სინაპტოგენეზი: როგორ იქმნება კავშირები ნეირონებს შორის?

სინაპტოგენეზი არის პროცესი, რომლის დროსაც იქმნება სინაფსები, ანუ კავშირები ნეირონსა და ნერვული სისტემის სხვა უჯრედს შორის ან ორ ნეირონს შორის. მიუხედავად იმისა, რომ სინაპტოგენეზი განსაკუთრებით ინტენსიურია ადრეული განვითარების დროს, გარემოზე ზემოქმედება გავლენას ახდენს სინაფსების კონსოლიდაციასა და გაქრობაზე მთელი ცხოვრების განმავლობაში.

Გაგება როგორ იქმნება კავშირები ნეირონებს შორის პირველ რიგში აუცილებელია იმის გაგება, თუ რა მახასიათებლები განსაზღვრავს ამ ტიპის უჯრედებს და რა არის სინაფსები. თანაბრად მნიშვნელოვანია სინაფტოგენეზთან დაკავშირებული სხვადასხვა ცნებების მნიშვნელობის გარკვევა, როგორიცაა ტვინის პლასტიურობა და ნეიროგენეზი.

• დაკავშირებული სტატია: "ნეირონების ტიპები: მახასიათებლები და ფუნქციები"

ნეირონები და სინაფსები

ნეირონები ნერვული სისტემის უჯრედებია სპეციალიზირებულია ელექტროქიმიური იმპულსების მიღებასა და გადაცემაში. ეს სიგნალები ფართო სპექტრის ფუნქციების განხორციელების საშუალებას იძლევა, როგორიცაა ნეიროტრანსმიტერების გამოყოფა და ჰორმონები, კუნთების შეკუმშვა და დისტანცია, აღქმა, აზროვნება ან სწავლა.

ნეირონების მორფოლოგია განასხვავებს მათ სხვა ტიპის უჯრედებისგან. კერძოდ, ისინი შედგება სამი ძირითადი ნაწილი: სომა, დენდრიტები და აქსონი.

სომა, ანუ უჯრედის სხეული, სადაც ორგანიზებულია ნეირონის პროცესები და ფუნქციები; დენდრიტები ისინი მოკლე გაფართოებებია, რომლებიც იღებენ ელექტრულ იმპულსებს; და აქსონი ეს არის გრძელი დანამატი, რომელიც აგზავნის სიგნალებს სომადან სხვა უჯრედებში.

როდესაც ნერვული იმპულსები მიაღწევს აქსონის (ტერმინალის ღილაკი) ბოლოს, ნეირონი გამოყოფს ნეიროტრანსმიტერებს, ქიმიურ ნაერთებს, რომლებიც ხელს უწყობენ ან თრგუნავენ რეცეპტორული უჯრედის მოქმედებას. ნეირონების შემთხვევაში, როგორც ვთქვით, სწორედ დენდრიტები იპყრობენ ამ სიგნალებს.

ჩვენ ვუწოდებთ "სინაფსს" კავშირს ნეირონსა და სხვა უჯრედს შორისგანსაკუთრებით მაშინ, თუ ესეც ნეირონია. როდესაც ორი უჯრედი სინტაპირდება, პრეზინაფსური ნეირონის მემბრანა ათავისუფლებს ნეიროტრანსმიტერს სინაფსურ სივრცეში, იმ ადგილას, სადაც იგი უკავშირდება რეცეპტორს ან პოსტსინაფსურ უჯრედს; იგი იღებს იმპულსს, რომელიც არეგულირებს მის საქმიანობას.

მრავალრიცხოვანი სინაფსის შექმნა ნეირონებსა და სხვა უჯრედებს შორის, რაც ბუნებრივად ხდება ნეიროგანვითარების დროს, იწვევს ქსელების ან სქემების წარმოქმნას ნეირონული ძალიან რთული. ეს ქსელები აუცილებელია ნერვული სისტემის გამართული ფუნქციონირებისთვის და, შესაბამისად, მასზე დამოკიდებული პროცესებისათვის.

• დაკავშირებული სტატია: "რა არის სინაფსური სივრცე და როგორ მუშაობს იგი?"

როგორ იქმნება კავშირები ნეირონებს შორის?

აქსონებისა და დენდრიტების ბოლოები (დაბადებამდე, ამ უკანასკნელ შემთხვევაში) შეიცავს კონუსური ფორმის დაგრძელებებს რომ განვითარდეს სხვა უჯრედის მიმართულებით და ზრდის ნეირონს და მიუახლოვდება მას, რაც საშუალებას მისცემს შეერთებას სინაფსური. ამ გაფართოებების სახელი ეწოდა "ნერვის ზრდის გირჩები".

ზრდის კონუსებს ხელმძღვანელობენ ნეიროტროფიული ფაქტორები გამოიყოფა სამიზნე ნეირონების მიერ. ეს ქიმიური ნაერთები იზიდავს ან უკუაგდებს პრესინაფსური ნეირონის აქსონს; ამ გზით ისინი მიუთითებენ სად უნდა გაიზარდოს. მას შემდეგ, რაც აქსონი დაუკავშირდება პოსტსინაფსურ უჯრედს, მას ნეიროტროფული ფაქტორები მიანიშნებს და ის წყვეტს ზრდას.

ამ პროცესს, რომელიც მთელი ცხოვრების განმავლობაში სხვადასხვა ხარისხით მიმდინარეობს, ეწოდება სინაპტოგენეზი და საშუალებას იძლევა ტვინის პლასტიურობა, ანუ ის ფაკულტეტი, რომლითაც ჩვენი ნერვული სისტემა იზრდება, იცვლება და არის რესტრუქტურიზაცია. პლასტიურობა ემყარება სწავლას და კეთებას, რაც იწვევს ნეირონებს შორის კავშირების გაძლიერებას ან შესუსტებას.

სინაპტოგენეზის სიხშირე უფრო მაღალია ცხოვრების ზოგიერთ ეტაპზე, განსაკუთრებით ადრეული განვითარების დროს. ამის მიუხედავად, გარემოს სტიმულაცია სინაპტოგენეზს ემხრობა ცხოვრების ნებისმიერ ეტაპზე.

სინაპტოგენეზი მთელი განვითარების განმავლობაში

ემბრიონის განვითარების დასაწყისში ხდება ნერვული ბლასტების (ნეირონების წინამორბედების) მასიური გამრავლება ნერვული მილის შიდა მიდამოში; ეს მომენტი ცნობილია როგორც "ნეიროგენეზი". ამის შემდეგ, ნეირობლასტები მიგრირებენ ნერვული მილიდან რადიალური გლიების საშუალებით, შესაბამისად ვრცელდებიან ნერვულ სისტემაში.

ნეირობლასტები უჯრედების დიფერენცირების პროცესში ნეირონებად იქცევიან, რაც დამოკიდებულია გენებში მოცემულ ინფორმაციაზე და ხდება მიგრაციის დასრულების შემდეგ. დიფერენცირება ასევე ნაწილობრივ დამოკიდებულია ინდუქციაზე, ანუ რეგიონში ნეირონების გავლენაზე, მასზე მიღწეული ნეირობლასტების განვითარებაზე.

სინაპტოგენეზი იწყება დაახლოებით მეხუთე თვის განმავლობაში ნაყოფის განვითარების, მაგრამ კრიტიკული პერიოდი ხდება დაბადების შემდეგ. ამ პირველი სინაპტოგენეზის დროს იქმნება ნეირონების სიჭარბე და მათ შორის კავშირები; მოგვიანებით ნაკლებად მძლავრი სინაფსები გაქრება (აპოპტოზი) და საბოლოო სტრუქტურა სწავლასთან ერთად მოგვარდება.

მოზარდობის პერიოდში სინაპტოგენეზი და აპოპტოზი კვლავ მძაფრდება, თუმცა ცვლილებები ისეთივე მნიშვნელოვანი არ არის, როგორც ადრეული განვითარების დროს. შეცდომები ნებისმიერ ამ ეტაპზე შეიძლება ნეიროგანვითარების დარღვევების გამოვლენას ემხრობაროგორც შიზოფრენია.

მიუხედავად იმისა, რომ გენები ნაწილობრივ განსაზღვრავს სინაპტოგენეზის მახასიათებლებს თითოეულ ინდივიდში, ტყუპების კვლევები და კლონირებულ ცხოველებთან ერთად აჩვენა, რომ სინაფსების განაწილება გენეტიკურად თანაბრად ან ძალიან განსხვავდება Მსგავსი. ეს ადასტურებს სწავლისა და კონკრეტული გარემოს მნიშვნელობას სინაპტოგენეზში.