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 Stock

    Mózg nie jest stworzony do odczuwania nieustannego szczęścia

    Ludzki mózg nie ewoluował do tego, by nieustannie odczuwać szczęście. Jest tak zaprojektowany, byśmy przetrwali żywi do jutra. Przez ostatnie 10 tys. lat funkcje mózgu nie zmieniły się bardzo, ale świat wokół już diametralnie. Aby przeżyć, musimy nauczyć się skupiać, w przeciwieństwie do przodków, którzy musieli reagować nawet na najmniejszy szelest. To rozproszenie dawało im szanse przeżyć kolejny dzień – wynika ze spotkania z dr Andersem Hansenem, psychiatrą i popularyzatorem wiedzy o mózgu.

  • PAP/Kalbar

    Silny wiatr wpływa na serce, metabolizm i psychikę

    Silny, porywisty wiatr zwykle traktujemy jak pogodową niedogodność. Przeszkadza w spacerze, potęguje uczucie chłodu, psuje koncentrację. Rzadko myślimy o nim w kategoriach zagrożenia zdrowotnego. Tymczasem badania naukowe coraz wyraźniej pokazują, że wiatr jest czynnikiem środowiskowym, który realnie oddziałuje na organizm człowieka. I nie chodzi wyłącznie o komfort termiczny, ale o serce, metabolizm, gospodarkę hormonalną i funkcjonowanie psychiki.

  • Adobe Stock

    Hemofilia u dziecka – emocje i rozmowy

    Rozpoznanie hemofilii u dziecka to dla rodziców ogromny szok, za którym stoją często skrajne emocje. To życie w silnym stresie, nieraz z poczuciem winy, strachem przed kolejną wizytą w szpitalu, ukłuciem dziecka. Jak rozmawiać o chorobie i tym, co dzieje się w środku, nie tylko z dzieckiem – opowiada mgr Marta Tulińska, psycholożka ze Specjalistycznego Zespołu Opieki Zdrowotnej nad Matką i Dzieckiem w Poznaniu, współautorka „Poradnika dla rodziców dzieci z hemofilią”.

  • Adobe Stock

    Sen - biologiczny reset

    Sen to jedna z najbardziej tajemniczych aktywności naszego organizmu. Spędzamy na nim około jednej trzeciej życia, a mimo to dokładna biologiczna rola snu wciąż stanowi zagadkę dla nauki. Wiemy jednak coraz więcej o tym, co dzieje się w ciele i mózgu, gdy zasypiamy, oraz jakie konsekwencje ma jakość i długość snu dla zdrowia fizycznego i psychicznego.

NAJNOWSZE

  • Adobe Stock

    Objawy cukrzycy typu 1

    Cukrzyca typu pierwszego rozpoczyna się w dość charakterystyczny sposób. Jakie są jej objawy, odpowiada prof. Tomasz Klupa, kierownik Katedry Chorób Metabolicznych Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie.

  • Choroba Parkinsona – świadomość, wsparcie i realne postępy w leczeniu

    Materiał partnerski
  • Jak ludzki organizm rozpoznaje wroga

  • Medycyna alternatywna w raku piersi zwiększa ryzyko śmierci

  • Mity na temat epilepsji

  • AdobeStock

    Dostęp do leków OTC trzeba uregulować

    Specjaliści alarmują: pozornie bezpieczne, dostępne bez recepty (OTC) syropy na kaszel, tabletki na katar czy leki przeciwbólowe niewłaściwie zażyte stanowią poważne zagrożenie. Zdaniem farmaceutów państwo nie kontroluje pozaaptecznego obrotu lekami, a koszty leczenia powikłań wynikających z ich niewłaściwego stosowania przekroczyły w Polsce w 2022 r. 70 mln zł.

  • Infolinia „Helpline” nie tylko dla osób żyjących z chorobą Alzheimera

  • Mózg nie jest stworzony do odczuwania nieustannego szczęścia

Serwisy ogólnodostępne PAP