Sinaptogénesis: Développement, Maturation et Maladies

La synaptogenèse est la formation de synapses entre les neurones du système nerveux. La synapse signifie l'union ou le contact entre deux neurones, ce qui leur permet de communiquer entre eux, contribuant ainsi à nos processus cognitifs.

L'échange d'informations entre deux neurones s'effectue généralement dans une seule direction. Il existe donc un neurone appelé "présynaptique" qui envoie des messages et un "postsynaptique" qui les reçoit.

Bien que la synaptogenèse se produise tout au long de la vie d'un être humain, il y a des étapes où elle se produit beaucoup plus rapidement que dans d'autres. Ce processus permet à plusieurs trillions de synapses d’échanger des données dans le cerveau.

La synaptogenèse se produit continuellement dans notre système nerveux. Au fur et à mesure que nous apprenons et vivons de nouvelles expériences, de nouvelles connexions neuronales se forment dans notre cerveau. Cela se produit chez tous les animaux cérébraux, bien que cela soit particulièrement prononcé chez l'homme.

En ce qui concerne le cerveau, plus gros ne veut pas dire que c'est meilleur. Par exemple, Albert Einstein avait un cerveau d'une taille tout à fait normale. De ce qui a été déduit que l'intelligence est liée à la quantité de connexions entre les cellules du cerveau plutôt qu'au nombre de neurones.

Il est vrai que la génétique joue un rôle fondamental dans la création des synapses. Cependant, le maintien de la synapse est déterminé, dans une plus grande mesure, par l'environnement. Cela est dû à un phénomène appelé plasticité cérébrale.

Cela signifie que le cerveau a la capacité de changer en fonction des stimuli externes et internes qu'il reçoit. Par exemple, pendant que vous lisez ce texte, il est possible que de nouvelles connexions cérébrales se forment si vous vous en souvenez au bout de quelques jours.

Synaptogenèse dans le développement neurologique

Les premières synapses peuvent être observées au cours du cinquième mois de développement embryonnaire. Plus précisément, la synaptogenèse commence vers la dix-huitième semaine de gestation et continue de changer tout au long de la vie.

Pendant cette période, une redondance synaptique se produit. Cela signifie que davantage de connexions de compte sont établies et sont progressivement éliminées de manière sélective au fil du temps. Ainsi, la densité synaptique diminue avec l'âge.

Étonnamment, les chercheurs ont découvert une deuxième période de synaptogenèse élevée: l’adolescence. Cependant, cette croissance n’est pas aussi intense que celle qui se produit lors du développement intra-utérin.

Période critique

Il y a une période critique critique dans la synaptogenèse qui est suivie de l'élagage synaptique. Cela signifie que les connexions neuronales non utilisées ou inutiles sont éliminées. Durant cette période, les neurones se font concurrence pour créer de nouvelles connexions plus efficaces.

Il semble qu'il existe une relation inverse entre la densité synaptique et les capacités cognitives. De cette façon, nos fonctions cognitives sont affinées et deviennent plus efficaces à mesure que le nombre de synapses est réduit.

Le nombre de synapses qui proviennent de ce stade est déterminé par la génétique de la personne. Après cette période critique, les connexions éliminées ne peuvent plus être récupérées dans les dernières étapes de la vie.

Grâce aux recherches, il est connu que les bébés peuvent apprendre n’importe quelle langue avant le début de l’élagage synaptique. En effet, leur cerveau, plein de synapses, est prêt à s’adapter à n’importe quel environnement.

C'est pourquoi, en ce moment, ils peuvent différencier tous les sons de langues différentes sans difficultés et sont prédisposés à les apprendre.

Cependant, une fois exposés aux sons de la langue maternelle, ils commencent à s'y habituer et à les identifier beaucoup plus rapidement au fil du temps.

Cela est dû au processus d'élagage des neurones, au maintien des synapses les plus utilisées (celles qui supportent, par exemple, les sons de la langue maternelle) et au rejet de celles qui ne sont pas jugées utiles.

Maturation synaptique

Une fois la synapse établie, elle peut être plus ou moins durable en fonction du nombre de fois où nous répétons un comportement.

Par exemple, nous rappeler de notre nom supposerait des synapses bien établies, qu'il est presque impossible de casser, car nous l'avons évoqué à maintes reprises dans notre vie.

Quand une synapse est née, elle a beaucoup d'innervations. Cela se produit parce que les nouveaux axones ont tendance à innerver les synapses déjà existantes, ce qui les rend plus fermes.

Cependant, lorsque la synapse mûrit, elle se différencie des autres. Dans le même temps, les autres connexions entre les axones sont rétractées moins la connexion mature. Ce processus s'appelle l'élimination synaptique.

Un autre signe de maturation est que le bouton terminal du neurone postsynaptique augmente en taille et que de petits ponts se créent entre eux.

Synaptogenèse réactive

Peut-être, à ce stade, vous vous êtes déjà demandé ce qui se passe après une lésion cérébrale qui détruit certaines synapses existantes.

Comme vous le savez, le cerveau est en constante évolution et présente une plasticité. C'est pourquoi, après une blessure, se produit la synaptogenèse dite réactive.

Il se compose de nouveaux axones qui proviennent d'un axone non endommagé et qui se développent vers un site synaptique vide. Ce processus est guidé par des protéines telles que les cadhérines, la laminine et les intégrines. (Dedeu, Rodríguez, Brown, Barbie, 2008).

Cependant, il est important de noter qu'ils ne poussent pas toujours ou ne synapse pas correctement. Par exemple, si le patient ne reçoit pas le traitement approprié après une lésion cérébrale, cette synaptogenèse peut être inadaptée.

Maladies qui influencent la synaptogenèse

L'altération de la synaptogenèse a été liée à plusieurs conditions, principalement des maladies neurodégénératives.

Dans ces maladies, parmi lesquelles la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer, il existe une série de modifications moléculaires inconnues à ce jour. Celles-ci conduisent à l'élimination massive et progressive des synapses, se traduisant par des déficits cognitifs et moteurs.

L'une des altérations constatées concerne les astrocytes, un type de cellules gliales intervenant dans la synaptogenèse (entre autres processus).

Il semble que dans l'autisme, il y ait aussi des anomalies dans la synaptogenèse. Il a été constaté que ce trouble neurobiologique est caractérisé par un déséquilibre entre le nombre de synapses excitatrices et inhibitrices.

Cela est dû aux mutations dans les gènes qui contrôlent cet équilibre. Il en résulte des altérations de la synaptogenèse structurelle et fonctionnelle, ainsi que de la plasticité synaptique. Apparemment, cela se produit également dans l'épilepsie, le syndrome de Rett, le syndrome d'Angelman et le syndrome de l'X fragile (García, Dominguez et Pereira, 2012).