Ученые из Университета Рутгерс-Ньюарк (Rutgers University-Newark) обнаружили, что, когда ключевой белок, необходимый для генерации новых клеток головного мозга во время внутриутробного и раннего развития ребенка, отсутствует, теряется связь между нейронами, проводя к длительному когнитивному и двигательному нарушению, характерному для расстройств аутистического спектра. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Neuroscience.
Актуальность проблемы
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (Centers for Disease Control and Prevention), примерно у одного из 59 детей в США диагностируется аутизм. Хотя симптомы варьируются, расстройство вызывает трудности в социальном взаимодействии и часто приводит к повторяющемуся поведению, проблемам с речью, с памятью и трудностям в понимании невербальных сигналов. В то время как ученые не имеют четкого ответа о последствиях для мозга при избыточном количестве нейронов, известно то, что аутизм, в первую очередь, ассоциируется с увеличением размера мозга, и некоторые ученые считают, что раннее разрастание мозга может быть маркером расстройства.
«Во время развития мозга происходит согласованная серия событий, которые должны происходить в определенный период развития и в нужном участке мозга, для установления необходимого количества клеток», – комментирует автор исследования Хуан Пабло Занин (Juan Pablo Zanin). «Каждый из этих шагов тщательно регулируется, но при нарушениях поэтапного развития мозга может наблюдаться увеличение или снижение количества нейронных клеток, тем самым влияя на функцию мозга».
Материалы и методы исследования
В ходе исследования ученые изучили белок p75NTR, необходимый для регуляции деления клеток, чтобы определить его точную функцию в развитии мозга. Целью исследования было понять, как эта генетическая мутация способствует отмиранию клеток мозга, и обнаружить, существует ли генетическая связь с аутизмом или неврологическими заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера. Хотя p75NTR не является геном, специфически связанным с аутизмом, он является частью семейства белков, необходимых для развития, функционирования и выживания клеток мозга.
Результаты научного исследования
В исследовании ученые обучали мышей – с белком p75NTR и без него – связывать быстрый поток воздуха с мигающим светом. Результаты исследования показали, что мыши с белком научились мигать и закрывать глаза, когда видели свет, а мыши без белка – нет.
Эксперименты, поставленные на мышиной модели с помощью генной инженерии, позволили обнаружить, что у мышей без белка p75NTR было больше клеток головного мозга, что вызывает проблемы в мозжечке, который регулирует движение и баланс, а также когнитивную функцию, и является одной из ключевых областей мозга, страдающих аутизмом. Другие научные исследования обнаружили тот же дефицит обучения у мышей с мутациями в генах, которые связаны с аутизмом.
Авторы другого исследования установили, что различия в сенсорных мозговых волнах пациентов позволяют диагностировать аутизм.
