什么是突触修剪？

内容

• 定义
• 突触修剪如何工作？
• 何时进行突触修剪？
• 胚胎早期至2年
• 2至10岁
• 青春期
• 成年初期
• 突触修剪能解释精神分裂症的发作吗？
• 突触修剪与自闭症相关吗？
• 突触修剪的研究方向在哪里？

定义

突触修剪是儿童早期至成年之间大脑中的自然过程。在突触修剪期间，大脑会消除多余的突触。突触是允许神经元将电或化学信号传输到另一个神经元的大脑结构。

突触修剪被认为是大脑消除大脑中不再需要的连接的一种方式。研究人员最近了解到，大脑比以前认为的更具“可塑性”和可塑性。突触修剪是我们的身体随着年龄的增长和学习新的复杂信息而保持更有效的大脑功能的方式。

随着对突触修剪的了解越来越多，许多研究人员还想知道，突触修剪与某些疾病（包括精神分裂症和自闭症）的发作之间是否存在联系。

突触修剪如何工作？

在婴儿期，大脑会经历大量的成长。在早期大脑发育过程中，神经元之间的突触形成激增。这称为突触发生。

突触形成的这个快速阶段在生命早期学习，记忆形成和适应中起着至关重要的作用。大约2到3岁时，突触的数量达到峰值。但是在这段突触生长之后不久，大脑开始移除不再需要的突触。

一旦大脑形成突触，它可以被增强或减弱。这取决于使用突触的频率。换句话说，该过程遵循“使用它或失去它”的原则：活跃的突触被增强，活跃度较低的突触被削弱并最终被修剪。在这段时间内去除不相关的突触的过程称为突触修剪。

早期的突触修剪主要受我们的基因影响。稍后，它将基于我们的经验。换句话说，是否修剪突触受到发育中儿童与周围世界的经历的影响。持续的刺激导致突触生长并变得永久。但是，如果孩子很少受到刺激，大脑将保持较少的联系。

何时进行突触修剪？

突触修剪的时间因大脑区域而异。一些突触修剪在开发的早期就开始，但最快的修剪发生在大约2到16岁之间。

胚胎早期至2年

受精后仅几周，胚胎的大脑发育就开始了。在怀孕的第七个月，胎儿开始发出自己的脑电波。在此期间，大脑会以极高的速度形成新的神经元和突触。

在生命的第一年，婴儿大脑中突触的数量增长了十倍以上。到2或3岁时，婴儿的每个神经元约有15,000个突触。

在大脑的视觉皮层（负责视觉的部分）中，突触的产生在大约8个月大时达到高峰。在前额叶皮层中，突触的高峰水平发生在生命的第一年中的某个时候。大脑的这一部分用于各种复杂的行为，包括计划和性格。

2至10岁

在生命的第二年，突触的数量急剧下降。在2到10岁之间，突触修剪非常迅速。在此期间，大约50％的额外突触被消除。在视觉皮层中，修剪持续到大约6岁。

青春期

突触修剪一直持续到青春期，但没有以前那么快。突触的总数开始稳定。

尽管研究人员曾经认为大脑只能在青春期之前修剪突触，但最近的研究发现，在青春期后期还有第二个修剪期。

成年初期

根据最新研究，突触修剪实际上一直持续到成年初期，并在20年代后期停止。

有趣的是，在这段时间内，修剪主要发生在大脑的前font皮层中，而前font皮层是大脑中与决策过程，人格发展和批判性思维密切相关的部分。

突触修剪能解释精神分裂症的发作吗？

研究突触修剪与精神分裂症之间关系的研究仍处于早期阶段。从理论上讲，精神分裂症的大脑被“过度修剪”，而这种过度修剪是由影响突触修剪过程的基因突变引起的。

例如，当研究人员查看精神分裂症等精神疾病患者的大脑图像时，他们发现与没有精神疾病的人们的大脑相比，精神疾病患者的额叶前突触较少。

然后，分析了超过100,000人的验尸后脑组织和DNA，发现精神分裂症患者具有特定的基因变异，可能与突触修剪过程的加速有关。

需要更多的研究来证实异常突触修剪导致精神分裂症的假说。尽管这还有很长的路要走，但突触修剪可能是治疗精神障碍患者的有趣目标。

突触修剪与自闭症相关吗？

科学家仍未查明自闭症的确切病因。可能有多种因素在起作用，但最近，研究表明某些基因的突变与突触功能和自闭症谱系障碍（ASD）之间存在联系。

与理论上认为大脑“被过度修剪”的精神分裂症不同，研究人员假设自闭症患者的大脑可能被“修剪不足”。从理论上讲，这种修剪不足会导致大脑某些部位的突触供应过多。

为了检验这一假设，研究人员研究了13岁有和没有自闭症的2至20岁之间死亡的儿童和青少年的大脑组织。科学家们发现，自闭症青少年的大脑比神经型青少年的大脑具有更多的突触。 。两组中的幼儿的突触数量大致相同。这表明该情况可能在修剪过程中发生。这项研究仅显示了突触的差异，但没有显示这种差异是否可能是自闭症的原因或结果，还是仅仅是关联。

这种修剪不足的理论可能有助于解释自闭症的一些常见症状，例如对噪音，光线和社交经历的过度敏感，以及癫痫发作。如果一次触发的突触太多，自闭症患者可能会感到噪音过大，而不是微调的大脑反应。

此外，过去的研究已将自闭症与作用于称为mTOR激酶的蛋白质的基因突变联系起来。在自闭症患者的大脑中发现了大量过度活跃的mTOR。还已经表明，mTOR途径中的过度活性与突触的过量产生有关。一项研究发现，mTOR过度活跃的小鼠的突触修剪有缺陷，并表现出类似ASD的社交行为。

突触修剪的研究方向在哪里？

突触修剪是大脑发育的重要组成部分。通过摆脱不再使用的突触，随着年龄的增长，大脑变得更有效率。

如今，关于人类大脑发育的大多数想法都基于这种大脑可塑性的想法。研究人员现在正在研究通过药物或靶向治疗来控制修剪的方法。他们还研究如何利用对突触修剪的新认识来改善儿童教育。研究人员还在研究突触的形状如何在智力障碍中发挥作用。

突触修剪过程可能是治疗精神分裂症和自闭症患者的有希望的目标。但是，研究仍处于早期阶段。