Za dużo połączeń w mózgu autystyka

Uszkodzony gen może odpowiadać za tworzenie się zbyt wielu połączeń w mózgu, co utrudnia komunikację między neuronami. Zjawisko to daje się powiązać z autyzmem.

Rys. Krzysztof "Rosa" Rosiecki
Rys. Krzysztof "Rosa" Rosiecki

Poszukiwanie przyczyn autyzmu jest niewątpliwie jednym z większych wyzwań współczesnej nauki. Po latach badań wiadomo, że jest to problem bardziej złożony niż się początkowo wydawało. Choć nie udało się dotąd wskazać jednego, kluczowego czynnika odpowiedzialnego za tę chorobę, to jednak nasza wiedza o jej mechanizmach rozwoju cały czas się powiększa. Najnowsze badania dowodzą, że przyczyny mogą tkwić w wadliwie działających genach.

Konkretnie, na celowniku uczonych znalazło się sześć genów odpowiadających za przyczepianie białka zwanego ubikwityną do innych białek. Oznaczone ubikwityną białka komórkowe ulegają degradacji. Chodzi o białka błędnie zsyntetyzowane, nieprawidłowo rozmieszczone w komórce lub starzejące się.

W przypadku ludzi z autyzmem zauważono, że część z nich nosi w swoim DNA mutację uniemożliwiającą właściwe funkcjonowanie genów związanych z działaniem ubikwityny. Ale jak dokładnie zmiany te wpływają na działanie mózgu – nie było wiadomo.

Aby uzyskać choć częściową odpowiedź na to pytanie naukowcy z zespołu prof. Azada Bonniego z Washington University School of Medicine przeprowadzili ciekawy eksperyment.

Czy nadmiar synaps jest przyczyną autyzmu?

Zespół prof. Azada Bonniego, chcąc zasymulować uszkodzenie genu, po prostu usunął jeden z nich – zwany RNF8 – z neuronów znajdujących się móżdżku młodych myszy. Móżdżek odpowiada m.in. za zdolność koordynacji ruchów ciała i zachowanie równowagi. Jest też jednym z kluczowych obszarów mózgu związanych z autyzmem, ponieważ niektóre osoby cierpiące z powodu tej choroby mają problemy z koordynacją ruchową.

Okazało się, że neurony, w których nie ma genu RNF8 tworzą aż 50 procent więcej synaps – połączeń między komórkami nerwowymi. I te dodatkowe synapsy działają, przesyłając impulsy elektryczne. W efekcie, siła przesyłanego sygnału jest mniej więcej dwa razy większa niż normalnie.

Adobe Stock

Nie ma jednej przyczyny wystąpienia autyzmu

Na pierwszy rzut oka myszy bez genu, nie miały większych problemów z poruszaniem się, biegały normalnie, a łapki im się nie plątały. Jednak kiedy badacze postanowili nauczyć je nowych reakcji ruchowych na zagrożenie, miały z tym wielki problem.

Naukowcy uczyli myszy kojarzyć dmuchnięcie powietrza w oko z błyskiem światła. Większość gryzoni nauczyła się zamykać oko, w momencie, kiedy światło się pojawiało, by uniknąć późniejszego podrażnienia. Problem z tym miały jedynie zwierzęta bez genu RNF8, które zamykały oko jedynie w przypadku jednej trzeciej testów.

Chaos komunikacyjny w głowie utrudnia naukę

Ale móżdżek odpowiada nie tylko za koordynacje ruchową, lecz także za wyższe funkcje poznawcze, takie jak mowa czy uwaga. Tymczasem autystycy często mają opóźnienia w rozwoju mowy lub też obsesyjnie skupiają swoją uwagę na niektórych przedmiotach.

Naukowcy podkreślają, że istnieje oczywiście wielka różnica pomiędzy myszą, która nie potrafi nauczyć się zamykać oczu, a osobami z autyzmem mającymi problem z komunikacją. Niemniej jednak, zwracają uwagę na to, że zbyt duża liczba połączeń w mózgu może mieć wiele konsekwencji także dla ludzkich zachowań.

- Można by sądzić, że posiadanie większej liczby synaps usprawni pracę mózgu, ale tak się nie dzieje w tym przypadku. Zwiększona liczba synaps powoduje chaos komunikacyjny w rozwijającym się mózgu, co koreluje z problemami z nauką, ale jeszcze nie wiemy jak – mówi prof. Azad Bonni.

Adobe Stock

Czy jesteśmy świadkami eksplozji autyzmu?

Częściej niż kilka dekad temu stawia się dziś diagnozę: „zaburzenia ze spektrum autyzmu”. Dlaczego? Odpowiedź na to pytanie jest bardziej skomplikowana, niż się powszechnie sądzi.

Wyniki opisanych powyżej eksperymentów zespół prof. Bonniego opublikował w „Nature Communication”.

Inne badania tego samego zespołu dowodzą, że także inne geny związane z ubikwityną, powodują tworzenie się zbyt dużej liczby synaps w móżdżku. Naukowcy przyznają jednak, że potrzebują więcej czasu, by dokładnie zrozumieć konsekwencje tych procesów.

Anna Piotrowska (www.zdrowie.pap.pl)

ZOBACZ WIĘCEJ

  • Piotr Werewka/PAP

    Zbyt długa opieka nad innymi może pogarszać funkcje poznawcze

    Jak wynika z badania brytyjskich naukowców, uciążliwe obowiązki opiekuńcze redukują funkcje mózgowe u osób w wieku 50 lat i starszych. Jednocześnie lżejsze obowiązki tego typu mogą być korzystne dla zdolności umysłowych osób w średnim i starszym wieku.

  • Adobe Stock

    Mapa ludzkiego mózgu

    Mapę ludzkiego mózgu zaczęto tworzyć na długo przed rezonansem magnetycznym – zaczęło się od lekarzy, którzy obserwowali pacjentów z uszkodzeniami mózgu i na podstawie utraconych przez nich zdolności próbowali ustalić funkcje poszczególnych obszarów. Dziś naukowcy mogą mapować mózg na wielu poziomach: od całych struktur i połączeń nerwowych aż po pojedyncze komórki i aktywność genów.

  • AdobeStock

    Po chorobie nowotworowej można dalej żyć normalnie

    Diagnoza choroby nowotworowej to niemal zawsze jest trauma dla osoby, która ją usłyszy. „Jest czas przed chorobą, czas choroby i życie po niej – do którego wraca się łatwiej lub trudniej. Jeśli przyjmiemy postawę, że choroba jest tylko incydentem, wtedy nie zdominuje całego naszego życia, a wychodzenie z niej będzie łatwiejsze” – mówi prof. Jacek Jassem, onkolog, który sam chorował na raka.

  • AdobeStock

    Urodowe triki z Tik-Toka w ocenie specjalistów

    „Skin-vestment” czyli inwestowanie w skórę to trend, który króluje obecnie na TikToku i Instagramie. I choć faktycznie niektóre porady pomagają zmniejszyć obrzęki czy wygładzić skórę i raczej nie zaszkodzą, to są też takie, które niebezpiecznie ingerują w wygląd, a nawet zdrowie. Specjaliści ostrzegają, by nie ulegać bezkrytycznie trendom urodowym z mediów społecznościowych i zawsze dokładnie weryfikować kwalifikacje osób wykonujących zabiegi medycyny i chirurgii estetycznej.

NAJNOWSZE

  • Piotr Werewka/PAP

    Zbyt długa opieka nad innymi może pogarszać funkcje poznawcze

    Jak wynika z badania brytyjskich naukowców, uciążliwe obowiązki opiekuńcze redukują funkcje mózgowe u osób w wieku 50 lat i starszych. Jednocześnie lżejsze obowiązki tego typu mogą być korzystne dla zdolności umysłowych osób w średnim i starszym wieku.

  • Zasada mierzenia ciśnienia tętniczego. Na której ręce?

  • Zakaz telefonów w szkołach będzie odbierany jako kara, ale jest konieczny

  • Szpik a długowieczność

  • Mapa ludzkiego mózgu

  • Adobe Stock

    Twarze anemii

    Anemia nie zawsze oznacza niedobór żelaza. Może być skutkiem krwawienia, niedoboru witamin, choroby przewlekłej, problemów ze szpikiem, a nawet nadmiernego rozpadu czerwonych krwinek. Jednym z jej mniej oczywistych rodzajów jest anemia hemolityczna.

  • Skład i pora posiłków wpływają na późniejszy sen

  • Psycholog w szkole powinien być standardem

Serwisy ogólnodostępne PAP