Sinaptojenez: Gelişme, Olgunlaşma ve Hastalıklar
Sinaptogenez, sinir sisteminin nöronları arasında sinaps oluşumudur. Sinaps, bilişsel süreçlerimize katkıda bulunan, birbirleriyle iletişim kurmalarına izin veren iki nöron arasındaki birlik veya temas anlamına gelir.
İki nöron arasında bilgi alışverişi genellikle tek bir yöndedir. Dolayısıyla, mesaj gönderen “presinaptik” adında bir nöron ve onları alan “postsinaptik” adında bir nöron var.
Sinaptogenez, bir insanın yaşamı boyunca ortaya çıksa da, diğerlerinden çok daha hızlı gerçekleştiği aşamalar vardır. Bu işlem beyinde veri alışverişi yapan birkaç trilyon sinaps tutar.
Sinaptogenez sinir sistemimizde sürekli ortaya çıkar. Yeni deneyimler öğrenip yaşadıkça, beynimizde yeni nöronal bağlantılar oluşur. Bu, özellikle insanlarda belirgin olmasına rağmen, beyinli tüm hayvanlarda görülür.
Beyin gelince, daha büyük, daha iyi olduğu anlamına gelmez. Örneğin, Albert Einstein'ın tamamen normal büyüklükte bir beyni vardı. Elde edilenlerden, zekanın nöron sayısından ziyade beyin hücreleri arasındaki bağlantı miktarıyla ilişkili olduğu tespit edildi.
Genetiğin sinaps oluşumunda temel bir rol oynadığı doğrudur. Bununla birlikte, sinapsın bakımı, büyük ölçüde çevre tarafından belirlenir. Bunun nedeni serebral plastisite denilen bir fenomendir.
Bu, beynin aldığı dış ve iç uyaranlara göre değişim kabiliyetine sahip olduğu anlamına gelir. Örneğin, bu metni okurken bir kaç gün içinde hatırlamaya devam ederseniz yeni beyin bağlantılarının oluşması mümkündür.
Nörogelişimde sinaptogenez
İlk sinaps embriyonik gelişimin beşinci ayında gözlemlenebilir. Spesifik olarak, sinaptogenez, on sekizinci gebelik haftası civarında başlar ve yaşam boyunca değişmeye devam eder.
Bu süre zarfında sinaptik fazlalık oluşuyor. Bu, daha fazla hesap bağlantısının kurulduğu ve zaman içinde seçici bir şekilde ortadan kaldırıldığı anlamına gelir. Böylece sinaptik yoğunluk yaşla birlikte azalır.
Şaşırtıcı bir şekilde, araştırmacılar ikinci bir artmış sinaptogenez dönemi bulmuşlardır: ergenlik. Bununla birlikte, bu büyüme intrauterin gelişim sırasında gerçekleşen kadar yoğun değildir.
Kritik dönem
Sinaptogenezde, onu sinaptik budama izleyen kritik bir dönem var. Bu, kullanılmayan veya gereksiz olan sinirsel bağlantıların ortadan kaldırıldığı anlamına gelir. Bu dönemde, nöronlar yeni ve daha verimli bağlantılar oluşturmak için birbirleriyle yarışırlar.
Sinaptik yoğunluk ve bilişsel yetenekler arasında ters bir ilişki olduğu görülüyor. Bu sayede, bilişsel işlevlerimiz rafine edilir ve sinaps sayısı azaldıkça daha verimli hale gelir.
Bu aşamada ortaya çıkan sinapsların sayısı, kişinin genetiği ile belirlenir. Bu kritik dönemden sonra, ortadan kaldırılan bağlantılar yaşamın sonraki aşamalarında geri alınamaz.
Araştırma sayesinde, sinaptik budama başlamadan önce bebeklerin herhangi bir dili öğrenebilecekleri bilinmektedir. Bunun nedeni beyinlerinin, sinapslarla dolu, her ortama uyum sağlamaya hazır olmalarıdır.
Bu nedenle, şu anda, farklı dillerin tüm seslerini zorluk çekmeden ayırt edebiliyorlar ve bunları öğrenmeye yatkınlar.
Bununla birlikte, ana dilin seslerine maruz kaldıktan sonra, onlara alışmaya ve zamanla daha hızlı bir şekilde tanımlamaya başlarlar.
Bunun nedeni, nöronal budama süreci, en çok kullanılan sinapsları (örneğin ana dilin sesini destekleyenleri) korumak ve faydalı sayılmayanları atmaktır.
Sinaptik olgunlaşma
Bir sinaps kurulduktan sonra, bir davranışı kaç kez tekrarladığımıza bağlı olarak az çok dayanıklı olabilir.
Örneğin, ismimizi hatırlamak, kırılması neredeyse imkansız olan çok iyi kurulmuş sinapsların, hayatımızda birçok kez uyandırdığımızı varsayardı.
Bir sinaps doğduğunda, çok fazla sapkınlığı vardır. Bu, yeni aksonların zaten var olan sinapsları sarsma eğiliminde olmaları nedeniyle onları daha sıkı hale getirir.
Ancak, sinaps olgunlaştığında, diğerlerinden ayrılır ve ayrılır. Aynı zamanda, aksonlar arasındaki diğer bağlantılar olgun bağlantıdan daha az geri çekilir. Bu sürece sinaptik eleme denir.
Olgunlaşmanın bir diğer belirtisi, postsinaptik nöronun terminal düğmesinin boyutunun artması ve aralarında küçük köprüler oluşmasıdır.
Reaktif sinaptogenez
Belki de, bu noktada, var olan bazı sinapsları yok eden beyin hasarından sonra ne olduğunu merak ettiniz.
Bildiğiniz gibi, beyin sürekli değişiyor ve plastisite var. Bu yüzden, bir yaralanmadan sonra, sözde reaktif sinaptogenez meydana gelir.
Boş bir sinaptik alana doğru büyüyen hasarsız bir aksondan filizlenen yeni aksonlardan oluşur. Bu işlem, cadherinler, laminin ve integrin gibi proteinler tarafından yönlendirilir. (Dedeu, Rodríguez, Brown, Barbie, 2008).
Ancak, her zaman gerektiği gibi büyüyüp sinopoz yapmadıklarını not etmek önemlidir. Örneğin, hasta beyin yaralanmasından sonra doğru tedavi alamıyorsa, bu sinaptogenez uyumsuz olabilir.
Sinaptogenezi etkileyen hastalıklar
Sinaptogenezin değişmesi, başta nörodejeneratif hastalıklar olmak üzere birçok koşulla ilişkili olmuştur.
Bunların arasında Parkinson ve Alzheimer olan bu hastalıklarda, henüz tam olarak bilinmeyen bir dizi moleküler değişiklik vardır. Bunlar bilişsel ve motor açıklara yansıyan sinapsların büyük ve ilerici bir şekilde yok edilmesine yol açar.
Bulunan değişikliklerden biri, astrositlerde, sinaptogenezde (diğer proseslerin yanı sıra) müdahale eden bir tür glial hücredir.
Otizmde sinaptogenezde de anormallikler olduğu görülüyor. Bu nörobiyolojik bozukluğun, uyarıcı ve önleyici sinapsların sayısı arasındaki bir dengesizlik ile karakterize olduğu bulunmuştur.
Bu, bu dengeyi kontrol eden genlerdeki mutasyonlardan kaynaklanmaktadır. Bu, yapısal ve fonksiyonel sinaptogenezde ve aynı zamanda sinaptik plastisitede değişikliklerle sonuçlanır. Görünüşe göre, bu aynı zamanda epilepsi, Rett sendromu, Angelman sendromu ve kırılgan X sendromunda da ortaya çıkmaktadır (García, Dominguez ve Pereira, 2012).
