SiNAPSA, petek, 21. julij 2017

eSiNAPSA

Spletna revija za znanstvenike, strokovnjake
in nevroznanstvene navdušence

Vpliv senzoričnega dotoka na uglasitev možganskih povezav

Peter Gradišnik

Človeški možgani in osrednje živčevje se začnejo razvijati pri treh tednih gestacije po zaprtju nevralne cevi. Trije možganski mehurčki se začno razvijati le teden dni kasneje. Nevroni nastajajo ob možganskih ventriklih in vzdolž centralnega kanala. Z mesta nastanka potujejo na svoj končni položaj. Proliferacija in migracija nevronov se praktično zaključita do petindvajsetega tedna gestacije. Nevronski izrastki, aksoni, rastejo in se povezujejo v specifične povezave tudi preko velikih razdalj. Prve prehodne sinapse humanega telencefalona nastajajo že v osmem tednu razvoja - torej v času, ko večina nevronov sploh še ni nastala.

Peter Gradišnik Število nevronov se po rojstvu le še zmanjšuje, sta pa prvi dve leti življenja obdobje najintenzivnejše sinaptogeneze. Približno polovica nastalih nevronov v prvih sedmih mesecih življenja odmre, ker ne uspejo vzpostaviti ustreznih sinaps. V starosti enega leta imamo dvajsetkrat več sinaptičnih povezav kot ob rojstvu. Nove sinapse nastajajo tudi kasneje, vendar je do tretjega leta vzpostavljenih že osemdeset odstotkov vseh povezav. Odvečne ali napačne povezave kasneje propadejo, kar zvišuje specifičnost povezav, ki ostanejo. Rezultat je nastanek natančno izdelane mreže stotih milijard nevronov, ki omogočajo premikanje mišic, zaznavanje, čustvovanje in razmišljanje.

Vsak nevron v možganih ima povprečno petnajst tisoč sinaptičnih povezav z drugimi nevroni. Začetni del tvorbe nevronske mreže je gensko kontroliran in določen že vnaprej. Zaključni del tvorbe centralnega živčevja pri človeku pa je močno odvisen od dražljajev iz zunanjega sveta. Poskusi na živalih kažejo, da izkušnja lahko možganske povezave spremeni. Največ tovrstnih poskusov je bilo opravljenih s področja proučevanja vidnega sistema. Medtem ko raziskave potrjujejo genetsko določenost razvoja poteka vidne proge, velja za razvoj kortikalne percepcije vida, da je ta močno odvisna od senzoričnega dotoka. Aktivnost sinaps ima trofičen vpliv, ki sinapso ohranja pri življenju, neaktivnost vodi v njeno odmrtje.

Izkušnje pa v prvih letih življenja ne zvišujejo skupnega števila sinaps, marveč ga celo zmanjšujejo. To zmanjševanje števila odvečnih sinaps je del normalne pregradnje in razvoja možganov – znane so nevrološke motnje, povezane z duševnim zaostajanjem, pri katerih je okrnjena pričakovana sposobnost eliminacije odvečnih sinaps. Uglaševanje nevronskih povezav se začne že pred rojstvom.

Izkušnje z vnosom senzoričnih informacij iz okolja in njihova narava so izredno pomembne v zgodnjem razvoju. Zunanji svet izoblikuje možgansko arhitekturo prek vida, sluha, vonja, dotika in okušanja. Prve reakcije na okolje potekajo pretežno na subkortikalnem nivoju. Novorojenčki se že takoj po rojstvu bolje odzivajo na materin jezik kot na govor v drugih jezikih. Pravilne glasovne izgovorjave in melodike jezika se lahko naučimo le v prvih letih življenja.

Obstajajo kritična obdobja razvoja, ko je za natančno uglasitev možganskih povezav potrebna senzorična stimulacija. Ta je nujna za otrokov gibalni, jezikovni, kognitivni, osebnostno-socialni in telesni razvoj. Pomanjkanje zunanjih dražljajev lahko vodi v razvojna odstopanja. Zgodnja deprivacija vida enega očesa povzroči hudo okvaro vida, saj se tako poruši pravilen razvoj primarne vidne skorje. Preostalo funkcijo slabšega očesa slabovidnega otoka v možganih tudi močno inhibira signal drugega, zdravega očesa. Prav zato pri otroku, ki škili, okulisti svetujejo pokrivanje zdravega očesa.

Čeprav se ne morejo obnavljati z množenjem nevronov, pa imajo možgani velik potencial preoblikovanja in funkcionalne regeneracije. V možganih obstaja možnost reorganizacije - s tvorbo novih sinaptičnih povezav med nevroni in z aktivacijo obstoječih, toda dotlej inhibiranih nevronskih zvez. Nove povezave nepoškodovanih nevronov omogočijo ponoven nadzor funkcij. K pravilni tvorbi novih povezav močno pripomore stimulacijska obravnava. Ta potencial je daleč največji pri otrocih. Tudi kadar gre pri otroku za nedvomno zaostajanje za vrstniki, je pogosto mogoče upati, da se bo njegov razvoj ob ustrezni stimulaciji približal normalnemu, posebno še, kadar razvojno odstopanje ni posledica nevrodegenerativne ali kake druge hude napredujoče bolezni.

Literatura:

  • Tropea D, Sur M, Majewska AK. Experience-dependent plasticity in visual cortex: Dendritic spines and visual responsiveness. Commun Integr Biol 2011;4:216–219.
  • Cramer SC, Sur M, Dobkin BH, O’Brien C, Sanger TD, at al. Harnessing neuroplasticity for clinical applications. Brain 2011;134:1591-609.
  • Collignon O, Dormal G, Albouy G, Vandewalle G, Voss P, Phillips C, Lepore F. Impact of blindness onset on the functional organization and the connectivity of the occipital cortex. Brain 2013;136:2769-83.

asist.mag. Peter Gradišnik, dr.med.
Klinika za pediatrijo
UKC Maribor