В новом исследовании, опубликованном в Neuron, ученые Северо-Западного университета выяснили, что чрезмерная активность бледного шара ведет к нарушению движений на поздних стадиях болезни Паркинсона.
Авторы исследования пришли к выводу, что традиционная модель болезни Паркинсона не совсем правильная. По словам Марка Бевана — доктора философии, профессора физиологии Медицинского колледжа Северо-Западного Университета — преобладает мнение, что симптомы болезни Паркинсона, в том числе постоянно повышенный мышечный тонус связаны с деструктурированием субталамического ядра, входящего в состав базальных ганглиев.
«Когда мы увидели, что за вспышкой активности в коре головного мозга, всегда следует аномальная вспышка в субталамическом ядре, то предположили, что между ними прямая связь», — сказал Беван.
Беван, его коллеги и первый автор статьи Хун-Юань Чу, кандидат медицинских наук, аспирант лаборатории Бевана, ожидали, что последовательные вспышки в коре головного мозга и субталамическом ядре усилятся, если уровень дофамина упадет. Вместо этого они обнаружили обратное: сила вспышек значительно уменьшилась.
«Как и большинство ученых, которые столкнулись с чем-то невероятным, мы подумали, что допустили ошибку, — сказал Беван. — Затем мы использовали многочисленные, взаимодополняющие методы, но приходили к одному и тому же результату: эффект наблюдается».
Затем нейрофизиологам удалось обнаружить причину: аномальную активность в непрямом пути от коры до субталамического ядра, который включает в себя так называемый бледный шар (globus pallidus), парную структуру переднего мозга, тоже входящую в состав базальных ганглиев как один из главных компонентов.
Согласно новому исследованию, аномальная активность в непрямом пути делает субталамическое ядро уязвимым к чрезмерному возбуждению. Оно способствует развитию компенсаторной пластичности, которая в конечном итоге приводит к нарушениям.
Когда ученые предотвратили развитие неадекватной пластичности на поздних стадиях заболевания, то обнаружили, что симптоматика уменьшилась. Связь между компенсацией и двигательной дисфункцией подтвердилась.
«Согласно классической модели, адаптационные процессы способствуют сохранению постоянства структуры и функций субталамуса, — сказал Беван. — Отсутствие адаптации по идее должно привести к усиленному проявлению симптомов, а оно, наоборот, уменьшило их».
В начале заболевания компенсаторные механизмы поддерживают мозг и он нормально работает в условиях умеренной потери дофамина. Но по мере прогрессирования заболевания происходит массивная гибель дофаминовых нейронов, и механизмы адаптации отрицательно влияют на структуры, ответственные за мышечный тонус, патологически повышая его.
По мнению Бевана результаты этого исследования показывают, что есть фундаментальные неточности в традиционном понимании дисфункции мозга при болезни Паркинсона.
Неожиданные результаты в этом исследовании Беван воспринял как напоминание: исследователь всегда должен быть готов изменить устоявшуюся точку зрения.
«Легко поддаться эмоциям и вцепиться в гипотезу, — сказал Беван. — Вы же должны быть беспристрастными, непредвзято смотреть на данные. Если они не согласуются с гипотезой, нужно отказаться от нее и придумать новую».
Текст: Евгения Конченко