Naukowcy przyjrzeli się synapsom w żywym mózgu
Synapsy to miejsca, w których komórki nerwowe przekazują sobie informacje. Dzięki nim neurony mogą tworzyć rozbudowane sieci odpowiedzialne m.in. za pamięć, emocje, myślenie czy przetwarzanie bodźców.
Ich badanie u żywego człowieka nie jest jednak proste. Zwykłe badanie rezonansem magnetycznym może pokazać budowę mózgu i różnice w objętości jego poszczególnych części, ale nie pozwala bezpośrednio ocenić gęstości synaps.
Autorzy pracy „Widespread synaptic density loss in schizophrenia follows molecular and network architecture”, opublikowanej 25 czerwca 2026 r. w czasopiśmie Molecular Psychiatry, wykorzystali w tym celu pozytonową tomografię emisyjną PET ze znacznikiem [11C]UCB-J. Łączy się on z białkiem SV2A występującym w pęcherzykach synaptycznych i jest wykorzystywany jako wskaźnik gęstości zakończeń presynaptycznych.
W badaniu uczestniczyły 122 osoby:
- 29 osób ze zdiagnozowaną schizofrenią,
- 93 zdrowe osoby stanowiące grupę kontrolną.
Gęstość synaptyczna była niższa w wielu częściach mózgu
Porównanie obu grup wykazało rozległy wzorzec niższej gęstości synaptycznej u osób ze schizofrenią. Szczególnie widoczne różnice pojawiały się m.in. w obszarach:
- czołowych,
- skroniowych,
- zakrętu obręczy,
- wzgórza,
- prążkowia,
- hipokampa.
Istotne zmiany odnotowano także w innych częściach mózgu, w tym w móżdżku. Wielkość różnic między grupami w poszczególnych obszarach była od umiarkowanej do dużej.
Najbardziej charakterystyczny okazał się jednak podział między półkulami.
Lewa półkula była znacznie silniej dotknięta niż prawa. Różnica asymetrii osiągnęła w analizie wielkość efektu Cohena D = 1,14 i była statystycznie istotna.
To ważna obserwacja, ponieważ pokazuje, że zmiany synaptyczne związane ze schizofrenią nie muszą być rozmieszczone równomiernie w całym mózgu.
MRI pokazywało coś innego
Naukowcy sprawdzili również, czy rozmieszczenie niższej gęstości synaptycznej odpowiada zmianom objętości istoty szarej wykrywanym za pomocą MRI.
Okazało się, że oba wzorce przestrzenne nie pokrywały się ze sobą.
Może to oznaczać, że zmniejszenie gęstości synaptycznej i zmiany anatomiczne widoczne w rezonansie nie są po prostu dwoma sposobami obrazowania tego samego procesu. To również pokazuje, dlaczego wykorzystanie PET może dostarczać informacji, których nie daje standardowe obrazowanie strukturalne mózgu.
Znaczenie może mieć chemia poszczególnych obszarów mózgu
Badacze zauważyli jeszcze jedną zależność. Regiony lewej półkuli, w których występowały większe różnice w gęstości synaptycznej, miały charakterystyczny profil neurochemiczny.
Wzorzec był związany z typowym rozmieszczeniem kilku rodzajów receptorów, m.in.:
- GABA,
- serotoninowych 5-HT2A,
- serotoninowych 5-HT1B,
- metabotropowych receptorów glutaminianu mGluR5.
Nie oznacza to jednak, że naukowcy wykazali, iż konkretny neuroprzekaźnik odpowiada za utratę synaps. Analiza pokazuje przede wszystkim zależność przestrzenną: niektóre regiony o określonych właściwościach neurochemicznych mogą być bardziej podatne na zmiany.
Czy zmiany mogą rozprzestrzeniać się po sieci połączeń?
Autorzy poszli jeszcze krok dalej i wykorzystali komputerowy model dyfuzji sieciowej.
Model symulował, jak hipotetyczny proces patologiczny mógłby rozprzestrzeniać się pomiędzy częściami mózgu połączonymi drogami istoty białej. Każdy z setek regionów był kolejno traktowany jako możliwy punkt początkowy.
Najlepsze dopasowanie do rzeczywistego wzorca uzyskano dla obszarów lewej półkuli, szczególnie wieczka czołowego/przedniej części wyspy oraz zakrętu skroniowego środkowego.
Autorzy wskazują więc, że zmiany synaptyczne mogą rozwijać się zgodnie z architekturą istniejących połączeń między regionami mózgu.
Nie oznacza to jednak, że odkryto miejsce, w którym schizofrenia „zaczyna się”.
To wynik modelowania komputerowego, a nie bezpośrednia obserwacja procesu rozprzestrzeniającego się w czasie.
Badanie nie pokazuje, kiedy pojawiają się zmiany
To jedno z najważniejszych ograniczeń pracy. Osoby ze schizofrenią uczestniczące w badaniu chorowały przewlekle. Badacze wykonali obrazowanie w określonym momencie, a nie obserwowali tych samych osób od okresu przed wystąpieniem choroby przez kolejne lata.
Nie można więc stwierdzić, czy niższa gęstość synaptyczna:
- pojawia się jeszcze przed pierwszymi objawami,
- rozwija się w początkowym okresie choroby,
- czy narasta wraz z jej trwaniem.
Autorzy zaznaczają również, że grupa pacjentów była w większości męska, podczas gdy grupa kontrolna była bardziej zrównoważona pod względem płci. W analizach uwzględniono płeć, ale nie można całkowicie wykluczyć jej wpływu na wyniki.
Synapsy mogą być ważnym elementem biologii schizofrenii
Hipoteza mówiąca o roli nieprawidłowości synaptycznych w schizofrenii nie jest nowa. Wskazywały na nią wcześniej m.in. badania genetyczne, badania pośmiertne oraz mniejsze analizy obrazowe.
Nowa praca pokazuje jednak znacznie szerzej, gdzie w żywym mózgu występują różnice w gęstości zakończeń synaptycznych i w jaki sposób ich rozmieszczenie może wiązać się z neurochemią oraz siecią połączeń mózgowych.
To nadal nie daje prostego wyjaśnienia przyczyn schizofrenii ani gotowego celu leczenia. Może jednak pomóc lepiej zrozumieć biologiczne mechanizmy choroby.
Kolejnym krokiem mają być badania pokazujące, jak gęstość synaptyczna zmienia się wraz z czasem i leczeniem. Dopiero obserwowanie pacjentów na kolejnych etapach choroby pozwoli odpowiedzieć na pytanie, czy widoczny obecnie wzorzec jest przyczyną, skutkiem czy częścią rozwijającego się procesu chorobowego.
- Sidhant Chopra i wsp., Widespread synaptic density loss in schizophrenia follows molecular and network architecture, Molecular Psychiatry, 2026.
- Rutgers University, komunikat dotyczący badania, 20 sierpnia 2026 r.
