Почему синаптический прунинг (обрезка) важен для развивающегося мозга?

Одна из великих стратегий, которые природа использует для построения нервных систем, состоит в том, чтобы создавать в излишке нервные элементы, такие как нейроны, аксоны и синапсы, а затем обрезать избыток. На самом деле, это перепроизводство настолько существенно, что только около половины нейронов эмбрионов млекопитающих дождутся рождения.Почему некоторые нервные связи сохраняются, тогда как другие нет? Распространенным заблуждением является то, что «обрезаемые» нейроны являются дефектными. Хотя некоторые из них действительно могут быть повреждены, большинство из них просто не могут подключиться к своим химически определенным мишеням. В серии блестящих исследований, проведенных во второй половине 20-го века, исследователи обнаружили, как работает прунинг. Они обнаружили, что нейроны новорожденных мигрируют по химически определенным маршрутам и что, когда нейроны попадают в их генетически обусловленные места, они конкурируют со своими «родственными» нейронами для соединения с заданными мишенями.

Победившие нейроны получают питательные ресурсы, которые позволяют выжить; неуспешные нейроны исчезают в процессе, называемом апоптозом, или гибели клеток. Время гибели клеток генетически запрограммировано и происходит в разных точках эмбрионального развития каждого вида.
На протяжении десятилетий нейробиологи считали, что нейронная обрезка заканчивается вскоре после рождения. Но в 1979 году Питер Хаттенлочер, невролог из Чикагского университета, продемонстрировал, что эта избыточная стратегия производства и обрезки на самом деле продолжается и после рождения. Используя электронную микроскопию, он показал, что синапсы — крошечные связи между нейронами — размножаются после рождения, достигая в два раза до неонатального уровня к середине — позднему детству, а затем резко снижаются в подростковом возрасте.
Эти изменения на уровне синапса вызывают нервную реструктуризацию, которая, скорее всего, имеет важные последствия для нормальной и аномальной функции мозга. Упорядочение нейронных цепей может объяснить повышение когнитивных навыков, которое происходит в позднем подростковом периоде или после 20 лет.

Многие серьезные психические заболевания начинают появляться в подростковом возрасте, что может быть вызвано ошибочной синаптической обрезкой. Есть предположение, что неупорядоченная синаптическая обрезка может объяснить возраст начала шизофрении, а в 2016 году исследователи опубликовали генетические и экспериментальные данные, подтверждающие эту взаимосвязь.
Хотя последствия синаптического прунинга в мозге человека только начинают изучать, этот процесс явно имеет серьезные последствия для нормальной функции мозга человека и может дать ключевое понимание причин некоторых разрушительных и таинственных нейропсихических заболеваний.

Источник: https://www.scientificamerican.com/article/why-is-synaptic-pruning-important-for-the-developing-brain/

Добавить комментарий