Новости и мнения

Четыре набора мышей ставят под сомнение популярную теорию аутизма

Четыре набора мышей ставят под сомнение популярную теорию аутизма

Сигнальный дисбаланс, вызванный слишком большой возбуждающей активностью, может быть следствием любых изменений мозга, которые приводят к аутизму, а не причиной заболевания.

Анализ четырех моделей мышей опровергает некоторые предположения, лежащие в основе «теории дисбаланса сигналов», популярной гипотезы о происхождении аутизма в мозге. Результаты показывают, что дисбаланс является компенсаторным ответом на другие проблемы в мозге, а не основной причиной аутизма.

Теория дисбаланса сигналов гласит, что мозг аутичных людей обладает слишком большой возбуждающей мозговой активностью и недостаточно тормозными сигналами, чтобы противодействовать ей. Теория приводит к тому, что этот дисбаланс вызывает слишком частое срабатывание нейронов и способствует развитию двигательных проблем, сенсорной гиперчувствительности и других аутистических признаков.

Эта гипотеза, впервые предложенная в 2003 году , настолько популярна, что ее часто называют фактом.

Однако новое исследование ставит под сомнение его основные предположения. Исследователи обнаружили перекос сигнального баланса, но не необычно высокий уровень нейронного запуска, или «шипы».

«Это не так просто, как сформулирована классическая гипотеза», – говорит руководитель исследования Дэн Фельдман , профессор нейробиологии в Калифорнийском университете в Беркли. «[Сигналы] изменяются таким образом, что стабилизирует работу мозга, а не создает избыточные пики».

Команда Фельдмана нашла эту закономерность в четырех популярных моделях аутизма: у мышей, у которых отсутствуют гены CNTNAP2 или FMR1 , или отсутствует одна копия TSC2 или область 16 хромосомы, называемая 16p11.2 .

«Наличие нескольких моделей действительно является сильной стороной », – говорит Одри Брумбак , доцент кафедры неврологии и педиатрии в Техасском университете в Остине, который не принимал участия в работе. «Это довольно редко, когда так много моделей изучаются в таких деталях систематически».

Готово, огонь

Команда Фельдмана стимулировала нейроны в срезах мозга из области, которая обрабатывает информацию от мышиных усов. Они регистрировали возбуждающие и тормозящие токи, проходящие от этих нейронов к другим нейронам в ткани.

Все мыши с аутизмом имеют более слабые тормозные токи, чем контроли; некоторые модели также демонстрируют более слабое возбуждение, но эта разница менее заметна. В результате между моделями наблюдается увеличение отношения возбуждения к торможению.

Пока что результаты подтвердили теорию: «Я думал, что это было здорово», – говорит Фельдман. «Я думал, что мы собираемся полностью подтвердить эту гипотезу».

Затем исследователи записали, как часто всплывает нейрон-реципиент. Теория дисбаланса сигналов предсказывает, что эти нейроны должны срабатывать чаще, чем в контроле.

Они обнаружили, что скорострельность такая же, как в контроле.

«Это было полной неожиданностью», – говорит Мишель Антуан , научный сотрудник лаборатории Фельдмана. Исследование появилось 21 января в Neuron .

Стабилизирующее воздействие:

Команда подтвердила свои результаты, измерив нейронную активность у живых мышей CNTNAP2, FMR1 и 16p11.2 в ответ на движения усов. Снова они не обнаружили избыточной стрельбы в области мозга усов.

Озадаченные их результатами, команда Фельдмана продолжила исследование, проводя возбуждающие и тормозные токи через стандартные уравнения, которые моделируют физиологию нервных клеток. Они обнаружили, что разница в сигналах в мозге аутистов относится к типу, который стабилизирует скорости запуска нейронов, а не увеличивает их. Этот стабилизирующий эффект наводит на мысль о компенсаторном ответе, говорит Фельдман.

«Мы знаем, что в мозгу есть встроенные компенсаторные механизмы», – говорит он.

Это также говорит о том, что дисбаланс сигналов является следствием того, что изменения мозга приводят к аутизму, а не причиной состояния, и что он может на самом деле улучшить работу мозга, а не ухудшить его.

Ученые тестируют лекарства, которые, как считается, способствуют торможению и нормализуют сигнальный баланс в мозге аутичных людей. Но если дисбаланс не является основной причиной заболевания, эти лекарства могут иметь небольшую ценность, говорит Менг-Чуан Лай , доцент кафедры психиатрии в Университете Торонто в Канаде, который не принимал участия в работе.

Новые результаты поднимают вопрос: «Будут ли эти лекарства работать так, как мы ожидали?», – говорит Лай.

В исследовании рассматривался только один регион, поэтому результаты должны быть подтверждены в другом месте мозга. Сигнальный дисбаланс может также иметь волновые эффекты, которые затем приводят к аутизму. Разобраться в этих загадках будет дальше, говорит Фельдман.

Эта статья впервые появилась на спектруме 25 февраля.

MW Antoine и соавт., «Повышенный коэффициент ингибирования возбуждения стабилизирует синапс и возбудимость цепи в четырех моделях мышей с аутизмом», Neuron , doi: 10.1016 / j.neuron.2018.12.026, 2019.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *