Kaip jūsų smegenų grandinės tampa netinkamai sujungtos

Kaip vystosi sugedusios smegenų grandinės, susijusios su psichikos sutrikimais, tokiais kaip autizmas ar atsilikimas? Weillo Cornello medicinos koledžo mokslininkai padėjo išsiaiškinti atsakymą, atradę mechanizmą, kuris nukreipia besivystančių smegenų nervinių grandinių laidus.

Tyrėjai išsiaiškino, kad sugedę laidai atsiranda tada, kai RNA molekulės, įterptos į augantį aksoną, nesuardomos po to, kai jos duoda nurodymus, padedančius valdyti nervinę ląstelę.

Pavyzdžiui, signalas, liepiantis aksonui pasisukti - kuris turėtų išnykti po posūkio - išlieka aktyvus, trukdydamas naujiems signalams, skirtiems nukreipti aksoną kitomis kryptimis.

"Suprasti smegenų neteisingo pagrindo pagrindą mokslininkai gali padėti sukurti naujas terapijas ir strategijas problemai ištaisyti", - sakė tyrimo vyresnioji autorė, mokslų daktarė Samie Jaffrey.

„Labai jaunos smegenys yra gana plastiškos ir kintančios, o jei žinome, kodėl grandinės yra neteisingai sujungtos, gali būti įmanoma taisyti tuos kelius, leidžiant smegenims pastatyti naują, funkcionalų laidą.“

Su sutrikusiomis neuronų grandinėmis susiję sutrikimai yra epilepsija, autizmas, šizofrenija, protinis atsilikimas ir spazmai bei judėjimo sutrikimai, pažymėjo jis.

Smegenų vystymosi metu neuronai turi jungtis vienas su kitu, o tai daro pratęsdami savo ilguosius aksonus, kad galėtų liesti vienas kitą, aiškina tyrėjai. Galų gale neuronai suformuoja grandinę tarp smegenų ir audinio, per kurį perduodami cheminiai ir elektriniai signalai.

Naujame tyrime mokslininkai nagrinėjo neuronus, kurie nugaros smegenimis keliauja aukštyn į smegenis.

"Labai svarbu, kad aksonai būtų tiksliai išdėstyti nugaros smegenyse", - sakė Jaffrey. "Jei jie bus netinkamai išdėstyti, jie užmegs neteisingus ryšius, dėl kurių signalai gali būti siunčiami netinkamoms smegenų ląstelėms."

Pasak jo, aksonas nukreipia ir randa savo tikslą per „augimo kūgius“, esančius aksonų viršūnėse.

„Šie augimo kūgiai turi galimybę pajusti aplinką, nustatyti taikinių vietą ir naršyti jų link“, - tęsė jis. „Klausimas visada buvo - iš kur jie žino, kaip tai padaryti? Iš kur gaunamos instrukcijos, nurodančios, kaip rasti tinkamą taikinį? “

Tyrėjai nustatė, kad augimo kūgyje įterptos RNR molekulės yra atsakingos už nurodymą aksonui judėti kairėn arba dešinėn, aukštyn arba žemyn. Šios RNR gamina į antenas panašius baltymus, kurie vairuoja aksoną kaip savaime valdoma raketa.

"Kuriant grandinę, RNR neuronų augimo kūgiuose dažniausiai tyli", - paaiškino jis. „Mes nustatėme, kad tam tikros RNR yra skaitomos tik tiksliais etapais, norint pagaminti reikiamą baltymą, reikalingą aksonui valdyti tinkamu laiku. Pasigaminus baltymą, pamatėme, kad RNR instrukcija yra suskaidyta ir išnyksta “.

"Jei šios RNR neišnyks, kai turėtų, aksonas nepasirenka tinkamai - jis gali eiti dešinėn, o ne kairėn, o laidai bus neteisingi, o grandinė gali būti sugedusi", - tęsė jis.

Tyrėjai nenumatė, kad smegenų laidų valdymas yra šiose RNR molekulėse, kurios „nuolat dinamiškai apverčiamos“, - sakė Jaffrey.

"Tai mums sako, kad šių RNR degradacijos kelių reguliavimas gali turėti didžiulį poveikį smegenų vystymuisi", - sakė jis. "Dabar mes žinome, kur ieškoti, norėdami paerzinti šį procesą, kai jis nesiseka, ir galvoti, kaip jį pataisyti"

Tyrimas buvo paskelbtas žurnale Langelis.

Šaltinis: Weill Cornell medicinos koledžas