Як ваші мозкові схеми потрапляють в помилку

Як розвиваються несправні мозкові ланцюги, задіяні в психічних розладах, таких як аутизм або відсталість? Дослідники з Медичного коледжу Вейла Корнелла допомогли висвітлити шлях до відповіді відкриттям механізму, який керує підключенням нервових ланцюгів мозку, що розвивається.

Дослідники виявили, що несправна проводка виникає, коли молекули РНК, вбудовані у зростаючий аксон, не руйнуються після того, як вони дають вказівки, які допомагають керувати нервовою клітиною.

Наприклад, сигнал, який повідомляє аксону повернутися - який повинен зникнути після повороту - залишається активним, заважаючи новим сигналам, призначеним для направлення аксона в інших напрямках.

"Розуміння основи неправильного підключення мозку може допомогти вченим розробити нові методи лікування та стратегії виправлення проблеми", - сказала старший автор дослідження Семі Джеффрі, доктор медичних наук, доктор філософії.

"Мозок досить пластичний і мінливий у дуже молодих людей, і якщо ми знаємо, чому ланцюги неправильно з'єднані, можливо, можливо виправити ці шляхи, дозволяючи мозку будувати нову, функціональну проводку".

Порушення, пов'язані з несправними нейрональними схемами, включають епілепсію, аутизм, шизофренію, розумову відсталість і спастичність та рухові розлади, зазначив він.

Під час розвитку мозку нейрони повинні з’єднуватися між собою, що вони роблять, розширюючи довгі аксони, щоб доторкнутися один до одного, пояснюють дослідники. Зрештою, нейрони утворюють ланцюг між мозком і тканиною-мішенню, за допомогою якої передаються хімічні та електричні сигнали.

У новому дослідженні дослідники розглядали нейрони, які рухаються по спинному мозку в головний мозок.

"Дуже важливо, щоб аксони були точно розташовані в спинному мозку", - сказала Джеффрі. "Якщо вони розташовані неправильно, вони утворюватимуть неправильні зв’язки, що може призвести до надсилання сигналів до неправильних клітин-мішеней мозку".

За його словами, аксон веде і знаходить належну мішень через "конуси росту", розташовані на кінчиках аксонів.

"Ці конуси росту здатні відчувати навколишнє середовище, визначати, де перебувають цілі, і орієнтуватися до них", - продовжив він. “Питання завжди було - звідки вони знають, як це зробити? Звідки беруться інструкції, які говорять їм, як знайти правильну ціль? "

Дослідники виявили, що молекули РНК, вбудовані в конус росту, відповідають за вказівку руху аксона вліво або вправо, вгору або вниз. Ці РНК виробляють антеноподібні білки, які керують аксоном, як самокерована ракета.

"По мірі побудови ланцюга, РНК в конусах росту нейрону в основному мовчать", - пояснив він. «Ми виявили, що специфічні РНК зчитуються лише на точних етапах, щоб виробляти потрібний білок, необхідний для керування аксоном у потрібний час. Після виробництва білка ми побачили, що інструкція щодо РНК погіршується і зникає ».

"Якщо ці РНК не зникнуть тоді, коли мали б, аксон не розташувався належним чином - він може йти праворуч, а не ліворуч - і проводка буде неправильною, а схема може бути несправною", - продовжив він.

Дослідники не передбачали, що контроль роботи мозку знаходиться в цих молекулах РНК, які "постійно динамічно перевертаються", сказав Джеффрі.

"Це говорить нам, що регулювання цих шляхів деградації РНК може мати величезний вплив на розвиток мозку", - сказав він. "Тепер ми знаємо, де шукати, щоб роздратувати цей процес, коли він піде не так, і подумати, як ми можемо його відновити".

Дослідження було опубліковане в журналі Клітинка.

Джерело: Медичний коледж Weill Cornell