Definition
Synaptisk beskæring er en naturlig proces, der forekommer i hjernen mellem den tidlige barndom og voksenlivet. Under synaptisk beskæring fjerner hjernen ekstra synapser. Synapser er hjernestrukturer, der giver neuronerne mulighed for at overføre et elektrisk eller kemisk signal til en anden neuron.
Synaptisk beskæring menes 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 mere effektiv hjernefunktion, når vi bliver ældre og lærer ny kompleks information.
Efterhånden som der læres mere om synaptisk beskæring, spekulerer mange forskere også på, om der er en forbindelse mellem synaptisk beskæring og begyndelsen af visse lidelser, herunder skizofreni og autisme.
Hvordan fungerer synaptisk beskæring?
I barndommen oplever hjernen en stor mængde vækst. Der er en eksplosion af synapsdannelse mellem neuroner under tidlig hjerneudvikling. Dette kaldes synaptogenese.
Denne hurtige periode med synaptogenese spiller en vigtig rolle i læring, hukommelsesdannelse og tilpasning tidligt i livet. I en alder af ca. 2 til 3 år rammer antallet af synapser et højdepunktniveau. Men så kort efter denne periode med synaptisk vækst, begynder hjernen at fjerne synapser, som den ikke længere har brug for.
Når hjernen først har dannet en synapse, kan den enten styrkes eller svækkes. Dette afhænger af, hvor ofte synapsen bruges. Med andre ord følger processen “brug det eller tab det” -princippet: Synapser, der er mere aktive, styrkes, og synapser, der er mindre aktive, svækkes og til sidst beskæres. Processen med at fjerne de irrelevante synapser i løbet af denne periode kaldes synaptisk beskæring.
Tidlig synaptisk beskæring er hovedsageligt påvirket af vores gener. Senere er det baseret på vores oplevelser. Med andre ord, hvorvidt en synapse beskæres eller ej, påvirkes af de oplevelser, et udviklingsbarn har med verden omkring dem. Konstant stimulering får synapser til at vokse og blive permanente. Men hvis et barn får lidt stimulering, vil hjernen beholde færre af disse forbindelser.
Hvornår sker synaptisk beskæring?
Tidspunktet for synaptisk beskæring varierer efter hjerneområde. Nogle synaptiske beskæringer begynder meget tidligt i udviklingen, men den hurtigste beskæring sker mellem omtrent 2 og 16 år.
Tidlig embryonal fase til 2 år
Hjerneudvikling i embryoet starter kun et par uger efter undfangelsen. I den syvende måned af en graviditet begynder fosteret at udsende sine egne hjernebølger. Nye neuroner og synapser dannes af hjernen med en ekstremt høj hastighed i løbet af dette tidsrum.
I løbet af det første leveår vokser antallet af synapser i spædbarnets hjerne mere end ti gange. I alderen 2 eller 3 år har et spædbarn ca. 15.000 synapser pr. Neuron.
I den visuelle cortex i hjernen (den del, der er ansvarlig for synet), rammer synapsproduktion sit højdepunkt ved ca. 8 måneders alder. I den prefrontale cortex forekommer topniveauer af synapser engang i løbet af det første leveår. Denne del af hjernen bruges til en række komplekse adfærd, herunder planlægning og personlighed.
Alder 2 til 10 år
I løbet af det andet leveår falder antallet af synapser dramatisk. Synaptisk beskæring sker meget hurtigt i alderen 2 til 10. I løbet af denne periode fjernes ca. 50 procent af de ekstra synapser. I den visuelle cortex fortsætter beskæringen 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 beskæres synapser indtil tidlig ungdomstid, har de seneste fremskridt opdaget en anden beskæringsperiode i slutningen af ungdomsårene.
Tidlig voksen alder
I henhold til nyere forskning fortsætter synaptisk beskæring faktisk i den tidlige voksen alder og stopper engang i slutningen af 20'erne.
Det er interessant, at beskæringen forekommer fortrinsvis i hjernens præfrontale cortex, som er den del af hjernen, der er stærkt involveret i beslutningsprocesserne, personlighedsudvikling og kritisk tænkning.
Forklarer synaptisk beskæring begyndelsen af skizofreni?
Forskning, der ser på forholdet mellem synaptisk beskæring og skizofreni er stadig i de tidlige stadier. Teorien er, at schizofrene hjerner er "overbeskæres", og denne overbeskæring er forårsaget af genetiske mutationer, der påvirker den synaptiske beskæringsproces.
For eksempel, da forskere kiggede på billeder af hjerner hos mennesker med psykiske lidelser, såsom skizofreni, fandt de, at mennesker med psykiske lidelser havde færre synapser i det prærontale område sammenlignet med hjernen hos mennesker uden psykiske lidelser.
Derefter analyserede en stor undersøgelse hjernevæv og DNA fra dødelighed fra mere end 100.000 mennesker og fandt, at personer 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 hypotesen om, at unormal synaptisk beskæring bidrager til skizofreni. Selvom dette stadig er langt væk, kan synaptisk beskæring repræsentere et interessant mål for behandlinger for mennesker med psykiske lidelser.
Er synaptisk beskæring forbundet med autisme?
Forskere har stadig ikke præciseret den nøjagtige årsag til autisme. Det er sandsynligt, at der er flere faktorer, der spilles, men for nylig har forskning vist en forbindelse mellem mutationer i visse gener relateret til synaptisk funktion og autismespektrumforstyrrelser (ASD).
I modsætning til forskning i skizofreni, som teoretiserer, at hjernen er "overbeskåret", antager forskere, at hjernerne hos mennesker med autisme kan være "underbeskåret." Teoretisk fører denne underbeskæring således til et for stort udbud af synapser i nogle dele af hjernen.
For at teste denne hypotese kiggede forskerne på hjernevæv hos 13 børn og unge med og uden autisme, der døde mellem alderen 2 og 20. Forskerne fandt, at hjernerne hos de unge med autisme havde meget mere synapser end hjernerne fra neurotype unge. Små børn i begge grupper havde stort set det samme antal synapser. Dette antyder, at tilstanden kan forekomme under beskæringsprocessen. Denne forskning viser kun en forskel i synapser, men ikke om denne forskel kan være en årsag eller en virkning af autisme, eller bare en tilknytning.
Denne beskæringsteori kan hjælpe med at forklare nogle af de almindelige symptomer på autisme, såsom overfølsomhed over for støj, lys og sociale oplevelser såvel som epileptiske anfald. Hvis der er for mange synapser, der skyder på én gang, vil en person med autisme sandsynligvis opleve en overbelastning af støj snarere end en finjusteret hjernerespons.
Derudover har tidligere forskning koblet autisme med mutationer i gener, der virker på et protein kendt som mTOR-kinase. Store mængder af overaktiv mTOR er fundet i hjernen hos autismepatienter. Overaktivitet i mTOR-stien har også vist sig at være forbundet med en overskydende produktion af synapser. En undersøgelse fandt, at mus med overaktiv mTOR havde defekter i deres synaptiske beskæring og udviste ASD-lignende social opførsel.
Hvor går forskning på synaptisk beskæring?
Synaptisk beskæring er en væsentlig del af hjerneudviklingen. Ved at slippe af med de synapser, der ikke længere bruges, bliver hjernen mere effektiv, når du bliver ældre.
I dag trækker de fleste ideer om menneskelig hjerneudvikling på denne idé om hjernens plastificitet. Forskere undersøger nu måder at kontrollere beskæring med medicin eller målrettet terapi. De undersøger også, hvordan man bruger denne nye forståelse af synaptisk beskæring til at forbedre uddannelsen i børnene. Forskere undersøger også, hvordan formen på synapser kan spille en rolle ved mentale handicap.
Processen med synaptisk beskæring kan være et lovende mål for behandlinger for mennesker med tilstande som skizofreni og autisme. Imidlertid er forskning stadig i de tidlige stadier.
