Исследование специалистов Института нейронаук Общества Макса Планка во Флориде показало, что в основе тревожности и страха, которые часто встречаются при расстройствах аутистического спектра (РАС) могут лежать местные нарушения тормозящих связей в миндалевидном теле мозга.
Ген PTEN давно известен как один из ключевых факторов риска развития аутизма, особенно у людей с макроцефалией — аномально большим размером головы, обусловленным избыточным ростом мозга. До недавнего времени ученым было трудно точно определить, каким образом изменения в PTEN вызывают конкретные нарушения в нейронных цепях и поведении, поскольку большинство опытов на лабораторных животных были связаны с глобальной деактивацией гена в нервной системе. Однако команда под руководством доктора МакЛин Болтон пошла другим путем: они изучили последствия потери PTEN только в определенном типе нейронов — тормозящих клетках, содержащих соматостатин.
Используя генетическую модель, в которой PTEN был «отключен» только в этих клетках, и уникальный метод картирования нейронных цепей с помощью оптогенетики, ученые смогли с высокой точностью отследить изменения, которые появились в соединениях между нейронами. Особенно тщательно они изучили центральную часть миндалевидного тела (CeL) — область мозга, которая играет важную роль в формировании реакции страха. Оказалось, что при утрате PTEN тормозящие нейроны в CeL теряли около половины своих соединений с другими нейронами, а оставшиеся связи становились значительно слабее. На этом фоне усиливались возбуждающие сигналы, поступающие из базолатеральной миндалины — соседнего региона, который отвечает за передачу эмоционально значимой сенсорной информации.
Такое нарушение баланса между возбуждающей и тормозящей активностью привело к выраженным изменениям поведения у мышей: животные демонстрировали повышенный уровень тревожности и быстрее запоминали пугающие их стимулы. Однако при этом в социальном поведении или повторяющихся действиях — других характерных чертах аутизма — изменений не было. Это говорит о том, что конкретные формы нарушений поведения могут быть связаны с изолированными сбоями в работе отдельных микросхем мозга.
В ходе исследования ученые не только сумели подтвердить, что мутации PTEN в отдельных типах нейронов могут вызывать симптомы, напоминающие аутизм, но и создали одну из наиболее детализированных на сегодняшний день карт нейронных изменений, вызванных генетическими нарушениями, связанными с РАС. Как отметил один из ведущих авторов работы, доктор Тим Холфорд, понимание того, как конкретные микросхемы мозга участвуют в формировании отдельных черт поведения, может со временем лечь в основу новых целевых методов лечения тревожности и других когнитивных нарушений, связанных с аутизмом. В будущем ученые собираются изучить, возникают ли такие генетические изменения у других групп пациентов.
Ранее ученые обнаружили, что пауки кажутся больше для тех, кто их боится.
