Ученые обнаружили особую группу клеток мозга, ответственную за нарушения сна при редком генетическом синдроме – микроделеции 15q13.3. Этот синдром связан с аутизмом, шизофренией и эпилепсией.
Ключевую роль играют не обычные тормозные нейроны, а длинноаксональные нейроны подтипа Sst_Chodl, которые вырабатывают тормозный нейромедиатор – гамма-аминомасляную кислоту. Они находятся в глубоких слоях коры и «посылают» длинные отростки в разные области мозга.
С помощью транскриптомики единичных ядер (чтения активности каждого гена) и записи мозговой активности исследователи выяснили: генетический дефект есть с рождения, но проблемы проявляются позже. Молодые мыши с делецией выглядели здоровыми, но при созревании мозга в нейронах Sst_Chodl накапливались нарушения, и симптомы становились очевидными.
Обычно нейроны Sst_Chodl работают как стабилизаторы – подавляют избыточную активность и поддерживают мозговые ритмы. Но при делеции они становятся гиперактивными, что нарушает паттерны сна.
Чтобы проверить их роль, ученые применили хемогенетику: дали мышам вещество, временно снижающее активность этих нейронов. Результат оказался ожидаемым – увеличилась продолжительность глубокого сна, уменьшилось количество пробуждений, стабилизировались мозговые ритмы.
Работа показывает, что даже небольшая группа нейронов может определять сложное поведение. Исследование раскрывает общую закономерность: многие гены «молчат» до определенных этапов развития, когда компенсаторные системы перестают справляться.
Полученные результаты открывают путь к терапии, нацеленной на конкретные нейроны – подход применим и к другим заболеваниям, от аутизма до биполярного расстройства. Важно, что исследование подчеркивает роль сна как подсказки для понимания механизмов болезни.
Исследование опубликовано в журнале Neuron.
Текст: Полина Ложкина