Maus Studien zeigen, ‚Hemmung‘ Theorie des Autismus falsch
Eine detaillierte Untersuchung der vier Maus-Modellen von Autismus Herausforderungen die häufigste Annahme über das, was schief geht in der schaltkreise im Gehirn, die verursachen Symptome der Krankheit.
Die wichtige Hypothese, die heute—unterstützt von vielen Tierstudien wurde, dass Neuronen im autistischen Gehirn erhalten zu wenig Hemmung oder zu viel Erregung, die Ursachen übererregbarkeit oder erhöhte „spiking.“ Diese überschüssige spiking ist gedacht, so zu handeln, als ein Lärm, der stört die normale Funktion des Gehirns. Derartige Störungen könnten dazu führen, die charakteristischen Symptome von Autismus im Menschen: Probleme mit sozialen Interaktionen, Sprache Defizite, sich wiederholenden Gedanken und Verhaltensweisen und überempfindlichkeit auf sensorische Reize.
Forscher sind sogar nun auf der Suche nach Möglichkeiten zur Erhöhung der Allgemeinen Hemmung von Nervenzellen im Gehirn, zu versuchen, zurücksetzen der balance zwischen Erregung und Hemmung und hoffentlich die Symptome lindern.
In einer neuen Studie jedoch, University of California, Berkeley, Neurowissenschaftler gezeigt, dass, während die Hemmung reduzieren sich in den Gehirnen dieser Mäuse, die änderung der balance zwischen Erregung und Hemmung, die verändert Gleichgewicht nicht beeinflussen spiking überhaupt. Stattdessen dieses veränderte Gleichgewicht scheint ein kompensatorischer Mechanismus stabilisiert die Aktivität des Gehirns in Reaktion auf die Störung.
„Viele Gruppen sind auf der Suche nach Möglichkeiten zur Steigerung der Hemmung im Gehirn, entweder durch Drogen oder durch die gen-Therapie, auf der Annahme, dass die zunehmende Hemmung wird wieder das Gehirn wieder normal“, sagte Studienleiter Daniel Feldman, ein UC Berkeley professor für molekular-und Zellbiologie und Mitglied der Helen Wills Neuroscience Institute. „Aber tatsächlich, unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein Verlust der Hemmung darstellen könnten, eine sinnvolle Kompensation, dass das Gehirn gerade tut oder möglicherweise nicht auf Symptome der Krankheit. Und wenn Sie dort gehen und erhöhen die Hemmschwelle, die möglicherweise alles noch schlimmer machen oder Sie sich nicht auf Dinge überhaupt.“
Der Befund sollte senden die Forscher zurück ins Labor, um festzustellen, was tatsächlich verursacht die verminderte Hemmung und gesteigerte Erregung, und welche Rolle in diesen Veränderungen spielen, wenn überhaupt, im Gehirn, sagte er.
Feldman und seine UC Berkeley Kollegen berichten Ihre Ergebnisse Jan. 21 in der Zeitschrift Neuron.
Autistische Mäuse
„Autismus ist ein großes puzzle,“ Feldman sagte. „Der wichtigste Fortschritt in den letzten 10 Jahren zeigen, dass ein sehr hoher Anteil—mindestens 50 Prozent—das Risiko für Autismus ist tatsächlich genetisch bedingt. Aber es ist nicht ein einzelnes gen, es ist Hunderte von Genen. Wie verstehen Sie, wie mehrere gen-Mutationen können alle dazu führen, dass ähnliche—nicht die gleichen, aber ähnliche Arten von Störungen entlang des Spektrums, die wir als Autismus?“
Maus-Modelle haben viel geholfen, sagte er. Jeder Maus-Stamm wurde entwickelt mit einer einzigen genetischen mutation identisch zu einem der Dutzenden bereits entdeckt, in der Menschen mit Autismus, und die Mäuse zeigen Verhaltensweisen, die denen ähneln, die auf den menschlichen Autismus-Spektrum, vor allem gestörte soziale Interaktion und sich wiederholende Verhalten.
„Mit diesen Maus-Modellen wollen die Forscher testen verschiedene Strategien für die Verbesserung der Symptome, aber bevor wir wirklich tun können, die effektiv ist, müssen wir herausfinden, was mechanistisch läuft falsch im Gehirn zu generieren, die die kognitive, Motorische und Verhaltens-Symptome von Autismus“, sagte er.
Er wählte vier gut validierten Maus-Modelle, die jeweils mit einem einzigen genetischen defekt Nachahmung fand man in den Menschen, und untersuchte synapse Eigenschaften und neuron feuern systematisch zu testen, die Erregung-Hemmung die balance-Theorie. In allen Mäusen, die Hemmung war niedriger als normal, und die Erregung war auch niedriger, aber immer noch weniger, was zu einem Anstieg in der Erregung-Hemmung-Verhältnis. Die standard-Hypothese sagt Voraus, dass dieses erhöhte Verhältnis sollte haben dazu geführt, dass mehr Neuronen feuern oder spiking.
Er fand jedoch, dass, obwohl das Verhältnis der Erregung, Hemmung höher war als in normalen Maus-Gehirn-Neuronen aufrechterhalten einer normalen spiking-rate. Dies war, weil die änderungen in der Hemmung und Erregung waren exakt aufeinander abgestimmte, sich gegenseitig aufheben.
Er sieht dies als eine sehr effektive Unterbringung von Neuronen, die an diese genetischen Mutationen, die die Gehirn die normalen kompensationsmechanismus für die Wiederherstellung der neuronalen Aktivität. Aber verminderte Hemmung können zu unerwünschten Nebenwirkungen, beeinträchtigen andere Aspekte der neuronalen Informationsverarbeitung, wie die tuning-jedes neuron hat zu besonderen Reize.
„Änderungen in der Erregung-Hemmung-Verhältnis sein könnte, erfolgreich die Kompensation zur Aufrechterhaltung eines relativ normalen Feuerrate, aber ein Nebeneffekt, dass die Entschädigung kann sein, dass Sie verschlechtern die Präzision der Kodierung von Informationen“, meint er. „So, obwohl es nicht mehr die Spitzen, die Aufstockung könnte die Kodierung von Informationen weniger genau.“