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

    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.

  • Piotr Werewka/PAP

    Kilka zasad przy wyborze zajęć dodatkowych dla dzieci

    Kalendarz uczniów zapełniony jest po brzegi nie tylko lekcjami, ale także zajęciami dodatkowymi. Dla niektórych to spore obciążenie fizyczne i psychiczne. Dlatego rodzice powinni wybierać je rozsądnie, przy współudziale dzieci, by aktywności były zgodne z ich zainteresowaniami i dawały im szanse na regenerację i czas wolny w ciągu tygodnia.

  • AdobeStock

    Tajemnica najstarszej kobiety na świecie

    Najstarsza kobieta na świecie nie miała jednego „genu długowieczności”. Analiza jej DNA ujawniła jednak mechanizmy, które mogły chronić organizm przed skutkami niekorzystnych wariantów genetycznych. To kolejny argument za tym, że wyjątkowo długie życie jest raczej efektem złożonej biologicznej odporności niż działania pojedynczego genu.

  • AdobeStock

    Psycholog szkolny - ważny element zespołu, który może uratować życie

    "Uczniowie naprawdę sami z siebie zaglądają do gabinetów szkolnych psychologów. Szukają wsparcia, rozwiązania problemów – nie tylko tych szkolnych. Psycholog szkolny jest natomiast od tego, by wspierać funkcjonowanie dziecka w szkole lub placówce. Żeby zrobić coś więcej, konieczna jest współpraca szkoły, rodziców i zewnętrznych specjalistów, a z tym bywa problem" – mówi Lucyna Kicińska, ekspertka Polskiego Towarzystwa Suicydologicznego i wiceprezeska Fundacji Życie Warte Jest Rozmowy.

NAJNOWSZE

  • PAP

    Choroba otyłościowa a zdrowie jamy ustnej

    Nie tylko przewlekły stan zapalny tkanek otaczających implant zębowy (periimplantitis) może być przyczyną utraty implantu. Sprawę skomplikować może także choroba otyłościowa, która oznacza m.in. stłuszczenie szpiku kostnego. Jak wpływa na stan i zdrowie jamy ustnej, wyjaśnia dr hab. n. med. Marzena Dominiak, prezydentka Polskiego Towarzystwa Stomatologicznego, laureatka Nagrody Złoty Skalpel.

  • Czy kolagen spowalnia starzenie?

  • Nieoczywiste negatywne skutki zanieczyszczenia powietrza

  • Prawa półkula mózgu zaczyna dominować

  • Przełom w diagnostyce i leczeniu choroby Alzheimera?

  • pixabay

    Nastolatki w spektrum autyzmu gorzej śpią

    Nastolatki w spektrum autyzmu częściej mają problemy ze snem niż ich neurotypowi koledzy. Choć problemy ze snem mają negatywny wpływ na zdrowie, zachowanie, nastrój i funkcje poznawcze, wciąż mało się o nich mówi. Problemy ze snem w spektrum autyzmu mają podłoże biologiczne, sensoryczne i emocjonalne. Ale można im zaradzić.

  • Kilka zasad przy wyborze zajęć dodatkowych dla dzieci

  • Nie tylko laktoza? Mleko A2 może być lepiej tolerowane przez jelita

Serwisy ogólnodostępne PAP