Синаптогенез: Як створюються зв’язки між нейронами?

Синаптогенез - це процес створення синапсів, тобто зв’язки між нейроном та іншою клітиною нервової системи, або між двома нейронами. Хоча синаптогенез особливо інтенсивний під час раннього розвитку, вплив середовища впливає на консолідацію та зникнення синапсів протягом усього життя.

Зрозуміти як створюються зв’язки між нейронами Важливо спочатку зрозуміти, які характеристики визначають ці типи клітин і що саме являють собою синапси. Не менш важливо з’ясувати значення різних понять, пов’язаних із синаптогенезом, таких як пластичність мозку та нейрогенез.

• Пов’язана стаття: "Типи нейронів: характеристики та функції"

Нейрони та синапси

Нейрони - це клітини нервової системи спеціалізується на прийомі та передачі електрохімічних імпульсів. Ці сигнали дозволяють виконувати найрізноманітніші функції, такі як секреція нейромедіаторів та гормони, скорочення та розтягнення м’язів, сприйняття, мислення чи навчання.

Морфологія нейронів відрізняє їх від інших типів клітин. Зокрема, вони складаються з три основні частини: сома, дендрити та аксон.

Сома, або тіло клітини, - це місце, де організовані процеси та функції нейрона; дендрити Вони являють собою короткі розширення, які отримують електричні імпульси; та аксон це довший відросток, який посилає сигнали від соми до інших клітин.

Коли нервові імпульси досягають кінця аксона (термінальна кнопка), нейрон виділяє нейромедіатори, хімічні сполуки, які сприяють або інгібують дію рецепторної клітини. У випадку нейронів, як ми вже говорили, ці дендрити вловлюють ці сигнали.

«Синапсом» ми називаємо зв’язок між нейроном та іншою клітиною, особливо якщо це також нейрон. Коли дві клітини синаптують, мембрана пресинаптичного нейрона вивільняє нейромедіатор у синаптичний простір, область, де він зв’язується з рецептором або постсинаптичною клітиною; він отримує імпульс, який регулює його діяльність.

Створення численних синапсів між нейронами та іншими клітинами, що відбувається природним чином під час нейророзвитку, змушує формувати мережі або схеми нейронний дуже складний. Ці мережі необхідні для нормального функціонування нервової системи і, отже, процесів, які залежать від неї.

• Пов’язана стаття: "Що таке синаптичний простір і як він працює?"

Як створюються зв’язки між нейронами?

Кінці аксонів і дендритів (до народження, в останньому випадку) містять розширення з конічною формою які розвиваються в напрямку іншої клітини і змушують нейрон рости і наближатися до нього, дозволяючи зв’язок синаптичний. Назва цих розширень - «конуси нейронного росту».

Конуси росту керуються нейротрофічними факторами секретується нейронами-мішенями. Ці хімічні сполуки притягують або відштовхують аксон пресинаптичного нейрона; таким чином вони вказують, де вирощувати. Як тільки аксон з'єднується з постсинаптичною клітиною, нейротрофічні фактори подають йому сигнал, і він перестає рости.

Цей процес, який відбувається в різному ступені протягом життя, називається синаптогенезом і дозволяє пластичність мозку, тобто здатність, за допомогою якої наша нервова система росте, змінюється та є перебудова. Пластичність базується на навчанні та практиці, які змушують зв’язки між нейронами зміцнюватися або слабшати.

Частота синаптогенезу вища на деяких етапах життя, особливо під час раннього розвитку. Тим не менше, стимулювання навколишнього середовища сприяє синаптогенезу на будь-якому етапі життя.

Синаптогенез протягом усього розвитку

На початку ембріонального розвитку відбувається масивна розростання нейробластів (попередників нейронів) у внутрішній зоні нервової трубки; цей момент відомий як "нейрогенез". Згодом нейробласти мігрують з нервової трубки через променеву глію, поширюючись, таким чином, по всій нервовій системі.

Нейробласти стають нейронами в процесі диференціювання клітин, яке залежить від інформації, що міститься в генах, і відбувається після завершення міграції. Диференціація також частково залежить від індукції, тобто від впливу нейронів в регіоні на розвиток нейробластів, які до нього доходять.

Синаптогенез починається приблизно з п’ятого місяця розвитку плода, але критичний період настає після народження. Під час цього першого синаптогенезу створюється надлишок нейронів і зв’язок між ними; пізніше менш потужні синапси зникнуть (апоптоз), а остаточна структура врегулюється з навчанням.

У підлітковому віці синаптогенез та апоптоз знову посилюються, хоча зміни не такі значні, як ті, що відбуваються на початку розвитку. Помилки на будь-якому з цих етапів можуть сприяють появі порушень нейророзвитку, як шизофренія.

Хоча гени частково визначають особливості синаптогенезу у кожної людини, дослідження близнюків і з клонованими тваринами показали, що розподіл синапсів коливається генетично рівно або дуже Подібні. Це підтверджує важливість навчання та конкретного середовища у синаптогенезі.