Schizofrenia: „Resynchronizacja” obwodów mózgowych może powstrzymać objawy
Schizofrenia to złożony stan psychiczny, który wciąż nie jest w pełni zrozumiały pod względem powiązań obwodów mózgowych z objawami behawioralnymi. Wydaje się jednak, że teraz naukowcy znaleźli sposób na wyeliminowanie niektórych objawów.
Ostatnie badania sugerują, że niektóre objawy schizofrenii - takie jak problemy z pamięcią, halucynacje i nadpobudliwość - mogą być spowodowane „zdesynchronizowanymi” komórkami mózgowymi.
Jak dotąd jednak nie ma biologicznego wyjaśnienia tego zjawiska na poziomie komórkowym.
Badacze z Uniwersytetu Genewskiego w Szwajcarii twierdzą, że desynchronizacja wynika z niedoboru komórki, która działa jak dyrygent orkiestry.
Kiedy przywrócili funkcję tej komórki u dorosłych myszy wyhodowanych w celu rozwinięcia pewnych behawioralnych objawów schizofrenii, objawy ustąpiły.
W artykule opublikowanym obecnie w czasopiśmie znajduje się raport naukowy o ich nowych odkryciach Nature Neuroscience.
Dysfunkcjonalne neurony hamujące
Model mysi składał się z dorosłych myszy, które zostały zmodyfikowane tak, aby były nosicielami genu ryzyka schizofrenii i u których rozwinęły się pewne behawioralne objawy zaburzenia.
Porównanie obwodu mózgowego tych myszy z kontrolnymi, niezmodyfikowanymi myszami, ujawniło, że w tych ostatnich tysiące komórek w obwodzie zachowywały się w skoordynowany, zsynchronizowany sposób, zgodnie z precyzyjną sekwencją czasową.
Komórki w tym samym obwodzie myszy modelu schizofrenii były równie aktywne, ale ich aktywność była nieskoordynowana. Wynikało to z dysfunkcji w grupie komórek zwanych „neuronami hamującymi”.
„Organizacja i synchronizacja sieci neuronowych” - mówi starszy autor badania Alan Carleton z Wydziału Podstaw Neuronauki - „osiąga się poprzez interwencję subpopulacji neuronów hamujących, w tym neuronów parwalbuminowych”.
Jednak w ich mysim modelu schizofrenii neurony hamujące były „znacznie mniej aktywne”, wyjaśnia, dodając, że gdy nie ma wystarczającego „zahamowania kontroli i strukturyzacji aktywności elektrycznej innych neuronów w sieci, rządzi anarchia”.
Genetyczne i środowiskowe pochodzenie
Schizofrenia to poważny stan, który może wpływać na myślenie, uczucia, zachowanie i interakcje z innymi. Chociaż objawy mogą się znacznie różnić w zależności od osoby, choroba jest długotrwała i często powoduje kalectwo.
Osoba ze schizofrenią doświadcza objawów psychotycznych i może wyglądać tak, jakby nie miała kontaktu z rzeczywistością. Mogą „słyszeć głosy”, doświadczać halucynacji i złudzeń, nie wyrażać emocji, mieć nieuporządkowane myśli i wierzyć, że inni zamierzają ich skrzywdzić.
Naukowcy są przekonani, że zarówno czynniki genetyczne, jak i środowiskowe przyczyniają się do przyczyny i rozwoju schizofrenii. Z chorobą powiązano wiele genów i uważa się również, że może to obejmować narażenie na niektóre wirusy i problemy podczas porodu.
Chociaż leczenie i wsparcie mogą pomóc, życie codzienne może stanowić ogromne wyzwanie dla osób ze schizofrenią, utrudniając samodzielne życie, zdobywanie kwalifikacji, nawiązywanie i utrzymywanie relacji oraz zapewnienie produktywnego zatrudnienia.
Oszacowanie częstości występowania schizofrenii nie jest łatwe ze względu na złożoność choroby i wiele sposobów jej diagnozowania. Ponadto jej objawy często pokrywają się z objawami innych chorób, takich jak choroba afektywna dwubiegunowa.
Z tego powodu szacunki są często łączone z danymi dotyczącymi innych zaburzeń. Szacunki te wahają się od 0,25% do 0,75% populacji.
Mysi model schizofrenii
Aby lepiej zbadać neuronalne podstawy schizofrenii, Carleton i współpracownicy zaprojektowali myszy z mutacją genu równoważną tej, która powoduje zespół DiGeorge - lub delecję 22q11 - u ludzi. Osobom z tym zespołem brakuje kilkudziesięciu genów w chromosomie 22.
Chociaż ze schizofrenią powiązano wiele mutacji genów, naukowcy wybrali delecję 22q11, ponieważ „stanowi ona największe genetyczne ryzyko zachorowania na schizofrenię”.
Skoncentrowali się na sieci neuronowej w hipokampie znanej jako obszar CA1, zauważając, że kilka cech tego obszaru różni się u myszy modelowych ze schizofrenią niż u myszy kontrolnych. Cechy te obejmują „właściwości strukturalne i elektrofizjologiczne” oraz „funkcjonalną łączność z odległymi obszarami mózgu”.
Badali różnice w „dynamice sieci i zachowaniu” mysiego modelu i jak reagowali na próby manipulowania nim poprzez stymulację neuronów hamujących parwalbuminę.
Moglibyśmy przywrócić „funkcjonalną dynamikę mózgu”
Stymulacja nieaktywnych neuronów hamujących parwalbuminę u dorosłych myszy modelu schizofrenii spowodowała, że sieć neuronowa działała w synchronizacji i sekwencji, podobnie jak u myszy kontrolnych.
To również skorygowało niektóre nieprawidłowe zachowanie dorosłych myszy modelowych ze schizofrenią, polegające na tym, że przestały one być nadpobudliwe i nie wykazywały problemów z pamięcią.
Autorzy badania sugerują, że ich odkrycia pokazują, że możliwe jest „przywrócenie funkcjonalnej dynamiki mózgu i typowych wzorców zachowań” nawet w wieku dorosłym.
„To jest naprawdę istotne” - wyjaśnia Carleton, zauważając, że „[S] chizofrenia rozwija się w późnym okresie dojrzewania, chociaż zmiany neuronalne są najprawdopodobniej obecne od etapu neurorozwojowego”.
On i jego zespół planują teraz przeprowadzić podobne badanie schizofrenii, która wywodzi się z innych genów ryzyka.
„Zgodnie z naszymi wynikami, wzmocnienie działania słabo aktywnego neuronu hamującego, nawet po rozwinięciu się mózgu, może wystarczyć do przywrócenia prawidłowego funkcjonowania tych sieci neuronowych, powodując tym samym zanik pewnych patologicznych zachowań”.
Alan Carleton
