Ул. Ученые Детской исследовательской больницы Джуда выявили проблемы в связи между структурами мозга, которые могут предрасполагать людей к слышанию "голоса" это частый симптом шизофрении. Работа опубликована в номере журнала Science от 6 июня.
Исследователи связали проблему с удалением гена. Это приводит к изменениям в химии мозга, которые уменьшают поток информации между двумя структурами мозга, участвующими в обработке слуховой информации.
Это исследование стало первым случаем, когда определенная цепь в мозге была связана со слуховыми галлюцинациями, бредом и другими психотическими симптомами шизофрении. Заболевание представляет собой хроническое разрушительное заболевание мозга, которым страдает около 1 процента американцев и заставляет их бороться с различными проблемами, включая мышление, обучение и память.
Нарушенная цепь, выявленная в этом исследовании, решает загадку того, как современные антипсихотические препараты облегчают симптомы, и обеспечивает новый фокус для усилий по разработке лекарств, которые успокаивают "голоса" но вызывают меньше побочных эффектов.
"Мы думаем, что сокращение потока информации между этими двумя структурами мозга, которые играют центральную роль в обработке слуховой информации, создает почву для возникновения стресса или других факторов, которые вызывают “ голоса ”, которые являются наиболее распространенным психотическим симптомом шизофрении," сообщил автор исследования Станислав Захаренко, M.D., Ph.D., член-корреспондент Санкт-Петербургского. Джуд Кафедра нейробиологии развития. "Эти результаты также объединяют несколько конкурирующих моделей, касающихся изменений в головном мозге, которые приводят к этому сложному заболеванию."
Работа проводилась на мышиной модели синдрома делеции 22q11 генетического заболевания человека. Синдром возникает, когда часть хромосомы 22 удаляется, и у людей остается одна, а не две обычные копии примерно 25 генов. Около 30 процентов людей с синдромом делеции заболевают шизофренией, что делает ее одним из самых сильных факторов риска заболевания. ДНК – это план жизни. Человеческая ДНК состоит из 23 пар хромосом, которые встречаются почти в каждой клетке.
Более ранняя работа лаборатории Захаренко связала один из потерянных генов, Dgcr8, с изменениями мозга у мышей с синдромом делеции, которые влияют на структуру, важную для обучения и памяти. Они обнаружили доказательства того, что тот же механизм действует у пациентов с шизофренией. Dgcr8 содержит инструкции по созданию небольших молекул, называемых микроРНК, которые помогают регулировать производство различных белков.
Для этого исследования исследователи использовали самые современные инструменты, чтобы связать потерю Dgcr8 с изменениями, которые влияют на другую структуру мозга, слуховой таламус. На протяжении десятилетий было известно, что антипсихотические препараты действуют путем связывания с белком, называемым дофаминовым рецептором D2 (Drd2). Связывание блокирует активность химического посредника дофамина. Однако до сих пор как это успокаивало "голоса" шизофрении было неясно.
Работая на мышах с делецией 22q11 и без нее, исследователи показали, что сила нервного импульса от нейронов в слуховом таламусе была снижена у мышей с делецией по сравнению с нормальными мышами. Электрическая активность в других областях мозга не отличалась.
Исследователи показали, что уровни Drd2 были повышены в слуховом таламусе мышей с делецией, но не в других областях мозга. Когда исследователи проверили уровни Drd2 в ткани той же структуры, взятой у 26 человек с шизофренией и без нее, ученые сообщили, что уровни белка были выше у пациентов с этим заболеванием.
В качестве дополнительного доказательства роли Drd2 в нарушении сигналов от слухового таламуса исследователи протестировали нейроны в лаборатории из разных областей мозга мутантных и нормальных мышей, добавив антипсихотические препараты галоперидол и клозапин. Эти препараты действуют, нацеливаясь на Drd2. Первоначально нервные импульсы в мутантных нейронах были снижены по сравнению с нормальными мышами. Но нервные импульсы почти всегда усиливались нейронами в нейронах мутантных мышей, но только в нейронах слухового таламуса.
Когда исследователи более внимательно изучили отсутствующие гены 22q11, они обнаружили, что мыши, у которых отсутствовал Dgcr8, реагировали на громкий шум так же, как пациенты с шизофренией. Лечение галоперидолом восстановило нормальную реакцию вздрагивания у мышей, как и лекарство у пациентов.
Изучение шизофрении и других заболеваний головного мозга способствует пониманию нормального развития мозга и ошибок, которые приводят к различным катастрофическим заболеваниям, включая опухоли головного мозга у детей и другие проблемы.