Πώς ένα γονίδιο επανασυνδέει το κύκλωμα του εγκεφάλου που επηρεάζει τo άγχος

Ερευνητές στο Ινστιτούτο Νευροεπιστημών Max Planck της Φλόριντα ανακάλυψαν πώς η απώλεια ενός γονιδίου που σχετίζεται έντονα με τον αυτισμό και τη μακροκεφαλία επανασυνδέει τα κυκλώματα του εγκεφάλου και αλλοιώνει τη συμπεριφορά των ατόμων. Τα ευρήματά τους, που δημοσιεύθηκαν στο Frontiers in Cellular Neuroscience, αποκαλύπτουν συγκεκριμένες αλλαγές κυκλωμάτων στην αμυγδαλή που προκύπτουν από την απώλεια ενός γονιδίου, που ονομάζεται PTEN, σε ανασταλτικούς νευρώνες, παρέχοντας νέα στοιχεία σχετικά με τις υποκείμενες αλλοιώσεις κυκλωμάτων που συμβάλλουν στον αυξημένο φόβο και το άγχος.

Ειδικότερα, σύμφωνα με το Science Daily, η ομάδα, με επικεφαλής το Δρ. Tim Holford, συνδύασε ένα γενετικό μοντέλο που διέσπασε το PTEN μόνο σε ανασταλτικούς νευρώνες που περιέχουν σωματοστατίνη με μια μοναδική προσέγγιση χαρτογράφησης κυκλωμάτων που είχε αναπτυχθεί προηγουμένως στο εργαστήριο. Αυτή η προσέγγιση μέτρησε τις ηλεκτρικές αποκρίσεις μεμονωμένων νευρώνων στη διαδοχική οπτογενετική ενεργοποίηση εκατοντάδων νευρώνων, επιτρέποντας την ταχεία χαρτογράφηση της συνδεσιμότητας και της ισχύος με την ακρίβεια των ηλεκτρικών καταγραφών και την κλίμακα των προσεγγίσεων απεικόνισης.

«Πρόκειται για μια ισχυρή μέθοδο που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να προσδιορίσουμε αλλαγές στην τοπική συνδεσιμότητα και ισχύ των νευρώνων που προκύπτουν από γενετικές παραλλαγές. Μας ενδιέφερε να αποκαλύψουμε πώς η διαταραχή της σηματοδότησης PTEN σε έναν μόνο τύπο κυττάρου θα άλλαζε τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος επεξεργάζεται τις πληροφορίες και θα συνέβαλε στον ευρύ φαινότυπο των διαταραχών φάσματος του αυτισμού», περιέγραψε ο Δρ. Holford.

Οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν στα κυκλώματα στην κεντρική αμυγδαλή (CeL) και έκαναν σημαντικές ανακαλύψεις. Η έλλειψη του PTEN ειδικά σε ενδιάμεσους νευρώνες που περιέχουν σωματοστατίνη διέκοψε την τοπική ανασταλτική συνδεσιμότητα στην αμυγδαλή κατά περίπου 50% και μείωσε την ισχύ των ανασταλτικών συνδέσεων.

Η ανάλυση συμπεριφοράς του γενετικού μοντέλου έδειξε ότι αυτή η ανισορροπία στη νευρωνική σηματοδότηση συνδεόταν με αυξημένο άγχος και φόβο, αλλά όχι με αλλοιώσεις στην κοινωνική συμπεριφορά ή με εμφάνιση χαρακτηριστικών που παρατηρούνται συνήθως στον αυτισμό. Τα αποτελέσματα όχι μόνο επιβεβαιώνουν ότι η απώλεια PTEN σε αυτόν τον συγκεκριμένο κυτταρικό τύπο μπορεί να προκαλέσει συγκεκριμένες συμπεριφορές παρόμοιες με τον αυτισμό, αλλά παρέχουν επίσης έναν από τους πιο λεπτομερείς χάρτες για το πώς τα τοπικά ανασταλτικά δίκτυα στην αμυγδαλή επηρεάζονται από γενετικές παραλλαγές που σχετίζονται με νευρολογικές διαταραχές. Είναι σημαντικό ότι τα αλλοιωμένα κυκλώματα δεν επηρέασαν όλες τις συμπεριφορές που σχετίζονται με τον αυτισμό οι κοινωνικές αλληλεπιδράσεις παρέμειναν σε μεγάλο βαθμό ως είχαν - υποδηλώνοντας ότι οι συμπεριφορές άγχους και φόβου που σχετίζονται με τον PTEN μπορεί να προέρχονται από συγκεκριμένες αλλαγές στα μικροκυκλώματα.

Απολαμβάνετε το περιεχόμενο μας? Εγγραφείτε στο newsletter μας!

Όπως εξηγεί ο Δρ Holford, «εξετάζοντας τα τοπικά κυκλώματα που κρύβονται πίσω από συγκεκριμένα χαρακτηριστικά, ελπίζουμε να διαφοροποιήσουμε τους ρόλους συγκεκριμένων μικροκυκλωμάτων στο πλαίσιο των νευρολογικών διαταραχών, κάτι που μπορεί κάποια μέρα να βοηθήσει στην ανάπτυξη στοχευμένων θεραπευτικών μεθόδων για συγκεκριμένα γνωστικά και συμπεριφορικά χαρακτηριστικά. Σε μελλοντικές μελέτες, ελπίζουμε να αξιολογήσουμε αυτά τα κυκλώματα σε διαφορετικά γενετικά μοντέλα».