Аутизм: теорія «гальмування» поставлена під сумнів

01 Лютого 2019 11:40 Поділитися

Детальне вивчення механізмів розвитку аутизму з використанням 4 тваринних моделей цього захворювання в експерименті ставить під сумнів найбільш поширене припущення про те, які порушення в роботі нейронів головного мозку викликають симптоми захворювання. Результати дослідження були опубліковані в журналі «Neuron».

Аутизм – це складна головоломка. Головний крок у розкритті природи цього захворювання, що був здійснений за останні 10 років, полягав у тому, що було показано, що приблизно 50% усіх випадків аутизму мають генетичну природу. Але це не порушення, що зачіпають якийсь один ген, це сотні генів. Складно зрозуміти, як множинні генні мутації можуть призвести до подібних, але не однакових видів порушень у спектрі, які ми називаємо аутизмом.

Сьогодні поширеною гіпотезою, яка підтверджується багатьма дослідженнями на тваринах, є те, що нейрони в аутичному мозку отримують занадто мало гальмування або занадто велике збудження, що викликає підвищену збудливість. Це надлишкове збудження, як вважають, діє як шум, що перешкоджає нормальній роботі мозку. Такий шум може призвести до характерних симптомів аутизму в людей: проблем із соціальними взаємодіями, дефіцитом мови, повторюваними думками і поведінкою, гіперчутливістю до сенсорних стимулів.

Багато вчених шукають шляхи збільшення загального гальмування нейронів в мозку, щоб спробувати досягти балансу між збудженням і гальмуванням і, таким чином, зменшити вираженість симптомів.

У новому дослідженні, проведеному в Університеті Каліфорнії (University of California), Берклі, США, нейрофізіологи продемонстрували, що зменшення інгібування в мозку піддослідних тварин, зміна балансу між збудженням і гальмуванням взагалі не впливають на передачу сигналу нейронами. Цей змінений баланс, вірогідно, є компенсаторним механізмом, який стабілізує діяльність мозку у відповідь на розлад.

Багато вчених шукають шляхи збільшення інгібування в головному мозку або завдяки лікарським засобам, або з використанням генної терапії, вважаючи, що збільшення інгібування відновить мозок до нормального стану. Але насправді результати нового дослідження свідчать про те, що відсутність гальмування може бути компенсаторним механізмом, який задіює мозок або може бути не пов’язана із симптомами захворювання. А збільшивши гальмування, можна погіршити ситуацію або не вплинути на неї взагалі.

Нове відкриття ставить багато нових питань, зокрема, що насправді викликає зниження гальмування і збільшення збудження, і яку роль ці зміни грають.

У ході експерименту були задіяні групи тварин, кожна з яких мала по одному мутованому гену, асоційованому у людей з розвитком порушень аутичного спектру. У результаті піддослідні тварини демонстрували порушення, схожі на такі, характерні для аутизму у людини, у першу чергу порушення соціальних взаємодій і повторювана поведінка.

За допомогою піддослідних тварин дослідники хочуть перевірити різні стратегії зменшення вираженості симптомів, але перш ніж зробити це, необхідно з’ясувати, що відбувається в мозку і як це призводить до розвитку когнітивних, моторних та поведінкових симптомів аутизму.

Вченими було обрано 4 добре вивчені тваринні моделі розвитку аутизму, кожна з яких мала лише один генетичний  дефект, пов’язаний з розвитком аутизму у людини. У цих тварин дослідники вивчили властивості синапсу і передачу сигналу нейронами для системного тестування теорії балансу інгібування/збудження. У всіх піддослідних тварин рівень процесу інгібування був нижчим, ніж в нормі, але і рівень збудження був також нижчим, хоча і менше, ніж інгібування, що призвело до підвищення коефіцієнта інгібування/збудження. Стандартна гіпотеза передбачає, що це збільшене співвідношення мало призвести до більшої кількості сигналів від нейронів.

Однак, хоча співвідношення збудження/інгібування було вище у піддослідних тварин, ніж у нормі, нейрони підтримували нормальну швидкість передачі сигналу. Це пояснювалося тим, що зміни в гальмуванні та збудженні були точно скоординовані, щоб компенсувати одна одну.

Вчені розглядають це як високоефективне пристосування нейронів до генетичних мутацій, що представляє собою нормальний механізм компенсації мозку для відновлення активності нейронів. Але зниження інгібування може мати небажані вторинні ефекти, які порушують інші аспекти обробки нейронної інформації, такі як налаштування кожного нейрона на певні стимули.

Зміни в коефіцієнті інгібування збудження можуть успішно компенсувати збереження відносно нормальної швидкості передачі сигналу, але побічним ефектом цієї компенсації може бути те, що погіршується точність інформації при кодуванні.

Вчені продовжать свої дослідження, щоб визначити, які інші фактори можуть знижувати гальмування при розладах аутичного спектру. Планується зосередити увагу на піддослідних тваринах, генні мутації у яких на додаток до антисоціальних і повторюваних дій призвели до сенсорних порушень, що також належать до симптомів аутичного спектру, наприклад  гіперчутливість до звуку або дотику.

За матеріалами www.news-medical.net

Цікава інформація для Вас:

Коментарі

Коментарі до цього матеріалу відсутні. Прокоментуйте першим

Добавить свой

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

*

Останні новини та статті