Definitie
Synaptisch snoeien is een natuurlijk proces dat zich voordoet in de hersenen tussen vroege kinderjaren en volwassenheid. Tijdens synaptisch snoeien elimineren de hersenen extra synapsen. Synapsen zijn hersenstructuren die ervoor zorgen dat de neuronen een elektrisch of chemisch signaal naar een ander neuron kunnen overbrengen.
Van synaptisch snoeien wordt aangenomen dat dit de manier is waarop de hersenen verbindingen in de hersenen verwijderen die niet langer nodig zijn. Onderzoekers hebben onlangs geleerd dat het brein meer is? Plastic? en vormbaar dan eerder werd gedacht. Synaptisch snoeien is de manier waarop ons lichaam efficiëntere hersenfuncties onderhoudt naarmate we ouder worden en nieuwe complexe informatie leren.
Naarmate er meer wordt geleerd over synaptische snoei, vragen veel onderzoekers zich ook af of er een verband bestaat tussen synaptische snoei en het begin van bepaalde aandoeningen, waaronder schizofrenie en autisme.
Hoe werkt synaptisch snoeien?
Tijdens de kinderjaren ervaart het brein een grote hoeveelheid groei. Er is een explosie van synapsvorming tussen neuronen tijdens de vroege hersenontwikkeling. Dit wordt synaptogenese genoemd.
Deze snelle periode van synaptogenese speelt een vitale rol bij het leren, de geheugenvorming en aanpassing in het begin van het leven. Op ongeveer 2 tot 3 jaar oud treft het aantal synapsen een piekniveau. Maar kort daarna, na deze periode van synaptische groei, beginnen de hersenen synapsen te verwijderen die het niet langer nodig heeft.
Zodra het brein een synaps vormt, kan het worden versterkt of verzwakt. Dit hangt af van hoe vaak de synaps wordt gebruikt. Met andere woorden, het proces volgt het? Gebruik het of verlies het? principe: synapsen die actiever zijn, worden versterkt en synapsen die minder actief zijn, worden verzwakt en uiteindelijk gesnoeid. Het proces van het verwijderen van de irrelevante synapsen gedurende deze tijd wordt synaptisch snoeien genoemd.
Vroeg synaptisch snoeien wordt meestal beïnvloed door onze genen. Later is het gebaseerd op onze ervaringen. Met andere woorden, of een synaps wordt gesnoeid, wordt beïnvloed door de ervaringen die een kind in ontwikkeling heeft met de wereld om hen heen. Constante stimulatie zorgt ervoor dat synapsen groeien en permanent worden. Maar als een kind weinig stimulatie krijgt, zullen de hersenen minder van die verbindingen behouden.
Wanneer vindt synaptisch snoeien plaats?
De timing van synaptisch snoeien varieert per hersengebied. Sommige synaptische snoei begint al heel vroeg in ontwikkeling, maar het snelste snoeien gebeurt tussen ongeveer 2 en 16 jaar.
Vroege embryonale fase tot 2 jaar
De ontwikkeling van de hersenen in het embryo begint slechts een paar weken na de conceptie. Tegen de zevende maand van een zwangerschap begint de foetus zijn eigen hersengolven uit te stralen. Nieuwe neuronen en synapsen worden in deze tijd door de hersenen in extreem hoge mate gevormd.
Tijdens het eerste levensjaar groeit het aantal synapsen in de hersenen van een kind meer dan vertienvoudigd. Op de leeftijd van 2 of 3 heeft een kind ongeveer 15.000 synapsen per neuron.
In de visuele cortex van de hersenen (het deel dat verantwoordelijk is voor het gezichtsvermogen) bereikt de synapsproductie zijn hoogtepunt op ongeveer 8 maanden oud. In de prefrontale cortex komen piekniveaus van synapsen ergens in het eerste levensjaar voor. Dit deel van de hersenen wordt gebruikt voor een verscheidenheid aan complexe gedragingen, waaronder planning en persoonlijkheid.
Leeftijd van 2 tot 10 jaar
Tijdens het tweede levensjaar neemt het aantal synapsen drastisch af. Synaptisch snoeien gebeurt erg snel tussen de 2 en 10 jaar. Gedurende deze tijd wordt ongeveer 50% van de extra synapsen geëlimineerd. In de visuele cortex duurt het snoeien tot ongeveer 6 jaar oud.
adolescentie
Synaptisch snoeien gaat door tot in de puberteit, maar niet zo snel als eerder. Het totale aantal synapsen begint te stabiliseren.
Terwijl onderzoekers ooit dachten dat de hersenen pas tot de vroege adolescentie gesnoeid hadden, ontdekten recente ontwikkelingen een tweede snoeiperiode tijdens de late adolescentie.
Vroege volwassenheid
Volgens nieuwer onderzoek gaat synaptisch snoeien eigenlijk door tot in de vroege volwassenheid en stopt het ergens eind 20-er jaren.
Interessant is dat gedurende deze tijd het snoeien meestal plaatsvindt in de prefontale cortex van de hersenen, wat het deel van de hersenen is dat sterk betrokken is bij de besluitvormingsprocessen, de ontwikkeling van de persoonlijkheid en kritisch denken.
Verklaart synaptisch snoeien het begin van schizofrenie?
Onderzoek dat kijkt naar de relatie tussen synaptische snoei en schizofrenie bevindt zich nog in de beginfase. De theorie is dat schizofrene hersenen overmatig gesnoeid zijn? en deze overmatige snoei wordt veroorzaakt door genetische mutaties die het synaptische snoeiproces beïnvloeden.
Toen onderzoekers bijvoorbeeld naar beelden van de hersenen van mensen met psychische stoornissen keken, zoals schizofrenie, ontdekten ze dat mensen met psychische stoornissen minder synapsen hadden in de prefrontale regio vergeleken met de hersenen van mensen zonder mentale stoornissen.
Vervolgens analyseerde een groot onderzoek post-mortem hersenweefsel en DNA van meer dan 100.000 mensen en ontdekte dat mensen met schizofrenie een specifieke genvariant hebben die kan worden geassocieerd met een versnelling van het proces van synaptisch snoeien.
Meer onderzoek is nodig om de hypothese te bevestigen dat abnormaal synaptisch snoeien bijdraagt aan schizofrenie. Hoewel dit nog ver weg is, kan synaptisch snoeien een interessant doelwit vormen voor behandelingen voor mensen met psychische stoornissen.
Is synaptisch snoeien geassocieerd met autisme?
Wetenschappers hebben nog steeds niet precies de oorzaak van autisme vastgesteld. Het is waarschijnlijk dat er meerdere factoren spelen, maar recentelijk heeft onderzoek een verband aangetoond tussen mutaties in bepaalde genen gerelateerd aan synaptische functie en autismespectrumstoornissen (ASS).
In tegenstelling tot onderzoek naar schizofrenie, dat theoretiseert dat de hersenen overmatig gesnoeid zijn? onderzoekers veronderstellen dat de hersenen van mensen met autisme misschien te weinig gesnoeid zijn. Theoretisch leidt dit ondersnoeien tot een overaanbod van synapsen in sommige delen van de hersenen.
Om deze hypothese te testen, hebben onderzoekers gekeken naar hersenweefsel van 13 kinderen en adolescenten met en zonder autisme die overleden zijn tussen 2 en 20 jaar oud. De wetenschappers vonden dat de hersenen van de adolescenten met autisme veel meer synapsen hadden dan de hersenen van neurotypische adolescenten . Jonge kinderen in beide groepen hadden ongeveer hetzelfde aantal synapsen. Dit suggereert dat de conditie kan optreden tijdens het snoeiproces. Dit onderzoek toont alleen een verschil in synapsen, maar niet of dit verschil een oorzaak of een effect van autisme is, of alleen een associatie.
Deze te beperkte snijtheorie kan enkele van de veel voorkomende symptomen van autisme helpen verklaren, zoals overgevoeligheid voor geluid, licht en sociale ervaringen, evenals epileptische aanvallen. Als er te veel synapsen tegelijkertijd worden geactiveerd, zal een persoon met autisme waarschijnlijk een overbelasting van ruis ervaren in plaats van een nauwkeurig afgestemde hersenrespons.
Bovendien heeft onderzoek in het verleden autisme gekoppeld aan mutaties in genen die werken op een eiwit dat bekend staat als mTOR-kinase. Grote hoeveelheden overactieve mTOR zijn gevonden in de hersenen van autisme-patiënten. Overactiviteit in de mTOR-route is ook geassocieerd met een overmatige productie van synapsen. Eén studie toonde aan dat muizen met overactieve mTOR defecten in hun synaptische snoei hadden en ASD-achtig sociaal gedrag vertoonden.
Waar wordt onderzoek naar synaptisch snoeien ondernomen?
Synaptisch snoeien is een essentieel onderdeel van de ontwikkeling van de hersenen. Door de synapsen te verwijderen die niet langer worden gebruikt, worden de hersenen efficiënter naarmate je ouder wordt.
Tegenwoordig zijn de meeste ideeën over de ontwikkeling van het menselijk brein gebaseerd op dit idee van hersenplasticiteit. Onderzoekers zoeken nu naar manieren om snoeien met medicijnen of gerichte therapie te beheersen. Ze onderzoeken ook hoe ze dit nieuwe begrip van synaptische snoei kunnen gebruiken om het voorschoolse onderwijs te verbeteren. Onderzoekers onderzoeken ook hoe de vorm van de synapsen een rol kan spelen bij mentale handicaps.
Het proces van synaptisch snoeien kan een veelbelovend doelwit zijn voor behandelingen voor mensen met aandoeningen zoals schizofrenie en autisme. Het onderzoek bevindt zich echter nog in een vroeg stadium.
