Gęstość zakończeń synaptycznych istoty szarej całego mózgu, wiek i funkcjonowanie intelektualne w schizofrenii: badanie in vivo przy użyciu pozytonowej tomografii emisyjnej z [11C]UCB-J

Dlaczego to badanie mózgu ma znaczenie

Osoby z schizofrenią często mają trudności z myśleniem i pamięcią, a wielu naukowców podejrzewa, że w grę mogą wchodzić drobne połączenia między komórkami mózgu, zwane synapsami. W tym badaniu użyto specjalistycznego skanu mózgu, aby przyjrzeć się synapsom w całym mózgu u żywych osób z schizofrenią oraz u zdrowych ochotników. Postawiono dwa kluczowe pytania: czy w schizofrenii jest mniej tych połączeń i czy mogą one wyjaśniać, dlaczego niektóre osoby osiągają niższe wyniki w testach IQ?

Badanie połączeń mózgowych u żywych osób

Jeszcze do niedawna badacze mogli szczegółowo badać synapsy jedynie na podstawie tkanki mózgowej po śmierci. Zespół zastosował bardziej zaawansowaną metodę — pozytonową tomografię emisyjną (PET) z radioznacznikiem wiążącym się z białkiem występującym w zakończeniach synaptycznych. Śledząc, jak silnie ten znacznik wiązał się w istocie szarej, badacze mogli oszacować ogólną gęstość zakończeń synaptycznych w mózgach 43 osób z schizofrenią oraz 26 zdrowych ochotników w wieku 18–65 lat. Wszyscy również przeszli standardowe testy aktualnego IQ oraz ocenę przewidywanego poziomu inteligencji przed chorobą, opartą na wymowie nieregularnych słów.

Mniej zakończeń synaptycznych, ale nie mniej umiejętności poznawczych

W porównaniu między grupami badacze stwierdzili, że ogólna gęstość zakończeń synaptycznych w istocie szarej była niższa u osób z schizofrenią niż u zdrowych ochotników. Potwierdza to wcześniejsze prace sugerujące, że w schizofrenii dochodzi do rozległej utraty lub zmniejszenia liczby synaps, a nie do zmian ograniczonych do jednego czy dwóch konkretnych obszarów mózgu. Zgodnie z oczekiwaniami, opartymi na wcześniejszych dużych badaniach, osoby z schizofrenią miały też niższe wyniki zarówno w aktualnym IQ, jak i w szacowanym IQ przed zachorowaniem w porównaniu z grupą kontrolną. Jednak gdy zespół szukał związków między gęstością synaptyczną a wynikami intelektualnymi wśród poszczególnych osób, nie znalazł istotnych zależności. Osoby z wyższym wiązaniem znacznika synaptycznego nie osiągały systematycznie lepszych wyników w testach IQ, niezależnie od tego, czy miały schizofrenię, czy nie.

Jak wiek wpływa na synapsy u nas wszystkich

W badaniu przeanalizowano także zależność między wiekiem a gęstością synaptyczną. W całej próbie starsi uczestnicy mieli tendencję do niższego wiązania znacznika synaptycznego w istocie szarej, co sugeruje, że liczba zakończeń synaptycznych stopniowo maleje z wiekiem. Ten wzorzec utrzymywał się zarówno w grupie osób z schizofrenią, jak i w grupie zdrowych, a siła związku z wiekiem była podobna w obu grupach. Innymi słowy, osoby z schizofrenią wydają się podążać normalnym wzorcem starzenia w zakresie utraty zakończeń synaptycznych, mimo że zaczynają z niższego poziomu ogólnego.

Co wyniki mówią o funkcjach poznawczych w schizofrenii

Jedną z nadziei było to, że zmniejszona gęstość synaptyczna pomoże wyjaśnić, dlaczego osoby z schizofrenią często wykazują obniżone funkcje intelektualne, zarówno przed, jak i po wystąpieniu choroby. Jednak brak wyraźnego związku między zakończeniami synaptycznymi a miarami IQ sugeruje, że sytuacja jest bardziej złożona. Badacze rozważyli wiele możliwości, w tym wpływ leków, długość trwania choroby oraz różnice w konkretnych obszarach mózgu, ale główny wynik pozostał niezmienny: globalna gęstość zakończeń synaptycznych nie koreluje z wynikami w szerokich testach zdolności poznawczych.

Ponowne przemyślenie zmian mózgowych i problemów poznawczych

Dla szerokiego odbiorcy zasadnicze przesłanie jest takie, że schizofrenia zdaje się wiązać z globalnym zmniejszeniem liczby drobnych punktów kontaktowych między komórkami mózgu, a te połączenia stopniowo maleją z wiekiem u wszystkich. Jednak ten konkretny rodzaj zmian synaptycznych nie wydaje się być bezpośrednią przyczyną obniżonego IQ w schizofrenii. Zamiast tego inne cechy połączeń mózgowych — takie jak ich plastyczność, sposób przetwarzania sygnałów na synapsach czy zmiany w innych typach komórek — mogą odgrywać większą rolę w problemach z myśleniem i pamięcią. Aby w pełni zrozumieć, dlaczego funkcje poznawcze są zaburzone w schizofrenii, mogą być potrzebne przyszłe narzędzia obrazowania uchwytujące różne aspekty funkcji synaptycznych.

Cytowanie: Onwordi, E.C., Whitehurst, T., Shatalina, E. et al. Whole brain grey matter synaptic terminal density, age and intellectual functioning in schizophrenia: an in vivo [¹¹C]UCB-J positron emission tomography study. Neuropsychopharmacol. 51, 1023–1031 (2026). https://doi.org/10.1038/s41386-026-02349-7

Słowa kluczowe: schizofrenia, gęstość synaptyczna, obrazowanie mózgu, funkcja poznawcza, starzenie się