Исследователи из Массачусетского технологического института и Университета Брауна предложили объяснение явлению повышенной сенсорной чувствительности у людей с аутизмом.
По данным статьи, опубликованной в журнале Nature Neuroscience, причиной этого может служить дефицит определенного белка, приводящий к дисфункции тормозящих нейронов в нервном контуре соматосенсорной коры.
Сенсорная гиперчувствительность — один из ярких внешних симптомов таких расстройств, доставляющий массу неудобств человеку. Сегодня не существует методов ее лечения, но исследователи надеются, что раскрытие ее клеточной основы может помочь разработать потенциальные способы лечения.
Свою гипотезу авторы работы проверили на модельных животных — мышах. Белок Shank3, как выяснилось в более ранних работах, связан с наличием аутизма. У мышей с отключенным геном Shank3 проявляются многие черты, связанные с аутизмом, в том числе избегание социального взаимодействия и навязчивое, повторяющееся поведение.
Shank3 важен для нормальной работы синапсов нейронов. Предположив, что он может определять гиперсенситивность, ученые проверили, будут ли Shank3-дефицитные мыши более чувствительными при прикосновении к их усам, чем генетически нормальные.
Чтобы определить сенсорную чувствительность, две группы мышей — нормальных и Shank3-дефицитных — обучили демонстрировать поведение при ощущении прикосновения к их усикам. Они обнаружили, что мыши, у которых отсутствовал Shank3, точно сообщали об очень незначительных отклонениях, которые не были замечены нормальными грызунами.
У животных также проанализировали нейронную активность. Для этого была использована техника визуализации, которая может измерять уровни кальция, указывающие на нервную активность в определенных типах клеток. Оказалось, Shank3-дефицитные мыши имели сверхактивные возбуждающие нейроны в соматосенсорной коре — области мозга, как раз отвечающей за сенсорную чувствительность.
Так как Shank3 нужен для адекватной работы синапсов, по идее, при его дефиците или отсутствии синаптическая активность должна упасть, но в реальности этого не произошло. Исследователи предположили, что дефицит Shank3 сказался именно на тормозных нейронах, которые обычно снижают активность возбуждающих нейронов. В соответствии с этой гипотезой, снижение активности тормозных нейронов могло бы привести к тому, что возбуждающие нейроны останутся без контроля, что, в свою очередь, приведет к сенсорной гиперчувствительности.
Эту идею авторы проверили на генетически модифицированных мышах — с отключенной экспрессией Shank3 исключительно в ингибирующих нейронах соматосенсорной коры. Как они и подозревали, обнаружилось, что у таких грызунов возбуждающие нейроны были сверхактивными, даже если у этих нейронов был нормальный уровень Shank3.
Результаты показывают, что восстановление нормальных уровней активности нейронов может обратить вспять этот тип гиперчувствительности. «Это дает нам клеточную цель для того, чтобы в будущем мы могли модулировать уровень активности ингибирующих нейронов, что может быть полезным для коррекции этой сенсорной аномалии», — говорит один из авторов работы, профессор нейробиологии Гопин Фэн. Стоит отметить, что полученные результаты могут быть важны для многих расстройств, с которыми ранее связывали дефекты тормозных нейронов.
«Мы надеемся, что наши исследования могут указать нам правильное направление для следующего поколения терапии», — заключает Фэн.