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

  • AdobeStock

    Depresja poporodowa to nie tylko sprawa kobiet

    Myśląc o depresji poporodowej, musimy pamiętać, że obok chorej kobiety jest dziecko i to, w jakim stanie psychicznym w czasie ciąży i w okresie poporodowym będzie matka, ma realny wpływ na jego rozwój.

  • Piotr Werewka/PAP

    Prawa półkula mózgu zaczyna dominować

    Współczesny świat wymusza częstsze używanie prawej półkuli mózgu, która odpowiada za odbiór emocji, kreatywność i przetwarzanie informacji na większym poziomie ogólności. A mózg do harmonijnego rozwoju potrzebuje różnorodnych bodźców, nie tylko wąskiej aktywności – zaznacza dr hab. n. hum. Jolanta Panasiuk, językoznawczyni, neurologopedka, prof. Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie i Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie.

  • Pixabay

    Ratownicy i mundurowi też mogą potrzebować wsparcia

    Osoby, które zawodowo pomagają innym, często same potrzebują pomocy. Tymczasem w środowisku służb mundurowych i ratownictwa medycznego wciąż silny jest mit „twardziela”, a rozmowa o trudnościach bywa niesłusznie utożsamiana ze słabością. O infolinii dedykowanej funkcjonariuszom rozmawiamy z Magdaleną Wrzesień, psycholożką oraz koordynatorką Centrum Wsparcia dla Osób Dorosłych w Kryzysie Psychicznym prowadzonym przez Fundację Itaka.

  • Pixabay

    Posiłki z rodziną działają na dzieci jak parasol ochronny

    Tam, gdzie rodziny jedzą razem posiłki, głębokie kryzysy i uzależnienia zdarzają się rzadziej. Wieloletnie badania socjologiczne i medyczne wykazują, że wspólne śniadania, obiady czy kolacje działają jak naturalny bufor ochronny przed zachowaniami ryzykownymi.

NAJNOWSZE

  • PAP/Adam Warżawa

    Roli położnej nie można sprowadzić jedynie do ciąży, porodu, połogu

    W Polsce mamy wystarczająco dużo położnych. Wyzwaniem jest jednak brak równomiernej opieki nad pacjentkami, niewystarczające wykorzystanie kompetencji w obliczu spadku liczby porodówek i urodzeń. Położne nie chcą ograniczać pracy jedynie do sal porodowych, ale towarzyszyć kobietom na każdym etapie życia, wspierać edukację zdrowotną, planowanie rodziny, dbać o profilaktykę – i pozostać odrębnym zawodem.

  • Jama ustna – tu często rodzi się problem nie tylko cielesny

  • Od badania alg do tajemnic ludzkiego mózgu

  • Jak starzeją się nasze geny

  • Sosna, która leczy

  • AdobeStock

    Depresja poporodowa to nie tylko sprawa kobiet

    Myśląc o depresji poporodowej, musimy pamiętać, że obok chorej kobiety jest dziecko i to, w jakim stanie psychicznym w czasie ciąży i w okresie poporodowym będzie matka, ma realny wpływ na jego rozwój.

  • Obserwator – platforma, która skróci kolejkę do programów lekowych?

  • Pogorszenie funkcji poznawczych: co jest normalne, a co jest sygnałem ostrzegawczym

Serwisy ogólnodostępne PAP