviklende barn har med verden omkring dem. Konstant stimulering får synapser til at vokse og blive permanente. Men hvis et barn får lidt stimulering, vil hjernen holde færre af disse forbindelser.
Hvornår sker synaptisk beskæring?
Tidspunktet for synaptisk beskæring varierer fra hjernegruppe. Nogle synaptiske beskæringer begynder meget tidligt i udvikling, men den hurtigste beskæring sker mellem ca. 2 og 16 år.
Tidligt embryonale stadium til 2 år
Hjernens udvikling i embryoet starter kun få uger efter undfangelsen. Ved den syvende måned af en graviditet begynder fosteret at udsende sine egne hjernebølger. Nye neuroner og synapser dannes af hjernen i en ekstrem høj hastighed i løbet af denne tid.
I løbet af det første år af livet vokser antallet af synapser i et spædbarns hjerne mere end ti gange. Ved 2 eller 3 år har et spædbarn omkring 15.000 synapser pr. Neuron.
I den visuelle cortex i hjernen (den del der er ansvarlig for synet) rammer synapsproduktionen sin højdepunkt omkring 8 måneder. I den præfrontale cortex forekommer peak niveauer af synaps engang i løbet af det første år af livet. Denne del af hjernen bruges til en række komplekse adfærd, herunder planlægning og personlighed.
I alderen 2 til 10 år
I løbet af det andet år af livet falder antallet af synaps dramatisk. Synaptisk beskæring sker meget hurtigt mellem 2 og 10 år. I løbet af denne tid elimineres omkring 50 procent af de ekstra synapser. I den visuelle cortex fortsætter beskæring indtil ca. 6 år.
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 beskårede synapser indtil tidlig ungdomsår, har de seneste fremskridt opdaget en anden beskæringsperiode under sen ungdom.
Tidlig voksenalder
Ifølge nyere forskning fortsætter synaptisk beskæring faktisk i tidlig voksenalder og stopper engang i slutningen af 20'erne.
Det er interessant, at beskæringen hovedsagelig forekommer i hjernens prefontale cortex, hvilket er den del af hjernen, der er stærkt involveret i beslutningsprocesser, personlighedsudvikling og kritisk tænkning.
Synaptisk beskæring forklarer starten på skizofreni?
Forskning, der ser på forholdet mellem synaptisk beskæring og skizofreni, er stadig i de tidlige stadier. Teorien er, at skizofrene hjerner er "overskæret", og denne overbeskæring skyldes genetiske mutationer, som påvirker den synaptiske beskæring.
Når forskere så på billeder af hjernen hos mennesker med psykiske lidelser, såsom skizofreni, fandt de ud af, at mennesker med psykiske lidelser havde færre synapser i præfrontale regioner sammenlignet med hjernen hos mennesker uden psykiske lidelser.
Derefter analyserede en stor undersøgelse hjernevæv og DNA fra post-mortem 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 den hypotese, at unormal synaptisk beskæring bidrager til skizofreni. Selv om dette stadig er langt væk, kan synaptisk beskæring være et interessant mål for behandlinger til personer med psykiske lidelser.
Er synaptisk beskæring forbundet med autisme?
Forskere har endnu ikke fastslået den nøjagtige årsag til autisme. Det er sandsynligt, at der er flere faktorer til spil, men for nylig har forskning vist et link mellem mutationer i visse gener relateret til synaptisk funktion og autismespektrumforstyrrelser (ASD).
I modsætning til forskningen i skizofreni, som teoretiserer, at hjernen er "overskæret", antyder forskere, at hjernen hos personer med autisme kan blive "beskåret". Teoretisk set fører denne underbeskæring til et overudbud af synapser i nogle dele af hjernen.
For at teste denne hypotese så forskerne på hjernevæv af 13 børn og unge med og uden autisme, som gik forbi mellem 2 og 20 år. Forskerne fandt, at hjernen hos de unge med autisme havde meget flere synapser end hjernerne hos neurotypiske unge . Unge børn i begge grupper havde omtrent det samme antal synapser. Dette tyder på, at tilstanden kan opstå under beskæringsprocessen. Denne forskning viser kun en forskel i synaps, men ikke om denne forskel kan være en årsag eller en effekt af autisme eller bare en forening.
Denne underbeskæringsteori kan hjælpe med at forklare nogle af de almindelige symptomer på autisme, som overfølsomhed over for støj, lys og sociale oplevelser samt epileptiske anfald. Hvis der er for mange synapser, der skyder på en gang, vil en person med autisme sandsynligvis opleve en overbelastning af støj frem for et finjusteret hjernespons.
Derudover har tidligere forskning forbundet autisme med mutationer i gener, der virker på et protein kendt som mTOR-kinase. Store mængder overaktiv mTOR er blevet fundet i hjernen hos autisme patienter. Overaktivitet i mTOR-banen har også vist sig at være forbundet med en overskydende produktion af synapser. En undersøgelse viste, at mus med overaktiv mTOR havde defekter i deres synaptiske beskæring og udviser ASD-lignende sociale adfærd.
Hvor er forskning på synaptisk beskæring ledet?
Synaptisk beskæring er en vigtig del af hjernens udvikling. Ved at slippe af med synapserne, der ikke længere bruges, bliver hjernen mere effektiv, når du alder.
I dag trækker de fleste ideer om menneskelig hjerneudvikling på denne ide om hjernens plasticitet. Forskere undersøger nu måder at kontrollere beskæring med medicin eller målrettet terapi. De ser også på, hvordan man bruger denne nye forståelse af synaptisk beskæring for at forbedre barndomsuddannelsen. Forskere studerer også hvordan formen af synapserne kan spille en rolle i psykiske handicap.
Processen med synaptisk beskæring kan være et lovende mål for behandlinger til mennesker med tilstande som skizofreni og autisme. Forskningen er dog stadig i de tidlige stadier.
