Как вашите мозъчни вериги стават погрешно свързани

Как се развиват дефектните мозъчни вериги, участващи в психични разстройства като аутизъм или изоставане? Изследователи от Медицинския колеж Weill Cornell са помогнали да осветят пътя към отговора с откриването на механизъм, който ръководи свързването на невронни вериги в развиващия се мозък.

Изследователите откриха, че неправилно окабеляване възниква, когато молекулите на РНК, вградени в нарастващ аксон, не се разграждат, след като дават инструкции, които помагат за насочването на нервната клетка.

Например сигналът, който казва на аксона да се завърти - който трябва да изчезне след извършване на завоя - остава активен, пречещ на нови сигнали, предназначени да водят аксона в други посоки.

„Разбирането на основите на неправилното свързване на мозъка може да помогне на учените да измислят нови терапии и стратегии за коригиране на проблема“, каза старшият автор на изследването, д-р Сами Джафри, д-р.

„Мозъкът е доста пластичен и променлив при много младите и ако знаем защо веригите са неправилно свързани, може да е възможно да коригираме тези пътища, позволявайки на мозъка да изгради ново, функционално окабеляване.“

Нарушенията, свързани с дефектни невронални вериги, включват епилепсия, аутизъм, шизофрения, умствена изостаналост и спастичност и двигателни нарушения, отбеляза той.

По време на развитието на мозъка невроните трябва да се свързват помежду си, което правят чрез удължаване на дългите си аксони, за да се допират един до друг, обясняват изследователите. В крайна сметка невроните образуват верига между мозъка и целевата тъкан, чрез която се пренасят химически и електрически сигнали.

В новото проучване изследователите разгледаха невроните, които пътуват нагоре по гръбначния мозък в мозъка.

„Много е важно аксоните да са точно позиционирани в гръбначния мозък“, каза Джафри. „Ако са неправилно разположени, те ще образуват грешни връзки, което може да доведе до изпращане на сигнали до грешните целеви клетки в мозъка.“

Начинът, по който аксонът води и намира правилната си цел, е чрез „конуси за растеж“, разположени по върховете на аксоните, каза той.

„Тези конуси за растеж имат способността да усещат околната среда, да определят къде са целите и да се ориентират към тях“, продължи той. „Въпросът винаги е бил - как те знаят как да направят това? Откъде идват инструкциите, които им казват как да намерят правилната си цел? “

Изследователите установили, че молекулите на РНК, вградени в конуса на растежа, са отговорни за инструктирането на аксона да се движи наляво или надясно, нагоре или надолу. Тези РНК произвеждат антеноподобни протеини, които управляват аксона като самоуправляема ракета.

„Тъй като се изгражда верига, РНК в конусите на растежа на неврона са предимно безшумни“, обясни той. „Установихме, че специфични РНК се отчитат само на точни етапи, за да произведат правилния протеин, необходим за насочване на аксона в точното време. След като протеинът се произведе, видяхме, че инструкцията за РНК се влошава и изчезва. "

„Ако тези РНК не изчезнат, когато трябва, аксонът не се позиционира правилно - може да отиде надясно вместо наляво - и окабеляването ще бъде неправилно и веригата може да е повредена“, продължи той.

Изследователите не са предполагали, че контролът на мозъчното свързване се намира в тези молекули на РНК, които „непрекъснато се преобръщат динамично“, каза Джафри.

"Това ни казва, че регулирането на тези пътища за разграждане на РНК може да има огромно въздействие върху развитието на мозъка", каза той. „Сега знаем къде да търсим, за да раздразним този процес, когато се обърка, и да помислим как можем да го поправим.“

Изследването е публикувано в списанието Клетка.

Източник: Медицински колеж Weill Cornell