CP v2

Tag: Sinapsės

  • Mokslininkai nustebino: smegenys gali gimti ne tuščios, o jau „pilnos“ – kas vyksta vėliau?

    Mokslininkai nustebino: smegenys gali gimti ne tuščios, o jau „pilnos“ – kas vyksta vėliau?

    Smegenys nuo pradžių ne „tuščias lapas“?

    Naujas tyrimas su pelėmis rodo, kad smegenys ankstyvame amžiuje gali turėti itin tankų, netvarkingą ryšių tinklą, kuris vėliau „sutvarkomas“. Tai meta iššūkį paplitusiai minčiai, kad nerviniai tinklai paprastai tik pamažu auga ir tankėja.

    Tyrimas buvo sutelktas į hipokampą – smegenų sritį, svarbią erdvinei atminčiai ir trumpalaikių prisiminimų perkėlimui į ilgalaikius. Mokslininkai analizavo vieną pagrindinių hipokampo grandinių, susijusių su atminties formavimu.

    Tankūs ryšiai, kurie vėliau „apkarpomi“

    Austrijos mokslo ir technologijų instituto neurobiologai nustatė, kad jauniausių pelių hipokampe ryšiai tarp CA3 piramidinių neuronų iš pradžių būna labai gausūs ir iš pažiūros atsitiktiniai. Vystantis smegenims, šis tinklas darosi tikslesnis, labiau organizuotas, o dalis jungčių pašalinama.

    „Šis atradimas buvo gana netikėtas“, – sakė neurobiologas Peteris Jonas.

    „Intuityviai tikėtumėmės, kad tinklas laikui bėgant auga ir tankėja, tačiau čia matome priešingą procesą: jis prasideda pilnas, o vėliau tampa aptakesnis ir optimizuotas“, – teigė jis.

    Kodėl smegenys taip vystosi?

    Autoriai aiškina, kad itin tankus pradinis „pagrindas“ gali padėti greičiau sukurti efektyvias grandines mokantis. Jei ryšių pradžioje būtų mažai, nutolusiems neuronams tektų ilgiau „surasti“ vieniems kitus, o tai galėtų lėtinti augančių smegenų gebėjimą greitai apdoroti informaciją.

    Tyrėjai pabrėžia, kad hipokampas turi sudėtingą užduotį susieti signalus iš skirtingų pojūčių sistemų ir paversti juos nuosekliais prisiminimais. Tokiai integracijai gali būti naudinga pradžioje gausi jungčių „perteklių“ turinti struktūra, kuri vėliau atrankiai apkarpoma.

    Kaip buvo tiriama ir ką tai reiškia žmonėms?

    Mokslininkai matavo elektrinį aktyvumą ir kitus ląstelinius procesus keliais pelių raidos etapais: iškart po gimimo, maždaug 7–8 dieną, paauglystėje maždaug 18–25 dieną ir suaugus apie 45–50 dieną. Šie duomenys parodė kryptingą perėjimą nuo tankaus, mažiau tvarkingo tinklo prie labiau struktūruoto.

    Kol kas neaišku, kiek šie rezultatai tiesiogiai pritaikomi žmogaus smegenims, nes skiriasi raidos trukmė ir sudėtingumas. Vis dėlto pats principas atitinka plačiau žinomą neurovystymosi idėją, kad ankstyvame amžiuje ryšiai formuojasi gausiai, o vėliau dalis jų pašalinama, paliekant efektyviausius kelius.

    Tyrimas paskelbtas žurnale „Nature Communications“ ir papildo diskusiją apie tai, kaip ankstyvoji smegenų architektūra gali lemti mokymosi greitį, atminties formavimąsi ir nervinių tinklų specializaciją.

  • New study maps adolescent synapse hotspots, raising fresh questions about brain pruning and schizophrenia risk

    New study maps adolescent synapse hotspots, raising fresh questions about brain pruning and schizophrenia risk

    Researchers have identified previously overlooked synapse hotspots that form during adolescence, suggesting the teenage brain may actively build dense new connections alongside the well-known process of synaptic pruning. The findings, reported by Kyushu University scientists in Science Advances, add nuance to how neural circuits mature during a critical developmental window.

    Synapses are the communication points between neurons, and for decades a common model held that synapse numbers rise in childhood and then drop in adolescence as weaker links are removed. That pruning-focused framework has influenced theories of neuropsychiatric disorders, including the idea that excessive synapse loss could contribute to schizophrenia.

    The new work points to a more complex picture: localized bursts of synapse formation in specific parts of neurons. Using a tissue-clearing technique and super-resolution imaging, the team mapped dendritic spines across entire Layer 5 cortical neurons, which play a major role in integrating signals and producing cortical output.

    In young mice before weaning, dendritic spines were distributed more evenly along neurons. Between about three and eight weeks of age, the researchers observed a sharp rise in spine density in a single section of the apical dendrite, culminating in a tightly packed hotspot that was not present earlier.

    The authors argue this pattern means adolescent development is not defined solely by pruning, but also by targeted construction of new synaptic clusters. They also report that in mice carrying mutations in genes linked to schizophrenia risk, the hotspot did not develop normally because synapse formation during adolescence was reduced.

    While the results rely on mouse models and do not confirm the same mechanism in humans, they sharpen questions about which circuits are built during adolescence and how disruptions might alter brain function. The researchers say the next step is to identify the brain regions and inputs driving these newly formed connections during the adolescent period.