Entwicklung Synaptogenese, Reifung und Krankheiten

Die Synaptogenese ist die Bildung von Synapsen zwischen den Nervenzellen des Nervensystems. Die Synapse bedeutet die Vereinigung oder den Kontakt zwischen zwei Neuronen, was ihnen ermöglicht, miteinander zu kommunizieren, was zu unseren kognitiven Prozessen beiträgt.

Der Austausch von Informationen zwischen zwei Neuronen erfolgt normalerweise nur in einer Richtung. Es gibt also ein Neuron namens "präsynaptisch", das Nachrichten sendet, und ein "postsynaptisches", das sie empfängt.

Obwohl Synaptogenese während des gesamten Lebens eines Menschen auftritt, gibt es Stadien, in denen es viel schneller als in anderen auftritt. Dieser Prozess hält mehrere Billionen Synapsen durch den Austausch von Daten im Gehirn aufrecht.

Synaptogenese tritt kontinuierlich in unserem Nervensystem auf. Wenn wir neue Erfahrungen lernen und erfahren, entstehen neue neuronale Verbindungen in unserem Gehirn. Dies geschieht bei allen Tieren mit Gehirnen, obwohl es beim Menschen besonders ausgeprägt ist.

Was das Gehirn angeht, bedeutet das Größere nicht, dass es besser ist. Zum Beispiel hatte Albert Einstein ein völlig normales Gehirn. Aus dem, was abgeleitet wurde, ist die Intelligenz mit der Anzahl der Verbindungen zwischen den Gehirnzellen und nicht mit der Anzahl der Neuronen verbunden.

Es stimmt, dass die Genetik eine fundamentale Rolle bei der Bildung von Synapsen spielt. Die Aufrechterhaltung der Synapse wird jedoch in größerem Maße durch die Umwelt bestimmt. Dies ist auf ein Phänomen zurückzuführen, das als zerebrale Plastizität bezeichnet wird.

Dies bedeutet, dass das Gehirn die Fähigkeit hat, sich entsprechend den äußeren und inneren Reizen zu verändern, die es empfängt. Zum Beispiel, während Sie diesen Text lesen, ist es möglich, dass neue Gehirnverbindungen gebildet werden, wenn Sie sich daran erinnern, innerhalb von wenigen Tagen.

Synaptogenese in der Neuroentwicklung

Die ersten Synapsen können im fünften Monat der Embryonalentwicklung beobachtet werden. Insbesondere beginnt die Synaptogenese um die achtzehnte Schwangerschaftswoche herum und verändert sich im Laufe des Lebens weiter.

Während dieser Zeit tritt eine synaptische Redundanz auf. Dies bedeutet, dass mehr Kontoverbindungen aufgebaut werden und allmählich im Laufe der Zeit selektiv beseitigt werden. Somit nimmt die synaptische Dichte mit dem Alter ab.

Überraschenderweise haben Forscher eine zweite Phase der erhöhten Synaptogenese gefunden: Adoleszenz. Dieses Wachstum ist jedoch nicht so intensiv wie das, was während der intrauterinen Entwicklung auftritt.

Kritische Zeit

Es gibt eine kritische kritische Periode in der Synaptogenese, der ein synaptisches Beschneiden folgt. Dies bedeutet, dass neurale Verbindungen, die nicht verwendet werden oder unnötig sind, eliminiert werden. In diesem Zeitraum konkurrieren Neuronen miteinander, um neue, effizientere Verbindungen zu schaffen.

Es scheint, dass es eine inverse Beziehung zwischen synaptischer Dichte und kognitiven Fähigkeiten gibt. Auf diese Weise werden unsere kognitiven Funktionen verfeinert und mit abnehmender Anzahl von Synapsen effizienter.

Die Anzahl der Synapsen, die in diesem Stadium entstehen, wird durch die Genetik der Person bestimmt. Nach dieser kritischen Phase können die eliminierten Verbindungen in späteren Lebensphasen nicht wiederhergestellt werden.

Dank der Forschung ist bekannt, dass Babys jede Sprache lernen können, bevor der synaptische Schnitt beginnt. Dies liegt daran, dass ihre Gehirne voller Synapsen bereit sind, sich an jede Umgebung anzupassen.

Aus diesem Grund können sie in diesem Moment alle Laute verschiedener Sprachen ohne Schwierigkeiten unterscheiden und sind dazu prädestiniert, sie zu lernen.

Sobald sie jedoch den Klängen der Muttersprache ausgesetzt sind, beginnen sie sich an sie zu gewöhnen und identifizieren sie im Laufe der Zeit viel schneller.

Dies ist auf den Prozess des neuronalen Beschneidens zurückzuführen, bei dem die am häufigsten verwendeten Synapsen beibehalten werden (solche, die zum Beispiel die Laute der Muttersprache unterstützen), und diejenigen verworfen werden, die nicht als nützlich erachtet werden.

Synaptische Reifung

Sobald eine Synapse etabliert ist, kann sie mehr oder weniger dauerhaft sein, abhängig davon, wie oft wir ein Verhalten wiederholen.

Wenn wir uns zum Beispiel an unseren Namen erinnern, werden wir sehr gut etablierte Synapsen annehmen, die fast unmöglich zu brechen sind, da wir sie in unserem Leben oft hervorgerufen haben.

Wenn eine Synapse geboren wird, hat sie viele Innervationen. Dies geschieht, weil neue Axone dazu neigen, bereits vorhandene Synapsen zu innervieren, wodurch sie fester werden.

Wenn die Synapse jedoch reift, unterscheidet und trennt sie sich von den anderen. Zur gleichen Zeit werden die anderen Verbindungen zwischen Axonen weniger als die reife Verbindung zurückgezogen. Dieser Prozess wird synaptische Eliminierung genannt.

Ein weiteres Anzeichen für die Reifung ist, dass der terminale Knopf des postsynaptischen Neurons größer wird und kleine Brücken zwischen ihnen entstehen.

Reaktive Synaptogenese

Vielleicht hast du dich an dieser Stelle bereits gefragt, was nach einem Hirnschaden passiert, der vorhandene Synapsen zerstört.

Wie Sie wissen, ist das Gehirn in ständiger Veränderung und hat Plastizität. Deshalb tritt nach einer Verletzung die sogenannte reaktive Synaptogenese auf.

Es besteht aus neuen Axonen, die aus einem unbeschädigten Axon sprießen und auf eine leere synaptische Stelle zuwachsen. Dieser Prozess wird von Proteinen wie Cadherinen, Laminin und Integrin geleitet. (Dedeu, Rodríguez, Brown, Barbie, 2008).

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass sie nicht immer richtig wachsen oder synapieren. Zum Beispiel, wenn der Patient nach der Hirnverletzung keine korrekte Behandlung erhält, ist es möglich, dass diese Synaptogenese maladaptiv ist.

Krankheiten, die die Synaptogenese beeinflussen

Die Veränderung der Synaptogenese wurde mit verschiedenen Zuständen in Verbindung gebracht, hauptsächlich mit neurodegenerativen Erkrankungen.

Bei diesen Erkrankungen, unter denen sich Parkinson und Alzheimer befinden, sind eine Reihe von molekularen Veränderungen noch nicht vollständig bekannt. Diese führen zu einer massiven und fortschreitenden Beseitigung von Synapsen, die sich in kognitiven und motorischen Defiziten widerspiegeln.

Eine der Veränderungen, die gefunden wurden, sind Astrozyten, eine Art von Gliazellen, die in die Synaptogenese (neben anderen Prozessen) eingreifen.

Es scheint, dass es bei Autismus auch Anomalien in der Synaptogenese gibt. Es wurde gefunden, dass diese neurobiologische Störung durch ein Ungleichgewicht zwischen der Anzahl der exzitatorischen und inhibitorischen Synapsen gekennzeichnet ist.

Dies liegt an Mutationen in den Genen, die dieses Gleichgewicht kontrollieren. Dies führt zu Veränderungen in der strukturellen und funktionellen Synaptogenese sowie in der synaptischen Plastizität. Offensichtlich tritt dies auch bei Epilepsie, Rett-Syndrom, Angelman-Syndrom und fragilem X auf (García, Dominguez und Pereira, 2012).

Referenzen

1. García-Peñas, J., Domínguez-Carral, J., und Pereira-Bezanilla, E. (2012). Veränderungen der Synaptogenese bei Autismus. Ethiopatogene und therapeutische Implikationen. Revista de Neurología, 54 (Supl 1), S41-50.
2. Guillamón-Vivancos, T., Gómez-Pinedo, U., & Matías-Guiu, J. (2015). Astrozyten bei neurodegenerativen Erkrankungen (I): Funktion und molekulare Charakterisierung. Neurologie, 30 (2), 119-129.
3. Martínez, B., Rubiera, A. B., Calle, G., und Vedado, M. P. D. L. R. (2008). Einige Überlegungen über Neuroplastizität und zerebrovaskuläre Erkrankungen. Geroinfo, 3 (2).
4. Rosselli, M., Matute, E. & Ardila, A. (2010). Neuropsychologie der kindlichen Entwicklung. Mexiko, Bogotá: Editorial Das moderne Handbuch.