Downscaling bezieht sich auf den Prozess der Anpassung oder Modulation von neuronalen Verbindungen oder Aktivitätsmustern im Gehirn, um eine Balance oder Effizienz in der neuronalen Signalverarbeitung zu erreichen. Downscaling ist ein normaler Prozess im Gehirn und findet während der gesamten Entwicklung und des gesamten Lebens statt, und spielt eine wichtige Rolle bei der Optimierung der neuronalen Netzwerke des Gehirns und trägt dazu bei, dass sie effizient und effektiv arbeiten können.
Downscaling ist ein Mechanismus, der es dem Gehirn ermöglicht, auf veränderte Umweltbedingungen oder Anforderungen zu reagieren. Wenn etwa bestimmte Bereiche des Gehirns überaktiv sind oder wenn es eine Überstimulation durch äußere Reize gibt, tritt Downscaling auf, um die Aktivität in diesen Bereichen zu reduzieren und die Funktion des gesamten neuronalen Netzwerks zu optimieren. Downscaling kann aber auch auftreten, um Ressourcen freizugeben oder um eine Überlastung zu vermeiden, wobei es vor allem im Kontext des Lernens und der Gedächtnisbildung auftritt, wo es helfen kann, redundante oder weniger relevante Verbindungen zu eliminieren und die Effizienz der Informationsverarbeitung zu verbessern.
Downscaling geschieht auf verschiedene Weise, u. a. durch die Eliminierung von Synapsen, d. h. die Entfernung schwacher oder ungenutzter Synapsen, durch die Verkleinerung von Synapsen, d. h. die Verringerung der Größe und Stärke der verbleibenden Synapsen, und durch die Veränderung der synaptischen Effizienz, d. h. die Veränderung der Art und Weise, wie Synapsen Informationen übertragen. Downscaling spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung des Gehirns, da während der Kindheit im Gehirn viel mehr Synapsen gebildet werden, als benötigt werden, so dass im Laufe der Zeit die ungenutzten Synapsen eliminiert und die verbleibenden Synapsen verstärkt werden.
Schlaf ist wichtig für das Downscaling, denn während des Schlafs werden im Gehirn Abfallprodukte beseitigt und die Synapsen neu organisiert, wobei es bei Störungen des Downscalings zu neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer-Krankheit, Parkinson-Krankheit und Schizophrenie führen kann.
Literatur
Born, Jan & Feld, Gordon B. (2012). Sleep to Upscale, Sleep to Downscale: Balancing Homeostasis and Plasticity. Neuron, 75, 6, 933-935.