Définition
La taille synaptique est un processus naturel qui se produit dans le cerveau entre la petite enfance et l'âge adulte. Lors de la taille synaptique, le cerveau élimine les synapses supplémentaires. Les synapses sont des structures cérébrales qui permettent aux neurones de transmettre un signal électrique ou chimique à un autre neurone.
L'élagage synaptique est considéré comme le moyen par lequel le cerveau supprime les connexions dans le cerveau qui ne sont plus nécessaires. Les chercheurs ont récemment appris que le cerveau est plus plastique? et moulable que précédemment pensé. La taille synaptique est la manière dont notre corps maintient une fonction cérébrale plus efficace à mesure que nous vieillissons et que nous apprenons de nouvelles informations complexes.
Alors que l'on en apprend davantage sur la taille synaptique, de nombreux chercheurs se demandent également s'il existe un lien entre la taille synaptique et l'apparition de certains troubles, notamment la schizophrénie et l'autisme.
Comment fonctionne l'élagage synaptique?
Au cours de la petite enfance, le cerveau connaît une croissance importante. Il y a une explosion de synapse entre les neurones au cours du développement cérébral précoce. Ceci s'appelle la synaptogenèse.
Cette période rapide de synaptogenèse joue un rôle essentiel dans l'apprentissage, la formation de la mémoire et l'adaptation au début de la vie. Vers 2 ou 3 ans, le nombre de synapses atteint un pic. Mais peu de temps après cette période de croissance synaptique, le cerveau commence à éliminer les synapses dont il n'a plus besoin.
Une fois que le cerveau forme une synapse, elle peut être renforcée ou affaiblie. Cela dépend de la fréquence d'utilisation de la synapse. En d'autres termes, le processus suit le "l'utiliser ou le perdre". Principe: les synapses les plus actives sont renforcées et les synapses moins actives, affaiblies et finalement élaguées. Le processus d'élimination des synapses non pertinentes au cours de cette période est appelé élagage synaptique.
La taille synaptique précoce est principalement influencée par nos gènes. Plus tard, c'est basé sur nos expériences. En d'autres termes, le fait qu'une synapse soit taillée est influencé par les expériences d'un enfant en développement avec le monde qui l'entoure. La stimulation constante provoque la croissance et la permanence des synapses. Mais si un enfant reçoit peu de stimulation, le cerveau gardera moins de ces connexions.
Quand la taille synaptique a-t-elle lieu?
Le moment de la taille synaptique varie selon la région du cerveau. Certains élagages synaptiques commencent très tôt dans le développement, mais l'élagage le plus rapide a lieu entre 2 et 16 ans environ.
Stade embryonnaire précoce à 2 ans
Le développement du cerveau dans l'embryon commence quelques semaines seulement après la conception. À partir du septième mois de grossesse, le fœtus commence à émettre ses propres ondes cérébrales. De nouveaux neurones et synapses sont formés par le cerveau à un taux extrêmement élevé pendant cette période.
Au cours de la première année de vie, le nombre de synapses dans le cerveau d'un nourrisson est plus de dix fois supérieur. À l'âge de 2 ou 3 ans, un nourrisson compte environ 15 000 synapses par neurone.
Dans le cortex visuel du cerveau (la partie responsable de la vision), la production de synapse atteint son apogée à l'âge de 8 mois environ. Dans le cortex préfrontal, les pics synaptiques se produisent au cours de la première année de vie. Cette partie du cerveau est utilisée pour une variété de comportements complexes, notamment la planification et la personnalité.
2 à 10 ans
Au cours de la deuxième année de vie, le nombre de synapses diminue considérablement. La taille synaptique a lieu très rapidement entre 2 et 10 ans. Durant cette période, environ 50% des synapses supplémentaires sont éliminées. Dans le cortex visuel, la taille se poursuit jusqu'à l'âge de 6 ans environ.
Adolescence
La taille synaptique se poursuit jusqu'à l'adolescence, mais pas aussi vite qu'auparavant. Le nombre total de synapses commence à se stabiliser.
Alors que les chercheurs pensaient autrefois que le cerveau ne taillait que les synapses jusqu'au début de l'adolescence, de récents progrès ont permis de découvrir une deuxième période de taille à la fin de l'adolescence.
Début de l'âge adulte
Selon de nouvelles recherches, l'élagage synaptique se poursuit jusqu'à l'âge adulte et s'interrompt à la fin des années vingt.
Il est intéressant de noter que pendant ce temps, l’élagage se produit principalement dans le cortex antérieur du cerveau, partie du cerveau fortement impliquée dans les processus décisionnels, le développement de la personnalité et la pensée critique.
La taille synaptique explique-t-elle l'apparition de la schizophrénie?
La recherche sur la relation entre la taille synaptique et la schizophrénie en est encore à ses débuts. La théorie est que les cerveaux schizophrènes sont "trop élagués". et cette taille excessive est causée par des mutations génétiques qui affectent le processus d'élagage synaptique.
Par exemple, lorsque les chercheurs ont examiné des images du cerveau de personnes atteintes de troubles mentaux, tels que la schizophrénie, ils ont constaté que les personnes atteintes de troubles mentaux avaient moins de synapses dans la région préfrontale par rapport aux cerveaux de personnes sans troubles mentaux.
Ensuite, une vaste étude a analysé le tissu cérébral post-mortem et l'ADN de plus de 100 000 personnes et a révélé que les personnes atteintes de schizophrénie avaient une variante du gène spécifique pouvant être associée à une accélération du processus d'élagage synaptique.
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour confirmer l'hypothèse selon laquelle l'élagage synaptique anormal contribuerait à la schizophrénie. Bien que la situation soit encore loin, la taille synaptique peut représenter une cible intéressante pour les traitements des personnes souffrant de troubles mentaux.
L'élagage synaptique est-il associé à l'autisme?
Les scientifiques n'ont toujours pas identifié la cause exacte de l'autisme. Il est probable que plusieurs facteurs entrent en jeu, mais des recherches récentes ont montré un lien entre des mutations de certains gènes liées à la fonction synaptique et des troubles du spectre autistique (TSA).
Contrairement aux recherches sur la schizophrénie, qui théorisent que le cerveau est "trop élagué". Les chercheurs ont émis l’hypothèse que le cerveau des personnes atteintes d’autisme pourrait être «sous-élagué». Théoriquement, alors, cette sous-taille conduit à une offre excessive de synapses dans certaines parties du cerveau.
Pour vérifier cette hypothèse, les chercheurs ont examiné le tissu cérébral de 13 enfants et adolescents autistes et non-autistes décédés entre 2 et 20 ans. Les scientifiques ont découvert que le cerveau des adolescents autistes avait beaucoup plus de synapses que celui d'adolescents neurotypiques. . Les jeunes enfants des deux groupes avaient à peu près le même nombre de synapses. Cela suggère que la condition peut se produire pendant le processus d'élagage. Cette recherche montre seulement une différence dans les synapses, mais pas si cette différence pourrait être une cause ou un effet de l'autisme, ou simplement une association.
Cette théorie de sous-élagage peut aider à expliquer certains des symptômes communs de l'autisme, tels que l'hypersensibilité au bruit, aux lumières et aux expériences sociales, ainsi que les crises d'épilepsie. S'il y a trop de synapses qui se déclenchent en même temps, une personne autiste sera probablement exposée à une surcharge de bruit plutôt qu'à une réponse cérébrale affinée.
De plus, des recherches antérieures ont associé l’autisme à des mutations de gènes qui agissent sur une protéine appelée mTOR kinase. De grandes quantités de mTOR hyperactif ont été découvertes dans le cerveau de patients atteints d'autisme. La suractivité dans la voie mTOR a également été associée à une production excessive de synapses. Une étude a révélé que des souris présentant un mTOR hyperactif présentaient des défauts d'élagage synaptique et présentaient des comportements sociaux similaires à ceux des TSA.
Où va la recherche sur la taille synaptique?
La taille synaptique est une partie essentielle du développement du cerveau. En éliminant les synapses qui ne sont plus utilisées, le cerveau devient plus efficace en vieillissant.
Aujourd'hui, la plupart des idées sur le développement du cerveau humain s'appuient sur cette idée de plasticité cérébrale. Les chercheurs étudient actuellement des moyens de contrôler l'élagage à l'aide de médicaments ou d'une thérapie ciblée. Ils étudient également la manière d'utiliser cette nouvelle compréhension de l'élagage synaptique pour améliorer l'éducation des enfants. Les chercheurs étudient également comment la forme des synapses pourrait jouer un rôle dans les déficiences mentales.
Le processus d'élagage synaptique peut constituer une cible prometteuse pour les traitements des personnes atteintes de conditions telles que la schizophrénie et l'autisme. Cependant, la recherche en est encore à ses débuts.
