ในระบบประสาทซินแนปส์^{[ 1 ]}คือโครงสร้างที่ช่วยให้เซลล์ประสาทสามารถแลกเปลี่ยน (รับหรือส่ง) สัญญาณกับเซลล์อื่นที่อยู่ใกล้เคียงได้ ซินแนปส์สามารถจำแนกได้เป็น ซินแนปส์ เคมีหรือ ซินแนปส์ ไฟฟ้าขึ้นอยู่กับกลไกการส่งสัญญาณระหว่างเซลล์ประสาท ในกรณีของซินแนปส์ไฟฟ้าเซลล์ประสาทจะเชื่อมต่อกันแบบสองทิศทางผ่านช่องว่างเชื่อมต่อและมีสภาพแวดล้อมไซโตพลาสมิกที่เชื่อมต่อกัน^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}ซินแนปส์ประเภทนี้เป็นที่ทราบกันดีว่าทำให้เกิดกิจกรรมเครือข่ายแบบซิงโครนัสในสมอง^{[ 5 ]}แต่ก็อาจส่งผลให้เกิดพลวัตระดับเครือข่ายที่ซับซ้อนและวุ่นวายได้เช่นกัน^{[ 6 ] [ 7 ]}ดังนั้น ทิศทางของสัญญาณจึงไม่สามารถกำหนดได้เสมอไปในซินแนปส์ไฟฟ้า^{[ 8 ]}

ไซแนปส์มีความสำคัญต่อการส่งผ่านกระแสประสาทจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังอีกเซลล์ประสาทหนึ่ง^{[ 9 ]}โดยมีบทบาทสำคัญในการทำให้การสื่อสารที่รวดเร็วและตรงไปตรงมาเกิดขึ้นได้โดยการสร้างวงจร นอกจากนี้ ไซแนปส์ยังทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อที่ทั้งการส่งผ่านและการประมวลผลข้อมูลเกิดขึ้น ทำให้เป็นวิธีการสื่อสารที่สำคัญระหว่างเซลล์ประสาท^{[ 10 ]}

ที่ไซแนปส์เยื่อหุ้มพลาสมาของเซลล์ประสาทที่ส่งสัญญาณ ( เซลล์ ประสาทก่อนไซแนปส์ ) จะมาอยู่ชิดกับเยื่อหุ้มของเซลล์เป้าหมาย ( เซลล์ ประสาทหลังไซแนปส์ ) ทั้งบริเวณก่อนไซแนปส์และหลังไซแนปส์มีกลไกโมเลกุล มากมาย ที่เชื่อมโยงเยื่อหุ้มทั้งสองเข้าด้วยกันและดำเนินการส่งสัญญาณ ในไซแนปส์หลายแห่ง ส่วนก่อนไซแนปส์จะอยู่ที่ปลายแอกซอนและส่วนหลังไซแนปส์จะอยู่ที่เดนไดรต์หรือโซมาแอสโทรไซต์ยังแลกเปลี่ยนข้อมูลกับเซลล์ประสาท ตอบสนองต่อกิจกรรมของไซแนปส์ และในทางกลับกันก็ควบคุมการส่งสัญญาณประสาท^{[ 9 ]}ไซแนปส์ (อย่างน้อยไซแนปส์เคมี) จะคงอยู่ในตำแหน่งโดยโมเลกุลยึดเกาะไซแนปส์ (SAMs)โดยยื่นออกมาจากทั้งเซลล์ประสาทก่อนและหลังไซแนปส์ และยึดติดกันตรงบริเวณที่ทับซ้อนกัน SAM อาจช่วยในการสร้างและการทำงานของไซแนปส์ได้เช่นกัน^{[ 11 ]}ยิ่งไปกว่านั้น SAM ยังประสานการสร้างไซแนปส์ โดย SAM หลายประเภททำงานร่วมกันเพื่อให้ได้ความเฉพาะเจาะจงที่น่าทึ่งของไซแนปส์^{[ 10 ] [ 12 ]}โดยพื้นฐานแล้ว SAM ทำหน้าที่ทั้งใน ไซแนปส์ กระตุ้นและไซแนปส์ยับยั้งโดยน่าจะทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการส่งสัญญาณ^{[ 10 ]}

ตามคำจำกัดความแบบดั้งเดิม:

ไซแนปส์คือบริเวณที่กระแสประสาทไฟฟ้าส่งผ่านระหว่างเซลล์ประสาทสองเซลล์ (นิวรอน) หรือระหว่างนิวรอนกับเซลล์ต่อมหรือเซลล์กล้ามเนื้อ (เอฟเฟกเตอร์)

สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าแหล่งกำเนิด ( เซลล์ ก่อนซินแนปส์ ) ของสัญญาณมักจะเป็นเซลล์ประสาท ในขณะที่เป้าหมาย ( เซลล์ หลังซินแนปส์ ) อาจเป็นเซลล์ประสาทหรือเซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์ประสาทก็ได้ อย่างไรก็ตาม ซินแนปส์ที่เซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์ประสาทเป็นแหล่งกำเนิดของสัญญาณนั้นมีอยู่ในระบบประสาทสัมผัส หลายระบบ เช่น ระบบ การได้ยินระบบการทรงตัวหรือ ระบบ สัมผัสซึ่ง เซลล์รับสัญญาณเยื่อ บุผิว เฉพาะทาง จะส่งสัญญาณไปยังเซลล์ประสาท^{[ 13 ]}

Santiago Ramón y Cajalเสนอว่าเซลล์ประสาทไม่ได้ต่อเนื่องกันทั่วร่างกาย แต่ยังคงสื่อสารกันได้ ซึ่งเป็นแนวคิดที่เรียกว่า หลักคำสอน ของเซลล์ประสาท^{[ 14 ]}คำว่า "ไซแนปส์" ถูกนำมาใช้ในปี 1897 โดยCharles Sherrington นักสรีรวิทยาประสาทชาวอังกฤษ ในตำราสรีรวิทยาของMichael Foster ^{[ 1 ]} Sherrington พยายามหาคำที่ดีที่เน้นการรวมกันระหว่างองค์ประกอบสองอย่างที่แยกจากกันและคำว่า "ไซแนปส์" ที่แท้จริงนั้นได้รับการเสนอแนะโดยArthur Woollgar Verrall นักวิชาการคลาสสิกชาวอังกฤษ ซึ่งเป็นเพื่อนของ Foster ^{[ 15 ] [ 16 ]}คำนี้มาจากภาษากรีกsynapsis ( σύναψις ) แปลว่า "การเชื่อมต่อ" ซึ่งมาจากคำว่าsynaptein ( συνάπτειν ) จากsyn ( σύν ) "ร่วมกัน" และhaptein ( ἅπτειν ) "ยึด" ^{[ 15 ] [ 17 ]}

อย่างไรก็ตาม ในขณะที่ช่องว่างไซแนปส์ยังคงเป็นโครงสร้างเชิงทฤษฎี และบางครั้งก็ถูกรายงานว่าเป็นความไม่ต่อเนื่องระหว่างปลายแอกซอนที่ต่อเนื่องกันกับเดนไดรต์หรือตัวเซลล์ วิธีการทางเนื้อเยื่อวิทยาโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แสงที่ดีที่สุดในยุคนั้นไม่สามารถมองเห็นการแยกออกจากกันได้ ซึ่งปัจจุบันทราบกันดีว่ามีระยะห่างประมาณ 20  นาโนเมตรกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนซึ่งมีให้ใช้ได้เฉพาะในช่วงทศวรรษ 1950 เท่านั้น กลายเป็นสิ่งจำเป็นในการแสดงโครงสร้างที่ละเอียดกว่าของไซแนปส์ที่มีเยื่อหุ้มก่อนและหลังไซแนปส์ที่แยกจากกันและขนานกัน รวมถึงกระบวนการต่างๆ และช่องว่างระหว่างทั้งสอง^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

ไซแนปส์เคมีและไซแนปส์ไฟฟ้าเป็นสองวิธีในการส่งสัญญาณผ่านไซแนปส์

• ในไซแนปส์เคมีกิจกรรมทางไฟฟ้าในเซลล์ประสาทก่อนไซแนปส์จะถูกแปลง (ผ่านการกระตุ้นช่องแคลเซียมที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้า ) ไปเป็นการปล่อยสารเคมีที่เรียกว่าสารสื่อประสาทซึ่งจะไปจับกับตัวรับที่อยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์ประสาทหลังไซแนปส์ สารสื่อประสาทอาจเริ่มต้นการตอบสนองทางไฟฟ้าหรือเส้นทางตัวกลางรองที่อาจกระตุ้นหรือยับยั้งเซลล์ประสาทหลังไซแนปส์ได้ ไซแนปส์เคมีสามารถจำแนกได้ตามสารสื่อประสาทที่ปล่อยออกมา ได้แก่กลูตาเมอร์จิก (มักกระตุ้น) GABAergic (มักยับยั้ง) โคลินเนอร์จิก (เช่นรอยต่อประสาทกล้าม เนื้อของสัตว์มีกระดูกสันหลัง ) และอะดรี เนอร์จิก (ปล่อยน อร์ เอพิเนฟริน ) เนื่องจากความซับซ้อนของการส่งสัญญาณ ผ่านตัวรับ ไซแนปส์ เคมีจึงอาจมีผลกระทบที่ซับซ้อนต่อเซลล์ประสาทหลังไซแนปส์
• ในไซแนปส์ไฟฟ้าเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนไซแนปส์และหลังไซแนปส์จะเชื่อมต่อกันด้วยช่องพิเศษที่เรียกว่าช่องว่างเชื่อม ต่อ ซึ่งสามารถส่งผ่านกระแสไฟฟ้าได้ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าในเซลล์ก่อนไซแนปส์เพื่อเหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าในเซลล์หลังไซแนปส์^{[ 21 ] [ 22 ]}อันที่จริง ช่องว่างเชื่อมต่อช่วยอำนวยความสะดวกในการไหลของกระแสไฟฟ้าโดยตรงโดยไม่จำเป็นต้องใช้สารสื่อประสาท รวมถึงโมเลกุลขนาดเล็กเช่นแคลเซียม^{[ 23 ]}ดังนั้น ข้อได้เปรียบหลักของไซแนปส์ไฟฟ้าคือการส่งสัญญาณจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งอย่างรวดเร็ว^{[ 21 ]}
• ไซแนปส์ไฟฟ้าเคมีผสมเป็นไซต์ไซแนปส์ที่มีทั้งช่องว่างเชื่อมต่อและการปล่อยสารสื่อประสาท^{[ 24 ] [ 25 ]}การผสมผสานนี้ทำให้สัญญาณมีทั้งส่วนประกอบที่รวดเร็ว (ไฟฟ้า) และส่วนประกอบที่ช้า (เคมี)

การก่อตัวของวงจรประสาทในระบบประสาทดูเหมือนจะขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ที่สำคัญระหว่างไซแนปส์ทางเคมีและทางไฟฟ้าอย่างมาก ดังนั้นปฏิสัมพันธ์เหล่านี้จึงควบคุมการสร้างการส่งสัญญาณไซแนปส์^{[ 22 ]}การสื่อสารไซแนปส์แตกต่างจากการเชื่อมต่อเอฟฟาปติกซึ่งการสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาทเกิดขึ้นผ่านสนามไฟฟ้าทางอ้อมออโตไซแนปส์คือไซแนปส์ทางเคมีหรือทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเมื่อแอกซอนของเซลล์ประสาทหนึ่งเชื่อมต่อกับเดนไดรต์ของเซลล์ประสาทเดียวกัน

สารสื่อประสาทเป็นโมเลกุลส่งสัญญาณขนาดเล็กที่เก็บไว้ในถุงไซแนปส์ซึ่งมีเยื่อหุ้มล้อมรอบ และถูกปล่อยออกมาผ่านกระบวนการเอ็กโซไซโทซิส การเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าในเซลล์ก่อนไซแนปส์จะกระตุ้นการปล่อยโมเลกุลเหล่านี้ โดยการจับกับช่องไอออนที่ควบคุมโดยสารสื่อประสาท สารสื่อประสาทจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้าในเซลล์หลังไซแนปส์และแพร่กระจายอย่างรวดเร็วข้ามช่องว่างไซแนปส์ เมื่อถูกปล่อยออกมาแล้ว สารสื่อประสาทจะถูกกำจัดอย่างรวดเร็ว ไม่ว่าจะโดยการดูดซึมโดยปลายประสาทที่ผลิตมันขึ้นมา การดูดซึมโดยเซลล์เกลียที่อยู่ใกล้เคียง หรือการย่อยสลายโดยเอนไซม์เฉพาะในช่องว่างไซแนปส์ โปรตีนพาหะสารสื่อประสาทที่ขึ้นอยู่กับ Na ⁺ จำนวนมาก จะรีไซเคิลสารสื่อประสาทและช่วยให้เซลล์สามารถรักษาอัตราการปล่อยที่รวดเร็วได้

ที่ไซแนปส์เคมี ช่องไอออนที่ควบคุมโดยสารส่งสัญญาณมีบทบาทสำคัญในการแปลงแรงกระตุ้นทางเคมีภายนอกเซลล์ให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว ช่องเหล่านี้ตั้งอยู่ในเยื่อหุ้มพลาสมาของเซลล์หลังไซแนปส์ในบริเวณไซแนปส์ และจะเปิดชั่วคราวเพื่อตอบสนองต่อการจับตัวของโมเลกุลสารส่งสัญญาณประสาท ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงชั่วขณะในความสามารถในการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ นอกจากนี้ ช่องที่ควบคุมโดยสารส่งสัญญาณยังมีความไวต่อศักย์เยื่อหุ้มเซลล์น้อยกว่าช่องที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้า ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงไม่สามารถสร้างการกระตุ้นที่ขยายตัวเองได้ อย่างไรก็ตาม ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแบบค่อยเป็นค่อยไปในศักย์เยื่อหุ้มเซลล์เนื่องจากความสามารถในการซึมผ่านในบริเวณนั้น ซึ่งได้รับอิทธิพลจากปริมาณและระยะเวลาของสารส่งสัญญาณประสาทที่ปล่อยออกมาที่ไซแนปส์^{[ 26 ]}

เมื่อไม่นานมานี้ พบว่าแรงตึงเชิงกล ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ไม่เคยคิดว่าเกี่ยวข้องกับการทำงานของไซแนปส์ จำเป็นสำหรับการทำงานของเซลล์ประสาทในฮิปโปแคมปัส^{[ 29 ]}

สารสื่อประสาทจะจับกับตัวรับไอโอโนโทรปิกบนเซลล์ประสาทหลังไซแนปส์ ทำให้เกิดการเปิดหรือปิดของตัวรับเหล่านั้น^{[ 27 ]}การเปลี่ยนแปลงปริมาณของสารสื่อประสาทที่ปล่อยออกมาจากเซลล์ประสาทก่อนไซแนปส์อาจมีบทบาทในการควบคุมประสิทธิภาพของการส่งสัญญาณไซแนปส์ อันที่จริง ความเข้มข้นของแคลเซียมในไซโตพลาสซึมมีส่วนเกี่ยวข้องในการควบคุมการปล่อยสารสื่อประสาทจากเซลล์ประสาทก่อนไซแนปส์^{[ 30 ]}

การส่งผ่านสารเคมีเกี่ยวข้องกับกระบวนการหลายขั้นตอนต่อเนื่องกัน:

1. การสังเคราะห์สารสื่อประสาทภายในเซลล์ประสาทก่อนซิแนปส์
2. การบรรจุสารสื่อประสาทลงในถุงเก็บสารหลั่ง
3. ควบคุมการปล่อยสารสื่อประสาทเข้าสู่ช่องว่างไซแนปส์
4. การจับตัวกันของสารสื่อประสาทกับตัวรับหลังไซแนปส์
5. ยุติการทำงานของสารสื่อประสาทที่ปล่อยออกมา^{[ 31 ]}

การทำงานของเซลล์ประสาทขึ้นอยู่กับขั้วของเซลล์โครงสร้างที่โดดเด่นของเซลล์ประสาทช่วยให้ศักยภาพการกระทำเดินทางเป็นทิศทาง (จากเดนไดรต์ไปยังตัวเซลล์ตามแอกซอน) และสัญญาณเหล่านี้จะถูกรับและส่งต่อไปยังเซลล์ประสาทหลังไซแนปส์หรือรับโดยเซลล์ตัวรับผล เซลล์ประสาทถูกนำมาใช้เป็นแบบจำลองสำหรับการสร้างขั้วของเซลล์มานานแล้ว และกลไกที่อยู่เบื้องหลังการกำหนดตำแหน่งแบบมีขั้วของโมเลกุลไซแนปส์นั้นมีความน่าสนใจเป็นพิเศษ การส่งสัญญาณ PIP2ที่ควบคุมโดยIMPaseมีบทบาทสำคัญในขั้วของไซแนปส์

ฟอสโฟอิโนซิไทด์ ( PIP , PIP2 และPIP3 ) เป็นโมเลกุลที่แสดงให้เห็นว่ามีผลต่อขั้วของเซลล์ประสาท^{[ 32 ]}ยีน ( ttx-7 ) ถูกระบุในCaenorhabditis elegansซึ่งเข้ารหัสไมโอ -อิโนซิทอลโมโนฟอสเฟต (IMPase) ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่สร้างอิโนซิทอลโดยการกำจัด ฟอสเฟตออกจาก อิโนซิทอลฟอสเฟตสิ่งมีชีวิตที่มี ยีน ttx-7 กลายพันธุ์ แสดงให้เห็นถึงความบกพร่องทางพฤติกรรมและการกำหนดตำแหน่ง ซึ่งได้รับการแก้ไขโดยการแสดงออกของ IMPase สิ่งนี้ทำให้สรุปได้ว่า IMPase จำเป็นสำหรับการกำหนดตำแหน่งที่ถูกต้องของส่วนประกอบโปรตีนไซแนปส์^{[ 33 ] [ 34 ]}ยีนegl-8เข้ารหัสโฮโมล็อกของฟอสโฟลิเปส C β (PLCβ) ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ตัด PIP2 เมื่อttx-7กลายพันธุ์มีegl-8 กลายพันธุ์ด้วย ข้อบกพร่องที่เกิดจาก ยีน ttx-7 ที่ผิดพลาด ส่วนใหญ่จะถูกแก้ไข ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการส่งสัญญาณ PIP2 สร้างตำแหน่งแบบมีขั้วของส่วนประกอบไซแนปส์ในเซลล์ประสาทที่มีชีวิต^{[ 33 ]}

การควบคุม การปล่อย สารสื่อประสาทโดยตัวรับที่เชื่อมต่อกับโปรตีนจี (GPCRs) เป็นกลไกสำคัญในระดับก่อนซิแนปส์สำหรับการควบคุมการส่งสัญญาณประสาทการกระตุ้น GPCRs ที่อยู่บริเวณปลายประสาทก่อนซิแนปส์สามารถลดโอกาสในการปล่อยสารสื่อประสาทได้ ภาวะการกดการทำงานก่อนซิแนปส์นี้เกี่ยวข้องกับการกระตุ้นโปรตีนจีชนิดGi/oซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกลางในกลไกการยับยั้งต่างๆ รวมถึงการยับยั้งช่องแคลเซียมที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าการกระตุ้นช่องโพแทสเซียมและการยับยั้งกระบวนการ หลอมรวมของ ถุงบรรจุสารสื่อประสาท โดยตรง

เอนโดแคนนาบินอยด์ซึ่งถูกสังเคราะห์และปล่อยออกมาจาก องค์ประกอบ เซลล์ประสาท หลังไซแนปส์ และตัวรับ ที่เกี่ยวข้อง รวมถึง ตัวรับ CB1 (GPCR) ที่ตั้งอยู่ที่ปลายประสาทก่อนไซแนปส์ มีส่วนเกี่ยวข้องในการปรับเปลี่ยนนี้โดย กระบวนการ ส่งสัญญาณย้อนกลับซึ่งสารประกอบเหล่านี้จะถูกสังเคราะห์และปล่อยออกมาจากองค์ประกอบเซลล์ประสาทหลังไซแนปส์และเดินทางกลับไปยังปลายประสาทก่อนไซแนปส์เพื่อออกฤทธิ์ต่อตัวรับ CB1 สำหรับการกดไซแนปส์ในระยะสั้นหรือระยะยาว ซึ่งทำให้การปล่อยสารสื่อประสาทลดลงในระยะสั้นหรือระยะยาว^{[ 35 ]}

ยาต่างๆ ถือเป็นเป้าหมายสำคัญของช่องไอออนที่ควบคุมโดยสารสื่อประสาทมานานแล้ว ยาส่วนใหญ่ที่ใช้รักษาโรคจิตเภท โรควิตกกังวล โรคซึมเศร้า และโรคนอนไม่หลับ ออกฤทธิ์ที่ไซแนปส์ทางเคมี และยาหลายชนิดทำงานโดยการจับกับช่องที่ควบคุมโดยสารสื่อประสาท ตัวอย่างเช่น ยาบางชนิด เช่น บาร์บิทูเรตและยากล่อมประสาท จะจับกับตัวรับ GABA และเพิ่มผลยับยั้งของสารสื่อประสาท GABA ดังนั้น ความเข้มข้นของ GABA ที่ลดลงจึงทำให้ช่องCl⁻ ^{เปิด ออกได้}

นอกจากนี้ ยาออกฤทธิ์ต่อจิตประสาทอาจกำหนดเป้าหมายส่วนประกอบกลไกการส่งสัญญาณประสาทอื่นๆ ได้อีกด้วย ในความเป็นจริง สารสื่อประสาทจำนวนมากถูกปล่อยออกมาโดย ตัวพาที่ขับเคลื่อนด้วย Na ⁺และถูกกำจัดออกจากช่องว่างประสาทในภายหลัง การยับยั้งตัวพาเหล่านี้จะทำให้การส่งสัญญาณประสาทแข็งแกร่งขึ้นเนื่องจากการทำงานของสารสื่อประสาทนั้นยาวนานขึ้น ตัวอย่างเช่น Prozac เป็นยาต้านอาการซึมเศร้าที่ออกฤทธิ์โดยการป้องกันการดูดซึมของสารสื่อประสาทเซโรโทนิน นอกจากนี้ ยาต้านอาการซึมเศร้าอื่นๆ ยังออกฤทธิ์โดยการยับยั้งการดูดซึมกลับของทั้งเซโรโทนินและนอร์เอพิเนฟริน^{[ 26 ]}

ในปลายประสาท ถุงไซแนปส์จะถูกสร้างขึ้นอย่างรวดเร็วเพื่อชดเชยการลดลงอย่างรวดเร็วในระหว่างการปล่อยสารสื่อประสาท การสร้างถุงไซแนปส์เกี่ยวข้องกับการแยกโปรตีนเยื่อหุ้มถุงไซแนปส์ออกจากโปรตีนเซลล์อื่นๆ และบรรจุโปรตีนที่แตกต่างกันเหล่านั้นลงในถุงที่มีขนาดเหมาะสม นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับการนำโปรตีนเยื่อหุ้มถุงไซแนปส์จากเยื่อหุ้มพลาสมาเข้าสู่เซลล์^{[ 36 ]}

คำว่า ซินาปโทบลาสติกและซินาปโทคลาสติกหมายถึงกิจกรรมการสร้างและการทำลายซินาปส์ภายในห่วงโซ่การส่งสัญญาณทางชีวเคมี คำศัพท์นี้เกี่ยวข้องกับโปรโตคอลเบรเดเซนสำหรับการรักษาโรคอัลไซเมอร์ซึ่งมองว่าโรคอัลไซเมอร์เป็นความไม่สมดุลระหว่างกระบวนการเหล่านี้ ณ เดือนตุลาคม 2566 การศึกษาเกี่ยวกับโปรโตคอลนี้ยังมีขนาดเล็กและได้ผลลัพธ์เพียงเล็กน้อยภายใต้กรอบการควบคุมที่เป็นมาตรฐาน

ด้วยเหตุผลทางเทคนิค โครงสร้างและหน้าที่ของไซแนปส์จึงมักได้รับการศึกษาโดยใช้แบบจำลองไซแนปส์ขนาดใหญ่ผิดปกติ ตัวอย่างเช่น:

• ไซแนปส์ยักษ์ของปลาหมึก
• จุดเชื่อมต่อประสาทกล้ามเนื้อ (NMJ) เป็นไซแนปส์โคลินเนอร์จิกในสัตว์มีกระดูกสันหลัง และเป็นไซแนปส์กลูตาเมอร์จิกในแมลง
• กลีบซีเลียในปมประสาทซีเลียของลูกไก่^{[ 41 ]}
• กลีบดอกที่อยู่ภายในก้านสมอง
• ไซแนปส์แบบริบบิ้นในเรตินา
• ไซแนปส์ แบบคอลลาเทอรัลของชาฟเฟอร์ในฮิปโปแคมปัสไซแนปส์เหล่านี้มีขนาดเล็ก แต่เซลล์ประสาทก่อนและหลังไซแนปส์แยกออกจากกันอย่างชัดเจน (CA3 และ CA1 ตามลำดับ)

ไซแนปส์ทำหน้าที่เป็นกลุ่มภายในเครือข่ายสมองเฉพาะเพื่อควบคุมปริมาณกิจกรรมของเซลล์ประสาท ซึ่งจำเป็นต่อความจำ การเรียนรู้ และพฤติกรรม ดังนั้น การทำงานที่ผิดปกติของไซแนปส์อาจส่งผลเสียได้ อันที่จริง การเปลี่ยนแปลงในระบบโมเลกุลภายในเซลล์หรือการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการทางชีวเคมีของสิ่งแวดล้อมสามารถนำไปสู่การทำงานที่ผิดปกติของไซแนปส์ได้ ไซแนปส์เป็นหน่วยหลักของการถ่ายโอนข้อมูลในระบบประสาท และการสร้างการเชื่อมต่อไซแนปส์ที่ถูกต้องในระหว่างการพัฒนาเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของสมองตามปกติ นอกจากนี้ การกลายพันธุ์หลายอย่างยังเชื่อมโยงกับความผิดปกติทางพัฒนาการของระบบประสาท และการทำงานที่บกพร่องในตำแหน่งไซแนปส์ต่างๆ เป็นลักษณะเด่นของโรคทางระบบประสาทเสื่อม

ความบกพร่องของไซแนปส์มีความสัมพันธ์โดยตรงกับโรคทางระบบประสาทที่ปรากฏขึ้นในวัยเด็ก เช่น กลุ่มอาการออทิสติก (ASD) โรคจิตเภท (SCZ) และโรคอารมณ์สองขั้ว (BP) ในทางกลับกัน ในโรคความเสื่อมที่เกิดขึ้นในวัยผู้ใหญ่ เช่น โรคอัลไซเมอร์ (AD) โรคพาร์กินสัน (PD) และโรคฮันติงตัน (HD) เชื่อกันว่าความผิดปกติของไซแนปส์เป็นผลลัพธ์สุดท้ายที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของกระบวนการทางพยาธิสรีรวิทยาที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง โรคเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะคือการสูญเสียการทำงานของสมองและพฤติกรรมอย่างค่อยเป็นค่อยไป และการสูญเสียเนื้อเยื่อสมองอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ ความเสื่อมเหล่านี้ส่วนใหญ่เชื่อมโยงกับการสะสมของโปรตีนในเซลล์ประสาทอย่างค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งองค์ประกอบของโปรตีนอาจแตกต่างกันไปตามพยาธิสภาพ แต่ทั้งหมดล้วนมีผลเสียต่อความสมบูรณ์ของเซลล์ประสาทเหมือนกัน นอกจากนี้ จำนวนการกลายพันธุ์จำนวนมากที่เชื่อมโยงกับโครงสร้างและหน้าที่ของไซแนปส์ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงของหนามเดนไดรต์ในเนื้อเยื่อหลังการเสียชีวิต ทำให้เกิดความเชื่อมโยงระหว่างความบกพร่องของไซแนปส์กับความผิดปกติทางระบบประสาท เช่น ออทิสติกสเปกตรัม (ASD) และโรคจิตเภท (SCZ) ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือพฤติกรรมหรือความสามารถทางปัญญาที่ผิดปกติ

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเข้าถึงเนื้อเยื่อของมนุษย์ในระยะหลังมีจำกัด และขาดการประเมินส่วนประกอบที่สำคัญของโรคของมนุษย์อย่างละเอียดในแบบจำลองสัตว์ทดลองที่มีอยู่ จึงทำให้ยากที่จะเข้าใจต้นกำเนิดและบทบาทของความผิดปกติของไซแนปส์ในความผิดปกติทางระบบประสาทได้อย่างสมบูรณ์^{[ 42 ]}

• 
  แผนภาพแสดงโครงสร้างของไซแนปส์ โปรดดูเวอร์ชันแบบโต้ตอบได้ที่ learnbio.org
• 
  ไซแนปส์ในระบบประสาทส่วนกลางโดยทั่วไป
• 
  วงจรของไซแนปส์และถุงบรรจุสารสื่อประสาท
• 
  องค์ประกอบหลักในการส่งสัญญาณประสาททางเคมี