神經元突觸的修剪-「我」是如何成為「我」的？
學習了基礎的腦結構、神經元與神經遞質的活動後，我們來講講構建健康神經網路的另一要素：神經元突觸的修剪。
兒童的突觸修剪（Synaptic Pruning）
園丁會定期修剪植物，去掉過多的枝幹，這是為了讓留下的花朵開的更好；同時還要每天澆水施肥，除草除蟲，辛勤的勞動換來滿院的生機勃勃；如果疏於打理，則會枯萎衰敗，雜草叢生。這很容易讓人聯想到我們的大腦的發展歷程。
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在子宮裡，嬰兒的大腦發育由早期前體細胞，向外遷移發展為神經元。在這之後，會長出大量的樹突和軸突，與此同時，對神經元突觸的修剪也在進行著，並且是有選擇性的修剪：多達50%的突觸會凋亡（因為沒有建立起有效連接），那些經常被使用到的神經連接則被塑造得強大和高效。
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突觸修剪的速度在出生到兩歲之間達到頂峰，此後慢慢減緩，在青春期時又會有個小高峰。目前的證據顯示，神經元的修剪和可塑性是貫穿整個生命過程的，這仍然是腦科學家們積極探索的領域。
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如果突觸不被修剪會怎樣？ 過多的無用信息將大腦塞得滿滿的，從接受、傳遞，到搜索、輸出都會出現問題，從而對大腦功能產生重要影響。人類要一代代地適應不斷變化的環境，就要求一個可學習、可變化並且高效的大腦--保留成功的經驗，拋棄那些只會減緩運轉速度的無用信息。
這就好像一個新的城市，它需要鋪設道路以連接所有房屋和建築物。如果採用大腦搭建神經網路的方式，那麼這個新城市首先會瘋狂地鋪設連接一切的道路。造成的後果之一是道路非常多，但仔細觀察的話，有的房子門口可能存在15條通往它的道路，有的只有2條，偶爾會發現有一棟大樓門口沒有任何道路；從A到B，要繞個大圈子，缺乏快捷的通道；有的道路擁擠不堪，有的卻鮮有車輛...... 如何解決這些混亂？隨著時間的推移，有的道路被拓寬，有的需要改道，有的保留原樣，而那些很少被使用道路則移除、清理掉。最後，展現出來的是一幅經過精確設計、巧奪天工的美景，所有的道路都被高效使用，暢通無阻。而事實上，這是經過瘋狂的道路鋪設和「修路」之後的結果。
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自閉症患兒的突觸缺乏修剪
美國哥倫比亞大學醫學中心的一項研究發現，患有自閉症的兒童及成人，大腦皮層中的神經突觸數量過多，這是由於在大腦發育時期修剪過程放緩造成的。研究人員還發現導致突觸修剪缺乏的線索，自閉症兒童的腦細胞充滿了舊的和損壞的組件，而且極為缺乏一種稱為「自我吞噬」的降解途徑。
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突觸修剪的機制
解釋突觸修剪的三種模型是軸突變性、軸突回縮、軸突脫落。在所有情況下，突觸由短暫的軸突末端形成，並且突觸的清除由軸突修剪引起。每個模型都提供了一個不同的方法，其中刪除軸突以清除突觸。
在小規模的軸突喬木修剪中，神經活動被認為是一個重要的調節器，雖然分子機制尚不清楚，但是激素和營養因子被認為是調節大規模定型軸突修剪的主要外在因素。
什麼影響了修剪
炎症
突觸的修剪是通過小膠質細胞的炎症反應進行的。炎症水平需要達到一個動態平衡，既不會修剪過度，也不會修剪不足。
這個過程需要足夠的營養物質進行供能支持，另外，還有很多因素會影響到炎症水平。如ARA（花生四烯酸，一種ω-6脂肪酸）、EPA以及DHA，它們的代謝衍生物對於中樞神經系統的免疫與炎症有著直接的調控和介導，如圖所示：
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睡眠
近年來，越來越多的證據顯示，睡眠期間大腦會進行記憶編輯，對於白天清醒時新形成的突觸，進行有選擇的處理：修剪、強化，以及維持。
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特別是REM睡眠（即快動眼睡眠），被認為與人的記憶鞏固相關，突觸的修剪與可塑性是介導REM依賴的記憶鞏固的重要生物學基礎。其中一項研究表明，「REM睡眠期間樹突棘會發生選擇性的修剪和強化，這種改變與動物的行為學習相關，且由樹突的Ca2+電位介導。」
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其他證據還包括：
大腦發出的電波—在深度睡眠期間，大腦電波呈現減少，研究人員認為這是由於突觸減少而導致的變化。
在老鼠實驗中觀測突觸，發現其表面蛋白質的數量在睡眠期間減少，表明突觸減少。
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睡眠對於我們的意義究竟是什麼？科學家們還在不斷挖掘真相，但保證一個良好的睡眠質量，對於每個人來說都是非常重要的。而相當一部分的自閉症兒童和成人都存在不同程度的睡眠問題，這可能也導致了其神經元突觸在夜間修剪時出現問題。
小結
今天簡要介紹了突觸修剪及其意義，至此，關於構建健康神經網路的三大要素都介紹完畢：
腦部結構（各功能區域）完整；
足夠的神經遞質水平，興奮和抑制系統相互合作，達到穩態；
神經元突觸的修剪功能正常。
腦是一個有機體，從出生到衰老，它的結構和功能都是可以改變的，這就是「神經可塑性」（neuroplasticity），那麼如何使其往「好」的方向去改變呢？下一篇我們繼續展開探討。
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