Новое исследование позволяет понять, почему синдром хрупкой Х-хромосомы, наиболее распространенная причина аутизма и умственной отсталости, связан с крайней гиперчувствительностью к звукам, прикосновениям, запахам и визуальным раздражителям, что вызывает сенсорную перегрузку и приводит к социальной изоляции, гиперактивности и т. Д. беспокойство. Исследование, опубликованное Cell Press в выпуске журнала Neuron от 11 февраля, раскрывает ранее неизвестную задержку развития в критическом мозговом контуре, обрабатывающем сенсорную информацию, на мышиной модели синдрома ломкой Х-хромосомы.
Синдром ломкой Х-хромосомы вызван мутацией, которая препятствует выработке белка умственной отсталости ломкой Х-хромосомы (FMRP). Было показано, что FMRP играет ключевую роль в развитии и пластичности нейронов, а потеря FMRP приводит к сложным и серьезно изнурительным симптомам, связанным с синдромом ломкой Х-хромосомы.
"Центральным признаком синдрома ломкой Х-хромосомы является изменение сенсорной обработки, которое проявляется в раннем младенчестве и постепенно ухудшается в детстве," объясняет старший автор исследования, д-р. Анис Контрактор из отделения физиологии Северо-западной медицинской школы Файнберга в Чикаго. "Мало что известно о том, как нарушения в той части мозга, которая обрабатывает сенсорную информацию, называемой сенсорной корой, вносят свой вклад в этот дефицит."
Доктор. Контрактор и его коллеги использовали мышиную модель синдрома ломкой Х-хромосомы, которая проявляет гиперчувствительность к сенсорным стимулам, аналогичную человеческому синдрому, для изучения развития синапсов в сенсорной коре. Синапсы – это места связи между нейронами, и способность мозга правильно обрабатывать поступающую информацию зависит от правильного развития этих структур. Хотя предыдущая работа показала, что существуют явные дефекты в размере, форме и количестве синапсов в сенсорной коре головного мозга хрупких X-мышей, было неясно, оказывают ли аномалии какое-либо функциональное влияние на развитие сенсорной коры.
Во время перинатального развития у нормальной мыши созревание синапсов зависит от активности. Это сенсорное созревание ключевых синапсов должно происходить в нужное время, что называется "критический период." Исследователи обнаружили, что у хрупких X-мышей обнаружено сильно измененное развитие синапсов в той части коры головного мозга мышей, которая обрабатывает сенсорную информацию от усов. Потеря FMRP привела к нарушению регуляции созревания синапсов, так что была задержка нормального окна для синаптической пластичности.
"Точное время наступления критических периодов во время развития коры головного мозга важно для правильной организации синаптических связей и цепей," говорит доктор. Подрядчик. "Отсроченная синхронизация окон пластичности, которые мы наблюдали, может способствовать измененному совершенствованию корковых цепей, которые сохраняются на протяжении всей жизни животного, и способствуют дефициту сенсорной обработки при синдроме ломкой Х-хромосомы."