По оценкам Центров по контролю и профилактике заболеваний, примерно 1 из 54 детей в США.S. страдаете РАС, широким спектром нарушений развития нервной системы, которые, как считается, вызваны сочетанием генетических факторов и факторов окружающей среды. Хотя исследователи определили некоторые ключевые гены и пути, которые способствуют развитию РАС, биология, лежащая в основе этих расстройств, остается плохо изученной, говорит Питер Цай, М.D., Ph.D., доцент кафедры неврологии и нейротерапии, нейробиологии, педиатрии и психиатрии Юго-западного медицинского центра штата Юта и член Питера О’Доннелла-младшего.
Институт мозга.
Тем не менее, объясняет Цай, одна из ключевых областей мозга, которая вовлечена в дисфункцию РАС, – это мозжечок, часть заднего мозга у позвоночных, который содержит около трех четвертей всех нейронов в организме и традиционно связан с моторным контролем. Недавние исследования Цая и его коллег продемонстрировали, что ингибирование активности в области мозжечка, известной как Rcrus1, может вызывать изменение социального и повторяющегося / негибкого поведения, напоминающее РАС у мышей. Их работа также показала, что стимуляция этой области может спасти социальное поведение в релевантной для РАС модели, но не может улучшить повторяющееся или негибкое поведение.
Вместе эти исследования показали, что дополнительные области мозжечка также могут регулировать повторяющееся и / или негибкое поведение.
Кроме того, оставалось неизвестным, как эти области мозжечка могут регулировать такое поведение, связанное с РАС. Чтобы узнать больше о мозговых цепях, контролирующих это поведение, Цай и его коллеги работали с мышами, генетически модифицированными для снижения активности клеток Пуркинье, специализированных клеток, которые снижают активность других областей мозга.
Когда они исследовали активность остальной части мозга, они увидели повышенную активность в медиальной префронтальной коре (mPFC), другой области, ранее участвовавшей в РАС. Поведенческие тесты показали, что эти животные демонстрировали характерное социальное и повторяющееся / негибкое поведение, напоминающее РАС. Когда исследователи подавили активность mPFC у этих животных, улучшились как социальные нарушения, так и повторяющееся / негибкое поведение.
Поскольку мозжечок и мПФК находятся на противоположных концах мозга, Цай и его коллеги использовали микроскопические изображения, чтобы проследить, как эти области связаны между собой. Они обнаружили специфические связи между Rcrus1 и mPFC у этих животных, при этом снижение активности Rcrus1 приводило к увеличению активности mPFC. Дальнейшее расследование показало, что связь в этом регионе была нарушена не только у этих мышей.
Он также существовал примерно у трети из 94 различных линий мышей, несущих связанные с аутизмом мутации, и у двух независимых групп людей с РАС.
Глядя дальше, чтобы лучше определить анатомические связи между этими областями, исследователи обнаружили, что сигналы от Rcrus1, по-видимому, направляются в mPFC через область, известную как латеральное ядро; однако модуляции этой области было достаточно только для улучшения социального поведения в их генетической модели мыши, в то время как повторяющееся / негибкое поведение оставалось ненормальным. Таким образом, Цай и его коллеги опросили другие области мозжечка и обнаружили, что модуляция другой области мозжечка, связанной с РАС, заднего червя, приводит к улучшению повторяющегося и негибкого поведения.
Затем они спросили, действует ли эта область мозжечка также на mPFC, и обнаружили, что и задний червь, и Rcrus1 сходятся на mPFC через другую промежуточную область, вентромедиальный таламус.
Цай объясняет, что каждая из этих областей может сыграть ключевую роль в потенциальных будущих методах лечения РАС. И поскольку их эксперименты могут улучшить дисфункциональное социальное и повторяющееся / негибкое поведение даже у взрослых животных, это повышает вероятность того, что методы лечения, нацеленные на этот контур у людей, могут улучшить дисфункцию, связанную с аутизмом, даже во взрослом возрасте.
Подобно тому, как электрик может отремонтировать домашнюю электропроводку, когда он или она понимает схему электропроводки, эти результаты дают нам потенциальную надежду на улучшение дисфункциональной активности в цепях, участвующих в ASD, – говорит Цай.
Другие исследователи UTSW, которые внесли свой вклад в это исследование, включают Элизу Келли, Фантао Мэн, Ясаман Каземи, Чонгю Рен, Кристин Очоа Эскамиллу, Дженнифер М. Гибсон, Саназ Саджади, Роберт Дж. Пендри, Томми Тан и Брэд Э. Пфайффер.
Это исследование было выполнено при критическом участии ученых из Университета Торонто, а также Оксфордского, Американского университетов и Университета Джона Хопкинса, среди прочих, при финансовой поддержке Национального института неврологических расстройств и инсульта (NS083733, NS107004, NS095232, и NS105039), Национальный институт психического здоровья (MH116882 и MH094268), Альянс по туберозному склерозу, Министерство обороны, Autism Speaks, Канадские институты исследований в области здравоохранения, Институт мозга Онтарио и Национальные институты здравоохранения (MH106957).