Підлітковий вік розглядається як критичний період, у якому мозок не лише втрачає зв’язки, а й активно створює нові функціональні структури.
Під час підліткового розвитку вдосконалюються когнітивні функції, зокрема планування та прийняття рішень. Ключову роль у цьому відіграють синапси — «синапси» як спеціалізовані контакти між нейронами, що забезпечують передачу сигналів. Тривалий час домінувала ідея, що в підлітковому віці переважає «синаптичне обрізання» — процес елімінації слабких зв’язків. Саме цей механізм часто пов’язували з ризиком розвитку шизофренії.
Нові дані, отримані дослідниками з Університету Кюсю, ускладнюють це уявлення. У статті в Science Advances показано, що підлітковий мозок одночасно формує нові щільні кластери синапсів. «Ми були здивовані, виявивши раніше невідомий високощільний осередок дендритних шипів», — зазначає Такеші Імаї. «Дендритні шипи» — це мікроскопічні виступи дендритів, де формуються збуджувальні синапси.
Особливу увагу було приділено нейронам п’ятого шару кори. «Кора головного мозку» — багатошарова структура, відповідальна за складну обробку інформації. Використання методу SeeDB2 та надвисокої мікроскопії дозволило простежити зміни з безпрецедентною точністю. Було встановлено, що «гарячі точки» синапсів з’являються саме в підлітковому віці, а не на ранніх етапах розвитку.
Дослідження також має значення для розуміння шизофренії. «Порушення формування синапсів у підлітковому віці може бути ключовим фактором деяких типів шизофренії», — підкреслює Рьо Егашіра. У мишей з мутаціями генів Setd1a, Hivep2 і Grin1 такі гарячі точки не формувалися. Це свідчить, що проблема може полягати не в надмірній втраті, а в недостатньому утворенні зв’язків.
Отримані результати змінюють уявлення про розвиток мозку в підлітковому віці. Вони відкривають перспективи для подальших досліджень механізмів формування нейронних мереж. «Розуміння того, як і коли формуються ці зв’язки, поглибить знання про нейропсихіатричні розлади», — наголошує Імаї.