Механізм, що пояснює труднощі фокусу, перевантаження й гіперчутливості

Synaptic pruning — це природний процес, під час якого мозок зменшує кількість синапсів (зв’язків між нейронами), залишаючи ті, що працюють ефективно, і прибираючи або “послаблюючи” ті, що використовуються рідко. 

Це один із механізмів, через який мозок стає:

1. швидшим (менше “зайвих маршрутів”)
2. точнішим (краще відфільтровує шум)
3. більш спеціалізованим (мережі налаштовуються під задачі)
   

У ранньому дитинстві мозок створює надлишкову кількість синапсів — значно більше, ніж потрібно дорослій людині. Це забезпечує високу пластичність і здатність адаптуватися до середовища. Надалі, мозок поступово:

1. посилює часто активовані звʼязки
2. послаблює або усуває ті, що використовуються рідко

Цей принцип часто описують як “use it or lose it”, але насправді процес значно складніший і залежить не лише від досвіду, а й від генетичних та біологічних факторів.

Синаптичне скорочення не є знищенням інформації. Його функція — підвищення ефективності нейронних мереж: швидкість обробки, точність сигналів, зменшення “шуму” і енергетичних витрат мозку.

Коли відбувається синаптичне скорочення

Синаптичне скорочення відбувається не рівномірно, а хвилями, так званими критичними періодами:

1. у ранньому дитинстві — активне формування і первинне “налаштування” сенсорних і базових мереж
2. у підлітковому віці — помітні зміни у мережах, що відповідають за виконавчі функції (планування, самоконтроль, гальмування імпульсів)
3. у молодому дорослому віці — подальше “дозрівання” інтеграції мереж
   

Для різних ділянок мозку (сенсорних, емоційних, виконавчих) ці періоди настають у різний час. 

Порушення таймінгу скорочення — навіть без його “поломки” — може впливати на сенсорну чутливість, регуляцію уваги, емоційну стабільність та гнучкість мислення

Які біологічні механізми стоять за скороченням

1️⃣ Система комплементу (C1q/C3/C4)

Це група білків сироватки крові, яка активується каскадним шляхом під впливом мікроорганізмів або імунних комплексів. Але в мозку вона також працює як маркер для певних синапсів, які підлягають утилізації. 

Порушення комплемент-залежних процесів обговорюють у контексті нейророзвиткових і психічних станів (особливо в моделях надмірного/недостатнього скорочення).

2️⃣ Мікроглія

Імунні клітини ЦНС беруть участь у “прибиранні” та ремоделюванні синапсів: менш активні зв’язки можуть позначатися як “для утилізації”, а мікроглія їх прибирає. 

Оглядова література підкреслює роль мікроглії та нейроімунних механізмів у скороченні і те, що при РАС ці процеси можуть бути порушені (в різні боки залежно від підтипу/моделі).

3️⃣ Аутофагія

Внутрішньоклітинна “система утилізації”. Її зниження в деяких моделях/даних при РАС пов’язують з неповним/повільнішим “очищенням” зайвих синаптичних компонентів (і це одна з гіпотез механізму).

4️⃣ Баланс збудження і гальмування

Ефективність pruning тісно пов’язана з балансом між збуджувальними і гальмівними сигналами. Порушення цього балансу може призводити до надмірного збереження зв’язків, або надмірного скорочення.

Саме тут починають формуватися відмінності, які пізніше асоціюють з різними нейротипами.

У популярних поясненнях часто звучить формула: “при аутизмі синаптичне скорочення недостатнє → надлишок зв’язків → перевантаження”.

Які є підтвердження цьому?

1. Є дані, що в частини аутичних людей можуть зберігатися вищі показники синаптичної щільності/ознаки неповного скорочення у певних зонах кори (особливо в префронтальних мережах у деяких вибірках).
2. Оглядові роботи також описують, що мікроглія і механізми скорочення можуть бути зміненими при РАС, з потенційним внеском у “атипову зв’язність” (hyper/ hypoconnectivity залежно від мережі та віку).
3. Є дані про знижені рівні C4 в астроцитах (зіркоподібні клітини нейроглії), отриманих із iPSC-моделей у частини людей з РАС — це узгоджується з гіпотезою про змінену комплемент-залежну участь у синаптичному скороченні.

Але не все так просто

РАС дуже гетерогенний: не можна коректно заявляти, що “при аутизмі завжди недостатній synaptic pruning”. Частина результатів різниться за віком, підтипами, методами та зонами мозку. Оглядові роботи саме так і подають це: як напрям доказів + механістичні гіпотези, а не універсальний закон.

“Надлишок зв’язків” не дорівнює “краще/гірше”. Це може означати інший баланс між фільтрацією, сенсорними пріоритетами та стабільністю мереж.

Як це може проявлятися функціонально?

1. сенсорна “гучність” світу, перевантаження
2. повільніше “відсіювання” неважливого
3. підвищена вартість адаптації/перемикання
4. складність у швидкій інтеграції соціальних сигналів (коли мережі менш “економні” або інакше налаштовані)

У випадку з РДУГ є багато даних щодо "затримки дозрівання кори", ніж прямого вимірювання synaptic pruning.

Найнадійніший шар доказів: дозрівання кори

У нейровізуалізаційній літературі повторюється висновок: у багатьох дітей з РДУГ є затримка досягнення піку товщини кори, особливо у лобових ділянках, що відповідають за контроль уваги та виконавчі функції. 

Тобто, мозок у людей з РДУГ трохи відстає у дозріванні приблизно на 2-3 роки (залежно від вибірки/методів). Є окремий дослідник, який для простоти заокруглює це все до 30% (теорія 30% Барклі).

А де тут pruning?

Pruning — один із механізмів, який може лежати під спостережуваною динамікою товщини кори, але:

1. частина авторів прямо пише, що прямих доказів “порушеного synaptic pruning” при РДУГ менше, ніж непрямих, і це поле з гіпотезами.
2. натомість є оглядові формулювання, що типові процеси “refinement” (процес тонкого налаштування й відбору нейронних зв’язків), включно з pruning, можуть бути відтерміновані, що узгоджується з моделлю “відкладеного дозрівання”.

Функціональна метафора

“Багато доріг, але трафік хаотичний” — проблема саме в надмірній/неоптимальній маршрутизації сигналів, що дає шум і нестійкість фокусу.

AuDHD — це не окремий діагноз у класифікаціях, а співіснування РАС і РДУГ. На рівні скорочення/зв'язності мереж це означає не “подвійну проблему”, а можливе поєднання:

1. аутичних патернів сенсорної та соціальної обробки (в т.ч. потенційно інший баланс pruning/нейроімунних механізмів у певних мережах),
2. з РДУГ-патернами дозрівання виконавчих систем і нестабільного контролю уваги.

На практиці це часто дає суб’єктивний ефект: “частина системи хоче стабільності й прогнозованості, а частина — стимуляції/новизни”, і це може бути виснажливим навіть без зовнішніх катастроф.

Важлива наукова чесність: ми можемо обережно інтегрувати ці механізми концептуально, але прямих ‘pruning-моделей саме для AuDHD’ у людей значно менше, ніж для РАС або РДУГ окремо.

Інші стани, які часто згадують поруч

Шизофренія (як контрастна модель)

У популярному нейронаративі шизофренію часто ставлять як “інший полюс” відносно РАС: надмірний pruning у підлітковому віці → потенційна втрата частини когнітивних/інтегративних можливостей.

У науці це теж не “одна причина”, але механізм надмірного синаптичного скорочення через комплемент активно обговорювали в контексті психозів.

Епілепсія

В окремих формах дитячої епілепсії та нейророзвиткових енцефалопатіях можливі зміни синаптичної щільності/балансу збудження–гальмування, що теоретично може перетинатися з темою “refinement” мереж (процес тонкого налаштування й відбору нейронних зв’язків).

Чи можна “вплинути на pruning”?

На сьогодні немає клінічного методу, який би “регулював pruning” напряму, специфічно й безпечним чином у людей.

Що справді має сенс (і не суперечить науці):

1. ранні підтримки розвитку, середовище, навчання, терапії — як фактори, що опосередковано впливають на пластичність і функціональне налаштування мереж;
2. зменшення хронічного стресу й перевантаження;
3. лікування коморбідних станів (тривога/депресія/сон), бо вони різко погіршують “мережеву стабільність” незалежно від первинного нейротипу.

Короткі висновки:

1. Synaptic pruning — ключовий механізм дозрівання мозку
2. Для РАС є напрям доказів про змінені механізми pruning/нейроімунні процеси та аутофагію, але це не універсально для всіх і не одна причина
3. Для РДУГ найстійкіша лінія — затримка дозрівання кори; зв’язок із pruning — частково гіпотетичний/непрямий, хоча концептуально узгоджується з “відтермінованим дозріванням” мереж
4. AuDHD можна пояснювати як накладання двох нейророзвиткових траєкторій (сенсорна/соціальна + виконавча/увага), не зводячи це до “подвійної поломки”

Джерела дослідження

1. Neuro-anatomic evidence for the maturational delay hypothesis of ADHD
2. Attention Deficit-Hyperactivity Disorder (ADHD): From Abnormal Behavior to Impairment in Synaptic Plasticity
3. Age-Related Changes in Resting-State EEG Activity in Attention Deficit/Hyperactivity Disorder: A Cross-Sectional Study
4. Complement and microglia dependent synapse elimination in brain development
5. Microglia: Synaptic modulator in autism spectrum disorder
6. Microglia Modulate Neurodevelopment in Autism Spectrum Disorder and Schizophrenia
7. Complement C4 Is Reduced in iPSC-Derived Astrocytes of Autism Spectrum Disorder Subjects
8. Microglia and astrocytes underlie neuroinflammation and synaptic susceptibility in autism spectrum disorder

[Підписуйся на наш канал], щоб отримувати анонси нових матеріалів

Якщо ти самоадвокат·ка, спеціаліст·ка або автор·ка, що досліджує і пише про нейровідмінність. Запрошуємо тебе стати амбасадором платформи "Нейровідмінні". Ти зможеш публікувати свої статті, гайди та інші матеріали.

Напиши сюди, щоб дізнатись деталі.