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

  • Adobe

    Gdy „żyła miłości” niedomaga, kobiety unikają seksu

    Jedna żyła może decydować o jakości miesiączek, życiu seksualnym i codziennym komforcie. O „żyle miłości”, jej znaczeniu i nowoczesnym leczeniu opowiada dr n. med. Cezary Szary, flebolog, specjalista radiologii i diagnostyki obrazowej.

  • Adobe

    Komórki macierzyste regenerują połączenia neuronalne

    Jeszcze do niedawna uważano, że mózg po udarze nie jest w stanie się odbudować. Najnowsze badania pokazują jednak coś przełomowego: przeszczepy komórek macierzystych mogą regenerować nie tylko uszkodzoną tkankę, lecz także odtwarzać połączenia neuronalne odpowiedzialne za ruch, mowę i funkcje poznawcze.

  • AdobeStock

    Rola dziadka czy babci może wspierać umysł

    Zajmowanie się wnukami może mieć pozytywny wpływ na zdolności poznawcze i nastrój – wskazują badania. Ważne jest jednak, aby pamiętać o własnym komforcie i się nie przeciążać.

  • AdobeStock

    Internet ma wpływ na wzrost liczby samobójstw wśród młodych dziewcząt

    - Wzrost liczby prób samobójczych wśród dziewcząt wynika z tego, że coraz częściej są one ofiarami przemocy seksualnej i przemocy rówieśniczej. Dziś młodzi ludzie muszą mierzyć się z deepfakami, stają ofiarami przerabianych zdjęć lub filmów z nich udziałem. A pamiętajmy, że młoda dziewczyna wstydzi się, że jest na tych materiałach, więc wstydzi się poprosić o pomoc. Doświadczenie tego typu przemocy jest ogromnym czynnikiem ryzyka przy pojawieniu się myśli samobójczych i prób samobójczych - mówi dr Haszka Witkowska wiceprezes Polskiego Towarzystwa Suicydologicznego.

NAJNOWSZE

  • Szczoteczka za 1000 zł czy dobra technika? Nauka sprawdza, jak skutecznie dbać o zęby

    Dobra higiena jamy ustnej to warunek nie tylko pięknego uśmiechu, ale także zdrowia. Pytanie, jak dobrze myć zęby – czy potrzebna jest elektryczna turbo-szczoteczka za małą fortunę, czy może wystarczy zwyczajna za kilka złotych? Czy używać nici, a może czegoś innego? Płukać, nie płukać?

  • Gdy „żyła miłości” niedomaga, kobiety unikają seksu

  • Kardiolodzy gotowi szkolić się, by usprawnić diagnostykę obrazową serca

  • Chorowanie na nowotwór jest czasochłonne

  • Komórki macierzyste regenerują połączenia neuronalne

  • Adobe Stock

    Osiem dobrych powodów, by nie bać się węglowodanów

    Węglowodany od lat znajdują się na cenzurowanym. Często przedstawia się je jako głównego winowajcę nadwagi, cukrzycy czy „rozchwianej” insuliny. Tymczasem badania naukowe pokazują obraz znacznie bardziej zniuansowany: to nie same węglowodany są problemem, lecz ich jakość, kontekst i ilość. Co więcej, ich eliminowanie może przynieść więcej szkody niż pożytku. 

  • Polscy naukowcy opracowują innowacyjne urządzenia stosowane w kryminalistyce

  • Bulion kolagenowy – płynne złoto dla kości i skóry?

Serwisy ogólnodostępne PAP