سیگنال‌های حسی به طور متفاوتی ادغام می‌شوند و نورون‌ها در اوتیسم کمتر نشان داده‌اند

در سندرم X شکننده (FXS)، که شایع‌ترین علت اوتیسم است، سیگنال‌های حسی از دنیای بیرون به‌طور متفاوتی ادغام می‌شوند و باعث می‌شوند که نورون‌های هرمی قشری در مغز کمتر نشان داده شوند.

این نتیجه یک مطالعه جدید توسط تیمی به سرپرستی پروفسور علوم اعصاب دانشگاه مونترال، روبرتو آرایا، بیوفیزیکدان و محقق در مرکز تحقیقاتی CHU Sainte-Justine وابسته به UdeM است.

پدیده‌ای که تیم مشاهده کردند می‌تواند سرنخ‌های مهمی را در مورد علت اصلی علائم FXS ارائه دهد و نه تنها بینشی در مورد مکانیسم در سطح سلولی ارائه می‌کند، بلکه در را به روی اهداف جدیدی برای استراتژی‌های درمانی باز می‌کند.

این مطالعه در 3 ژانویه منتشر شد مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم.

اوتیسم با طیف وسیعی از علائم مشخص می شود که ممکن است از تفاوت در رشد مغز ناشی شود. با ابزارهای تصویربرداری پیشرفته و دستکاری ژنتیکی نورون‌ها، تیم محققان CHU Sainte-Justine توانستند عملکرد تک تک نورون‌ها را مشاهده کنند – به‌ویژه، نورون‌های هرمی لایه 5 قشر مغز – یکی از نورون‌های خروجی اطلاعات اصلی قشر مغز. لایه نازکی از بافت موجود در سطح مغز.

محققان تفاوتی در نحوه پردازش سیگنال های حسی در این نورون ها پیدا کردند.

آرایا می‌گوید: «کار قبلی نشان می‌دهد که اختلالات طیف اوتیسم و ​​FXS با یک قشر بیش از حد تحریک‌پذیر مشخص می‌شوند که به عنوان عامل اصلی حساسیت به محرک‌های حسی مشاهده‌شده در افراد اوتیستیک در نظر گرفته می‌شود.

Diana E. Michell، همکار UdeM او، اولین همکار این مطالعه، اضافه کرد: «با کمال تعجب، نتایج تجربی ما این دیدگاه تعمیم‌یافته را که یک حساسیت بیش از حد جهانی در نئوکورتکس مرتبط با FXS وجود دارد، به چالش می‌کشد». آنها نشان می‌دهند که ادغام سیگنال‌های حسی در نورون‌های قشر مغز در مدل موشی FXS کمتر نشان داده شده است.

تصویر درخت به نشان دادن مورفولوژی و عملکرد نورون های هرمی در سندرم X شکننده کمک می کند. این نورون‌ها یکی از ادغام‌کننده‌های اصلی اطلاعات در قشر مغز هستند، با «شاخه‌ها» و «ریشه‌های» بلند که نمایانگر دندریت‌ها هستند. برجستگی های کوچک “برگ مانند” خارهای دندریتی هستند، جایی که سیناپس های تحریک کننده قرار دارند – یک نورون را به نورون دیگر متصل می کنند. بخش‌های تار تصویر، ادغام و درک تغییر یافته اطلاعات حسی از دنیای بیرون را نشان می‌دهد که توسط دایانا ای. میچل، سولداد میراندا-روتمن و همکارانشان کشف شده است.

یک پروتئین غایب

پروتئینی به نام FMRP که در مغز افراد مبتلا به FXS وجود ندارد، فعالیت یک نوع کانال پتاسیم را در مغز تعدیل می کند. بر اساس کار گروه تحقیقاتی، فقدان این پروتئین است که نحوه ترکیب ورودی‌های حسی را تغییر می‌دهد و باعث می‌شود سیگنال‌هایی که از نورون‌های هرمی قشر قشری در مغز خارج می‌شوند، نمایش داده نشود.

Soledad Miranda-Rottmann، همچنین اولین نویسنده این مطالعه، تلاش کرد تا وضعیت را با تکنیک‌های زیست‌شناسی ژنتیکی و مولکولی اصلاح کند.

او گفت: «حتی در غیاب پروتئین FMRP که عملکردهای متعددی در مغز دارد، ما توانستیم نشان دهیم که چگونه می‌توان نمایش سیگنال‌های حسی را در نورون‌های قشر مغز با کاهش بیان یک مولکول بازیابی کرد.»

آرایا در پایان گفت: «این یافته راه‌هایی را به روی راهبردهای جدید برای ارائه پشتیبانی به افراد مبتلا به FXS و احتمالاً سایر اختلالات طیف اوتیسم برای درک صحیح سیگنال‌های حسی از دنیای خارج در سطح نورون‌های هرمی در قشر مغز باز می‌کند.»

حتی اگر به بازنمایی بیش از حد سیگنال‌های داخلی مغز که باعث بیش‌فعالی می‌شود توجه نشود، نمایش صحیح سیگنال‌های حسی ممکن است برای پردازش بهتر سیگنال‌های دنیای بیرون و یادگیری مناسب‌تر برای تصمیم‌گیری و مشارکت در عمل کافی باشد. ”

“ادغام تغییر یافته ورودی های تحریکی بر روی دندریت های پایه سلول های عصبی هرمی لایه 5 در مدل موشی سندرم X شکننده” در 3 ژانویه 2023 در منتشر شد. مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم.