На примере плодовой мушки Drosophila – мощной модели для изучения нейробиологии – исследователи показали, что потеря белка, известного как нейрофибромин 1, вызывает у взрослых самцов мух социальные нарушения. Исследователи также показали, что этот дефицит связан с первичным нарушением в небольшой группе периферических нейронов, контролирующих внешние стимулы, такие как запах и прикосновение, которые передаются в мозг.
"Эти данные повышают вероятность того, что корень проблемы не в ошибках самого мозга. Это нарушенный поток информации от периферии к мозгу, на который мы должны обратить более пристальное внимание », – сказал старший автор Мэтью Кайзер, доктор медицинских наук, доцент кафедры психиатрии Медицинской школы Перельмана при Университете им.
Пенсильвания. "Полученные данные должны помочь направить поле деятельности к терапевтическим целям обработки сенсорной информации, которые, в случае их эффективности, могут быть трансформирующими для пациентов, страдающих этими расстройствами."
У людей потеря нейрофибромина 1 связана с нейрофиброматозом 1 типа (NF1), расстройством нервного развития с высокой частотой РАС, но как эта потеря приводит к социальным дефицитам, неизвестно. Прошлые исследования также показали связь между периферической сенсорной системой и социальным дефицитом; однако это первое исследование, в котором изучается функция нейрофибромина.
До 50 процентов детей с NF1 относятся к спектру аутизма, и у них в 13 раз больше шансов проявить сильно выраженные симптомы РАС, включая социальные и коммуникативные нарушения, повышенную изоляцию и издевательства, трудности с социальными задачами и чувствительность к звуку или свету.
Все эти симптомы связаны с трудностями при обработке сенсорной информации. Например, обработка лица и взгляда делает такой социальный жест, как зрительный контакт, чрезвычайно трудным.
Команда, возглавляемая докторантом Пенна Эмилией Москато, доктором философии, использовала генетически измененных мух, чтобы показать, что потеря нейрофибромина привела к снижению социального поведения ухаживания и ошибкам во вкусовых сенсорных нейронах, называемых ppk23, которые, как известно, координируют такое поведение.
Эти поведенческие дефициты проистекают из постоянной роли нейрофибромина в координации социальных функций у взрослых, а не в управлении развитием социальных поведенческих нейронных цепей.
В частности, мониторинг нейронной активности мутантных мух in vivo показал снижение активации сенсорных нейронов в ответ на специфические феромональные сигналы, которые затем нарушили правильную функцию нижележащих нейронов головного мозга, которые определяют социальные решения.
Нарушение также привело к стойким изменениям в поведении мух, выходящих за рамки самого социального взаимодействия, что позволяет предположить, что кратковременная сенсорная ошибка может иметь долгосрочные последствия для поведения.
Затем исследователи стремятся лучше понять, как эта мутация приводит к нарушению мозговой деятельности и, в конечном итоге, поведения, связанного с РАС и NF1.
Они также надеются протестировать различные лекарства на животных моделях, чтобы выявить новые соединения, которые могут восстановить социальное поведение.
«Обработка сенсорных данных – это легко проверяемая точка входа в социальную поведенческую дисфункцию, – сказал Кайзер, – поэтому результаты этих экспериментов могут быстро повлиять на клинические условия."
Соавторами исследования являются Москато Пенна и Кристин Дубоуи, а также Джеймс А. Уокер Массачусетской больницы общего профиля.
Эта работа была поддержана премией за экспериментальное исследование Фонда инициативы по раннему вмешательству в области аутизма МакМорриса, премией Burroughs Wellcome Career Award для ученых-медиков, грантом Национального института здравоохранения (DP2 NS111996) и премией NIH за разработку новой программы исследований в области умственной отсталости и нарушений развития.
Центр детской больницы Филадельфии / Пенн (U54 HD086984).