Udviklingsmæssige plasticitet

Developmental plasticitet er en generel betegnelse for ændringer i neurale forbindelser under udvikling som et resultat af miljømæssige interaktioner samt neurale forandringer som følge af at lære. Ligesom neuroplasticitet eller hjernens plasticitet, udviklingsmæssige plasticitet er specifik for ændringen i neuroner og synaptiske forbindelser som følge af udviklingsprocesser.

Mekanismer

Under udviklingen centralnervesystemet, erhverver information via endogene eller eksogene faktorer samt læring erfaringer. I at erhverve og lagring sådanne oplysninger, plast karakter af centralnervesystemet giver mulighed for tilpasning af eksisterende neurale forbindelser for at imødekomme nye oplysninger og erfaringer, hvilket resulterer i udviklingsmæssige plasticitet. Denne form for plasticitet, der opstår under udviklingen er resultatet af tre fremherskende mekanismer: synaptisk og homeostatiske plasticitet og læring.

Synaptisk plasticitet

Det underliggende princip i synaptisk plasticitet er, at synapser undergår en aktivitet-afhængige og selektiv styrkelse eller svækkelse så nye oplysninger kan lagres. Synaptisk plasticitet afhænger af mange faktorer, herunder grænsen for den præsynaptiske stimulus foruden de relative koncentrationer af signalstoffer. Synaptisk plasticitet har længe været impliceret for sin rolle i hukommelsen opbevaring og menes at spille en central rolle i at lære. Men i udviklingsmæssige perioder synaptisk plasticitet er af særlig betydning som ændringer i nettet af synaptiske forbindelser i sidste ende kan føre til ændringer i udviklingsmæssige milepæle. For eksempel, den oprindelige overproduktion af synapser under udvikling er nøglen til plasticitet, der forekommer i den visuelle og auditive cortex. I forsøg udført af Hubel og Wiesel, den visuelle cortex af killinger udviser synaptisk plasticitet i raffinement neurale forbindelser følgende visuelle input. Tilsvarende i mangel af sådanne indgange under udvikling, synsfeltet ikke udvikle sig ordentligt og kan føre til unormale strukturer og adfærd. Desuden forskning tyder på, at denne første overproduktion af synapser i udviklingsmæssige perioder danner grundlaget, som kan dannes mange synaptiske forbindelser, hvilket resulterer i mere synaptisk plasticitet. På samme måde, som synapser er rigelige under udvikling, er der også forfine mekanismer, der tilfældigvis forfine konnektivitet af neurale kredsløb. Denne lovgivningsmæssige proces muliggør en styrkelse af vigtige eller hyppigst anvendte synaptiske forbindelser og samtidig reducere mængden af ​​svage forbindelser.

Homeostatiske plasticitet

For at opretholde balancen, eksisterer homeostatiske kontroller til at regulere den samlede aktivitet af neurale kredsløb specifikt ved at regulere de destabiliserende virkninger af udviklings- og læreprocesser, der resulterer i ændringer i synaptisk styrke. Homeostatiske plasticitet hjælper også regulere langvarige excitatoriske reaktioner, som fører til en reduktion i alle af en neuron s synaptiske reaktioner. Mens de nøjagtige mekanismer, som homeostatiske plasticitet handlinger forbliver uklart nylige undersøgelser, hæve den idé, at homeostatiske plasticitet moduleres i henhold til den periode, udvikling eller udfordringer i eksisterende neurale kredsløb.

Læring

Mens synaptisk plasticitet anses for at være et biprodukt af læring, læring kræver interaktion med miljøet at erhverve de nye oplysninger eller adfærd, mens synaptisk plasticitet blot repræsenterer ændringen i styrke eller konfiguration af neurale kredsløb. Læring er af afgørende betydning, postnatalt, da der er betydelig interaktion med miljøet og potentialet for at erhverve ny information er størst. Ved afhængig stort set efter selektive erfaringer, er neurale forbindelser ændres og styrkes på en måde, der er unik for disse erfaringer. Eksperimentelt dette kan ses, når rotterne er rejst i et miljø, der giver mulighed for rigelig social interaktion, hvilket resulterer i øget hjernens vægt og kortikal tykkelse. I modsætning hertil er den negative ses efter opdræt i et miljø uden interaktion. Også læring spiller en betydelig rolle i den selektive opkøb af information og markant demonstreret som børn udvikler et sprog i modsætning til et andet. Et andet eksempel på en sådan oplevelse afhængige plasticitet, der er afgørende under udviklingen er forekomsten af ​​prægning. Dette sker som følge af det lille barn eller et dyr oplever en hidtil ukendt stimuli og hurtigt lære adfærd som reaktion.

Neural Udvikling

Dannelsen af ​​nervesystemet er en af ​​de mest afgørende begivenheder i udviklende embryo. Konkret differentieringen af ​​stamceller forstadier til specialiserede neuroner giver anledning til dannelse af synapser og neurale kredsløb, som er nøglen til princippet om plasticitet. I løbet af denne omdrejningspunktet i udviklingen, deraf følgende udviklingsmæssige processer som differentiering og specialisering af neuroner er meget følsomme over for eksogene og endogene faktorer. For eksempel i utero eksponering for nikotin er blevet forbundet med bivirkninger såsom alvorlige fysiske og kognitive mangler som følge af at hindre den normale aktivering af acetylcholin receptorer. I en nylig undersøgelse blev forbindelsen mellem sådanne nikotin eksponering og prænatal udvikling vurderes. Det blev bestemt, at nikotin eksponering i den tidlige udvikling kan have en varig og omfattende effekt på neuronale strukturer, der ligger til grund de adfærdsmæssige og kognitive defekter observeret i udsatte mennesker og dyr. Derudover, ved at forstyrre ordentlig synaptisk funktion gennem nikotin eksponering kan den samlede kredsløb bliver mindre følsomme og lydhøre over for stimuli, hvilket resulterer i kompenserende udviklingsmæssige plasticitet. Det er grunden til, at udsættelse for forskellige miljømæssige faktorer i udviklingsmæssige perioder kan forårsage dybtgående virkninger på efterfølgende neurale funktion.

Kritiske periode

Begrebet kritiske perioder er en bredt accepteret og fremtrædende tema i udvikling, med stærke implikationer for udviklingsmæssige plasticitet. Kritiske perioder etablere en tidsramme, hvor udformningen af ​​neurale netværk kan udføres. Under disse kritiske perioder i udvikling, opstår plasticitet som følge af ændringer i strukturen eller funktionen af ​​at udvikle neurale kredsløb. Sådanne kritiske perioder kan også være oplevelse-afhængig, i tilfælde af læring via nye oplevelser. Eller kan være uafhængige af de miljømæssige erfaringer og være afhængig af biologiske mekanismer, herunder endogene og eksogene faktorer. Igen kan en af ​​de mest allestedsnærværende eksempler herpå ses i udviklingen af ​​den visuelle cortex foruden erhvervelse af sproget som et resultat af udviklingsmæssig plasticitet i den kritiske periode. Et mindre kendt eksempel er dog stadig kritiske udvikling af respiratorisk kontrol under udviklingsmæssige perioder. Ved fødslen, udvikling af respiratorisk kontrol neurale kredsløb er ufuldstændig, kræver komplekse inetractions fra både miljøet og interne faktorer. Eksperimentelt udsætter to uger gamle killinger og rotter til hyperoxiske betingelser, eliminerer fuldstændig carotis kemoreceptorernes respons på hypoxi, og dermed resulterer i respiratoriske værdiforringelse. Dette har dramatisk klinisk betydning som nyfødte spædbørn ofte suppleret med betydelige mængder af ilt, som på skadelig kunne påvirke den måde, hvorpå neurale kredsløb til respiratorisk kontrol udvikler i den kritiske periode. Derudover, når stimuli eller oplevelser er fremkaldt uden for den kritiske periode, som regel resultaterne har lidt at ingen varig effekt, hvilket også kan føre til alvorlig udviklingsmæssige værdiforringelse.

Spontan Netværk Aktivitet

En anden mindre kendt element i udviklingsmæssige plasticitet omfatter spontane udbrud af aktionspotentialer i udviklingen neurale kredsløb, også kaldet spontan netværksaktivitet. Under den tidlige udvikling af neurale forbindelser, excitatoriske synapser undergår spontan aktivering, hvilket resulterer i forhøjede intracellulære calcium niveauer, der signalerer starten af ​​utallige signalering kaskader og udviklingsprocesser. Som et eksempel, før fødslen neurale kredsløb i nethinden undergå spontan netværksaktivitet, som har vist sig at fremkalde dannelsen af ​​retinogeniculate forbindelser. Eksempler på spontane netværksaktivitet under udviklingen er også udstillet i den korrekte dannelse af neuromuskulære kredsløb. Det menes, at spontan netværksaktivitet etablerer et stillads til efterfølgende læring og erhvervelse oplysninger efter den første etablering af synaptiske forbindelser under udvikling.

  0   0

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha