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Synaptic pruning


Synaptic pruning oder axon pruning bezeichnet den Prozess in der Entwicklung des menschlichen Gehirns, indem ungenutzte Synapsen eliminiert werden, übersetzt also das Zurechtstutzen von synaptischen Verbindungen. Während der Pruning-Phase entscheiden Erfahrungen und die Umwelt, welche Synapsen beseitigt und welche erhalten bleiben sollen. Dabei wird die Inaktivierung der synaptischen Übertragung von Strukturveränderungen der sensorischen Neuronen begleitet.

Synaptic pruning bezeichnet besonders in der Entwicklungspsychologie jenen Prozess, bei dem das menschliches Gehirn bis zur Pubertät hin durch ständigen Aufbau neuer Verbindungen wächst, dann aber wieder an Nervenzellen und besonders an Synapsen verliert. Das Synaptic pruning-Modell sieht im Rückgang der Nervenvernetzung eine Form der Spezialisierung des jungen Menschen. Strukturelle, funktionelle und neurophysiologische Vergleiche zwischen Menschen und Makaken zeigen, dass die Schwierigkeit, während der Pubertät reaktive Reaktionen zu stoppen, sehr ähnlich ist. Die menschliche neurologische Entwicklung während dieser Zeit ist gekennzeichnet durch Veränderungen in der strukturellen Anatomie, d. h., es gibt einen aktiven Abbau redundanter und ungenutzter neuronaler Verbindungen und eine Stärkung jener Abschnitte der weißen Substanz im gesamten Gehirn, die in der Folge die Funktionsweise des erwachsenen Gehirns bestimmen. Insbesondere in der Pubertät werden alle grundlegenden Aspekte der Gehirnorganisation überprüft und verfeinert, so dass eine optimale Arbeitsweise für die Anforderungen der spezifischen Umgebung gewährleistet ist. Insbesondere die Entwicklung jener neuronaler Aktivitätsmuster, die die Vorbereitung einer Reaktion ermöglichen, scheint ein Schlüsselelement dieser Phase der Entwicklung zu sein, wobei dies wesentlich für eine erfolgreiche Selbstkontrolle ist. Bei der Selbstkontrolle geht es nicht nur um die Fähigkeit, im Augenblick ein Verhalten zu hemmen, sondern auch, dass man sich rechtzeitig darauf vorbereitet und einen Plan erstellt. Dieser Wechsel zwischen dem jugendlichen und erwachsenen Gehirn findet sich sowohl in den menschlichen Daten als auch in den Tierdaten (Constantinidis & Luna, 2019).

Allerdings kann synaptisches Pruning auch zu Problemen führen. Zwar handelt es sich zunächst um einen normalen und notwendigen Mechanismus, der im Lebenszyklus eines Gehirns verschiedene wichtige Funktionen wahrnimmt, so kann überaktives oder fehlendes Pruning auch Krankheiten verursachen, wobei man vermutet, dass Autismus und verschiedenen neurodegenerativen Erkrankungen ursächlich mit fehlgeleitetem Pruning in Verbindung stehen können. Ab einem bestimmten Zeitpunkt können sich jedoch diese synaptischen Verbindungen auch wieder regenerieren.

Literatur

Constantinidis, Christos & Luna, Beatriz (2019). Neural Substrates of Inhibitory Control Maturation in Adolescence. Trends in Neurosciences, doi:10.1016/j.tins.2019.07.004.


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