Synapseneliminierung
Englisch: synaptic pruning
Definition
Synapseneliminierung beschreibt den Abbau von wenig verwendeten oder funktionell unbedeutenden Nervenzellverbindungen (Synapsen). Dieser Prozess findet primär im zentralen Nervensystem (ZNS), aber auch im peripheren Nervensystem (PNS) statt. Er beginnt etwa mit der Geburt und setzt sich bis in das frühe Erwachsenenalter fort.
Hintergrund
Die Synapseneliminierung ist wie ihr Gegenteil – die Synaptogenese – ein wesentlicher Mechanismus der neuronalen Plastizität. Bei der Synapseneliminierung werden hauptsächlich die Nervenzellverbindungen abgebaut, die im jeweiligen Entwicklungsstadium wenig gebraucht werden bzw. keine funktionelle Bedeutung haben. Synapsen, die wichtige neuronale Schaltkreise bedienen und regelmäßig aktiviert werden, bleiben hingegen erhalten.
Formen
Die Synapseneliminierung kann sich durch unterschiedliche Mechanismen vollziehen. Dazu zählen:
- Axondegeneration: Abbau des Axons, ähnlich der Waller-Degeneration
- Axonretraktion: Zurückziehen des Axons von distal nach proximal
- Axon-Shedding: Abbau des Axons unter Abgabe von Axosomen
Bei diesen Vorgängen sind sehr wahrscheinlich Gliazellen beteiligt.
Funktion
Die genaue Funktion der Synapseneliminierung ist noch (2024) Gegenstand der Grundlagenforschung. Möglicherweise lässt sich die komplexe Verschaltung des Gehirns aufgrund der damit verbundenen Informationsmenge nicht genetisch determinieren. Daher besteht initial ein amorphes Überangebot an Synapsen, aus dem die spezifischen Schaltkreise durch einen Trial-and-Error-Mechanismus geformt werden. Irrelevante Synapsen werden dabei entfernt.
Da der Unterhalt und die Aktivierung von Synapsen ein ressourcenintensiver Prozess ist, geht man ferner davon aus, dass die Synapseneliminierung der Energieeffizienz des Nervensystems dient. Ob sie eine Rolle bei Lernprozessen spielt, ist hingegen umstritten.
Quelle
- Wilton et al. Neuron-glia signaling in synapse elimination. Annual Review of Neuroscience, 42: 107-127. 2019