All of the main human functions and actions that enable our interactions with our environment are created in our brains. Through perception, learning and memory we receive information from our surroundings and elaborate a response. That is interaction and that is how we live. To make all this possible normal synaptic function is needed. Functional synapses are a fundamental requirement so that the brain can process these tasks. Synaptic function is tightly regulated. From a molecular point of view, this regulation occurs at different steps, such as neurotransmitter release, receptor signal control, and recruitment and assembly of molecular machinery, among others. From a more anatomical point of view, all of these processes control plasticity, formation and the eventual loss of the multiple synapses created.
Image is Copyright Audrius V.Plioplys 2013
From the series Cosmic Consciousness (2013)
Veil Casseiopia. http://www.plioplys.com/cosmic_consciousness.php
When certain processes fail, sometimes they are thought to produce disorders of synaptic communication. These diseases present with symptoms such as epilepsy, psychiatric and autistic disorders, movement disorders and intellectual disability
The excitatory and inhibitory state of neurons, defines their action and activation. When a dysregulation in these processes occur, it is thought to produce an epileptic disorder, wherein the basal state of the cell tends to excessive excitation.
Some of these mechanisms may be common in different neurological disorders, particularly when other unknown mechanisms’ role in these disorders is still unexplained. For example, it is known that also in autistic disorders there is also a failed excitatory/inhibitory control. But other alterations have been identified, for example, a dysregulation in the genes that control the expression of synaptic molecules, such as scaffolding proteins or adhesion molecules.
Intellectual disability could represent a model of post-synaptic disorder, with special involvement of the post-synaptic density. This includes all the proteins in the post-synaptic membrane that control inter-neuronal communication.
Lastly, alterations in the proper functioning of certain neurotransmitter pathways (such as dopamine, acetylcholine, GABA…) can result in different movement disorders.
So all processes that occur at the synaptic level must be extremely regulated to assure a correct exchange with our environment and permit us to act and interact with others in a positive, creative, constructive, respectful and enjoyable way. So, as it’s been said before: “You are your synapses”.
Todas las funciones y acciones que nos relacionan con el entorno y nos permiten que interaccionemos con él a través de respuestas elaboradas tienen su origen en el cerebro. A través de la percepción, el aprendizaje y la memoria recibimos información de nuestro entorno y como respuesta desarrollamos una acción acorde. Esto es una interacción continua y así es como vivimos, este es el resultado de una diversidad funcional neuronal normal. Para ello, es necesario un funcionalismo sináptico normal, y para asegurarlo existe un estrecho control de todos los procesos que lo regulan. Desde un punto de vista molecular, esta regulación se da en distinos niveles, desde la liberación de neurotransmisores, el control de los señales que reciben los receptores, y el reclutamiento y conformación de toda la maquinaria molecular, entre otros. Desde un punto de vista más anatómico, todos estos procesos controlan la plasticidad, la formación y la pérdida de las múltiples sinapsis creadas.
Image is Copyright Audrius V.Plioplys 2013
From the series Cosmic Consciousness (2013)
Veil Casseiopia. http://www.plioplys.com/cosmic_consciousness.php
Los trastornos de la comunicación sináptica podrían explicarse por alguna alteración en alguno de estos niveles de control sináptico. Estos trastornos podrían dividirse en cuatro categorías diferentes: epilepsia, trastornos psiquiátricos (incluyendo el autismo), trastornos motores y retraso mental.
El estado excitatiorio e inhibitorio neuronal define su activación y acción. Cuando ocurre una alteración en este nivel se traduce en un trastorno epiléptico, en aquellos casos en los que el desequilibrio tienda hacia la hiperexcitación.
Algunos de estos mecanismos serán compartidos por diversos trastornos neurológicos. Este es el caso del autismo, por ejemplo. Se conoce que en este caso también existe un control deficitario en el equilibrio excitatorio/inhibitorio. Pero hay otras alteraciones que explican este complejo trastorno del neurodesarrollo, como es una disregulación de los genes que controlan la expresión de moléculas sinápticas, como las proteínas scaffold, o de moléculas de adhesión.
En el caso del retraso mental, estamos ante un modelo para explicar la alteración de la densidad post-sináptica. Esto incluye todas las proteínas de la membrana post-sináptica que controlan la comunicación interneuronal.
Por último, alteraciones en las vías metabólicas de ciertos neurotransmisores (como la dopamina, la acetilcolina, el GABA…) pueden ocasionar trastornos del movimiento.
Podríamos concluir en que todos los procesos que ocurren a nivel sináptico necesitan una regulación exquisita para poder asegurar en funcionamiento cerebral correcto, que nos permita una interacción positiva, creativa, constructiva, respetuosa y adaptativa con lo que nos rodea. Así es que no podría ser más cierta la frase de: “Tú eres tus sinapsis”.
