Synaptogeneesi: Kuinka neuronien väliset yhteydet luodaan?

Synaptogeneesi on prosessi, jolla synapseja luodaan, toisin sanoen yhteydet hermosolun ja hermoston toisen solun tai kahden hermosolun välillä. Vaikka synaptogeneesi on erityisen voimakasta varhaisen kehityksen aikana, ympäristövaikutukset vaikuttavat synapsien konsolidoitumiseen ja häviämiseen koko elämän ajan.

Ymmärtää miten neuronien väliset yhteydet luodaan On tärkeää ensin ymmärtää, mitkä ominaisuudet määrittelevät tämän tyyppiset solut ja mitkä ovat synapsit tarkalleen. Yhtä tärkeää on selventää synaptogeneesiin liittyvien eri käsitteiden, kuten aivojen plastisuuden ja neurogeneesin, merkitystä.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Neuronityypit: ominaisuudet ja toiminnot"

Neuronit ja synapsit

Neuronit ovat hermoston soluja erikoistunut sähkökemiallisten impulssien vastaanottamiseen ja lähettämiseen. Nämä signaalit mahdollistavat monenlaisten toimintojen, kuten hermovälittäjäaineiden ja hormonit, lihasten supistuminen ja turvotus, havaitseminen, ajattelu tai oppiminen.

Hermosolujen morfologia erottaa ne muista solutyypeistä. Erityisesti ne koostuvat

kolme pääosaa: soma, dendriitit ja aksoni.

Soma eli solurunko on paikka, jossa neuronin prosessit ja toiminnot on järjestetty; dendriitit Ne ovat lyhyitä jatkeita, jotka vastaanottavat sähköisiä impulsseja; ja aksoni se on pidempi liite, joka lähettää signaaleja somasta muihin soluihin.

Kun hermoimpulssit saavuttavat aksonin (päätepainikkeen) pään, hermosolu erittää välittäjäaineita, kemiallisia yhdisteitä, jotka suosivat tai estävät reseptorisolun toimintaa. Neuronien tapauksessa, kuten olemme sanoneet, dendriitit kaappaavat nämä signaalit.

Kutsumme "synapsiksi" neuronin ja toisen solun välistä yhteyttä, varsinkin jos tämä on myös neuroni. Kun kaksi solua synaptoituu, presynaptisen neuronin kalvo vapauttaa hermovälittäjäaineen synaptiseen tilaan, alueelle, jossa se sitoutuu reseptoriin tai postsynaptiseen soluun; se saa impulssin, joka säätelee sen toimintaa.

Lukuisten synapsien syntyminen hermosolujen ja muiden solujen välille, joka tapahtuu luonnollisesti hermokehityksen aikana, aiheuttaa verkkojen tai piirien muodostumisen hermosolujen hyvin monimutkainen. Nämä verkot ovat välttämättömiä hermoston ja siten siitä riippuvien prosessien moitteettoman toiminnan kannalta.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Mikä on synaptinen tila ja miten se toimii?"

Kuinka neuronien väliset yhteydet luodaan?

Aksonien ja dendriittien päät (jälkimmäisessä tapauksessa ennen syntymää) sisältävät kartiomaisen muotoisia jatkeita jotka kehittyvät toisen solun suuntaan ja saavat neuronin kasvamaan ja lähestymään sitä sallien yhteyden synaptinen. Näille laajennuksille annettu nimi on "hermokasvun kartiot".

Kasvukartioita ohjaavat neurotrofiset tekijät erittävät kohdeneuronit. Nämä kemialliset yhdisteet houkuttelevat tai hylkivät presynaptisen neuronin aksonin; tällä tavalla ne osoittavat missä kasvaa. Kun aksoni on yhteydessä postsynaptiseen soluun, neurotrofiset tekijät ilmoittavat siitä sille ja se lakkaa kasvamasta.

Tätä prosessia, joka tapahtuu vaihtelevassa määrin koko elämän ajan, kutsutaan synaptogeneesiksi ja se sallii aivojen plastisuus, toisin sanoen kyky, jolla hermostomme kasvaa, muuttuu ja on rakennemuutos. Plastisuus perustuu oppimiseen ja käytäntöön, jotka aiheuttavat neuronien välisten yhteyksien vahvistumisen tai heikentymisen.

Synaptogeneesin taajuus on suurempi joillakin elämänvaiheilla, varsinkin varhaisen kehityksen aikana. Tästä huolimatta, ympäristön stimulaatio suosii synaptogeneesiä missä tahansa elämän vaiheessa.

Synaptogeneesi koko kehityksen ajan

Alkionkehityksen alussa hermoputken sisävyöhykkeellä on valtava neuroblastien (neuronien esiasteiden) lisääntyminen; tämä hetki tunnetaan nimellä "neurogeneesi". Seuraavaksi neuroblastit kulkeutuvat hermoputkesta radiaalisen glian läpi, leviäen siten koko hermostoon.

Neuroblasteista tulee neuroneja solujen erilaistumisprosessin aikana, joka riippuu geenien sisältämästä tiedosta ja tapahtuu migraation päätyttyä. Erilaistuminen riippuu myös osittain induktiosta, toisin sanoen alueen neuronien vaikutuksesta siihen saavuttavien neuroblastien kehitykseen.

Synaptogeneesi alkaa noin viidennessä kuussa sikiön kehityksestä, mutta kriittinen jakso tapahtuu syntymän jälkeen. Tämän ensimmäisen synaptogeneesin aikana syntyy liikaa neuroneja ja niiden välisiä yhteyksiä; myöhemmin vähemmän voimakkaat synapsiot häviävät (apoptoosi) ja lopullinen rakenne tyytyy oppimiseen.

Murrosiässä synaptogeneesi ja apoptoosi voimistuvat jälleen, vaikka muutokset eivät olekaan niin merkittäviä kuin varhaisessa kehitysvaiheessa. Virheet missä tahansa näistä vaiheista voivat suosivat hermoston kehityshäiriöiden esiintymistä, kuten skitsofrenia.

Vaikka geenit määräävät osittain synaptogeneesin ominaisuudet kussakin yksilössä, kaksoistutkimukset ja kloonattujen eläinten kanssa ovat osoittaneet, että synapsien jakautuminen vaihtelee geneettisesti yhtä suureksi tai hyvin Samankaltainen. Tämä vahvistaa oppimisen ja erityisen ympäristön merkityksen synaptogeneesissä.