Ученые обнаружили неврологическое происхождение абсансов – типа припадков, характеризующихся очень короткими периодами потери сознания, когда люди, кажется, тупо смотрят в никуда. Используя мышиную модель детской эпилепсии, команда под руководством Казухиро Ямакавы из Центра исследований мозга RIKEN (CBS) в Японии показала, что абсансная эпилепсия может быть вызвана нарушением связи между двумя областями мозга: корой и полосатым телом.
Эпилептические припадки бывают нескольких разновидностей. Большинство знакомо с тонико-клоническими припадками, которые характеризуются судорогами. Однако некоторые виды детской эпилепсии характеризуются абсансными припадками, при которых дети испытывают широко распространенную неустойчивую мозговую активность, которая оставляет их без сознания на несколько секунд, но без каких-либо судорог. Припадки при отсутствии связаны со спайк-волновыми разрядами (SWD) – нерегулярной мозговой активностью, которую можно зарегистрировать на электрокортикограммах. Несмотря на то, что доступны некоторые лекарства, более четкое понимание того, как эти типы приступов возникают в головном мозге, приведет к разработке более эффективных методов лечения.
Поскольку дети с этими типами эпилепсии часто имеют мутации в генах STXBP1 или SCN2A, ученые создали мышиные модели этих детских эпилепсий путем мутации этих генов. Для обоих генов команда RIKEN CBS создала мышей с одним нормальным геном и одним мутированным геном – состояние, называемое гаплодефицитом, которое отличается от полного нокаута. Установив, что у их мышей наблюдаются приступы абсанса, о чем свидетельствуют SWD в соматосенсорной коре, они провели серию экспериментов, чтобы определить, как они запускаются.
SWD могут быть заблокированы лекарствами, чем мешают нейронам возбуждать друг друга. Ученые ввели ингибитор нейронов в несколько областей мозга, надеясь выяснить, какие из них связаны с припадками. Они обнаружили три области: соматосенсорную кору, таламус и часть полосатого тела под корой. Хотя многие думали, что таламус и соматосенсорная кора являются основными источниками абсансных припадков, дальнейшие эксперименты показали, что область, критическая для запуска припадков, на самом деле находилась в полосатом теле.
Обнаружив, что инъекция возбуждающего нейроны препарата только в полосатую область модельных мышей надежно индуцировала SWD, они создали мышей с мутациями, ограниченными только нейронами в соматосенсорной коре, которые были связаны с полосатым телом. У этих мышей были одинаковые SWD, а это означает, что абсансы были вызваны ошибочными сигналами, поступающими в полосатое тело. Дополнительный эксперимент показал, что проблема возникла из-за того, что передача данных к интернейронам с быстрым выбросом в полосатом теле была слишком слабой.
Эти выводы были несколько неожиданными. Как объясняет Ямакава, "хотя кортико-таламический контур долгое время считался единственным и исключительным причинным источником абсансной эпилепсии, мы показали, что на самом деле он запускается нарушением кортико-стриарной передачи возбуждения. Это может быть сдвигом парадигмы в исследованиях эпилепсии."
Поскольку эффективная терапия эпилепсии зависит от понимания точных механизмов, посредством которых возникают приступы, эти результаты будут направлять разработку лекарств в новых направлениях, которые могут оказаться более эффективными, чем современные методы лечения.