Perché lo sviluppo del cervello si discosta dalle normali in disturbi dello spettro autistico?

Maggio 24, 2016 Admin Salute 0 6
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Sindrome di Rett, un disordine dello sviluppo neurologico nello spettro autistico, è caratterizzato da uno sviluppo relativamente normale nell'infanzia seguito da una perdita delle abilità cognitive, sociali e linguistiche a partire da 12 a 18 mesi di età. Si è sempre più visto come un disturbo di sinapsi, i collegamenti tra i neuroni che insieme formano i circuiti cerebrali. Ciò che non è stato chiaro è il motivo per cui i bambini cominciano svilupparsi normalmente, solo per diventare progressivamente anormale.

Una nuova ricerca di bambini Hospital di Boston, pubblicato nel 14 Aprile numero di Neuron, aiuta a svelare cosa sta succedendo.

I ricercatori, guidati da Chinfei Chen, MD, PhD, di FM per bambini Kirby Neurobiologia Center, ha studiato lo sviluppo delle sinapsi in topi con una mutazione nel gene MeCP2, lo stesso gene legato alla sindrome di Rett umana. Hanno trovato una forte evidenza che la perdita di funzionare MeCP2 impedisce sinapsi e dei circuiti di maturazione e affinamento in risposta a stimoli dall'ambiente - proprio nel momento in cui il cervello dei neonati dovrebbero essere al massimo ricettivi a questi segnali.




Chen ritiene i suoi risultati possono avere implicazioni non solo per la sindrome di Rett, ma per gli altri disturbi dello spettro autistico. "Molti ASD manifestano tra 1 e 2 anni, un periodo in cui i bambini interagiscono più con il mondo esterno", dice Chen. "Il cervello di un bambino autistico sembra normale, ma c'è una sottile differenza di connessioni che ha a che fare con il modo in cui elaborano le esperienze. Se si potesse diagnosticare abbastanza presto, ci potrebbe essere un modo per modificare il corso della malattia, modificando l'esperienza, ad esempio attraverso la terapia intensa uno-a-uno ".

Chen e colleghi concentrati su un circuito sinaptica nel sistema visivo del cervello che è relativamente facile da studiare, noto come sinapsi retinogeniculate. Si collega le cellule che ricevono input dal occhio al nucleo genicolato laterale, una stazione di rilancio importante nel talamo del cervello. Ingresso visivo dal mondo esterno, durante una specifica "periodo critico", è cruciale per il suo normale sviluppo.

La squadra testato il funzionamento del circuito stimolando il tratto ottico e misurando risposte elettriche nel talamo per vedere come erano collegati i neuroni, e quanto forte le connessioni erano. Nei topi MeCP2-mutanti, queste registrazioni indicano che il circuito visivo costituito normalmente in un primo momento, e che durante la seconda settimana di vita, le connessioni più deboli sono stati potati via e altri rafforzati, proprio come dovrebbero essere.

Ma dopo 21 giorni di vita - dopo i topi aprire gli occhi e quando il circuito visivo deve essere ulteriormente potata e forte, basato sull'esperienza visiva - è diventato anormale. Il numero di ingressi e connessioni effettivamente aumentato, mentre la forza delle sinapsi diminuita.

Questo modello è stato simile a quello osservato quando i topi normali sono stati tenuti all'oscuro dopo giorno 21, privandoli di stimolazione visiva. Insieme, i risultati suggeriscono che MeCP2 è di fondamentale importanza per la nostra capacità di raffinare circuiti sinaptici basate sull'esperienza sensoriale, dice Chen. Senza MeCP2, il circuito non riesce a incorporare questa esperienza.

"Durante questa ultima fase di sviluppo, è necessario input sensoriali per bloccare e stabilizzare le connessioni", spiega Chen. "Ma il circuito non è sempre il segnale giusto per stabilizzare, e continua a guardarsi intorno per i contatti giusti."

Nei pazienti con sindrome di Rett, la riduzione dei livelli di MeCP2 è particolarmente evidente nel talamo, che elabora e trasmette le informazioni sensoriali alla corteccia, dove il pensiero, la memoria e il linguaggio risiedono. "E 'molto dicendo che vediamo queste anomalie sinaptiche nel talamo, che è come un operatore di centralino per il cervello", dice Chen. "Una piccola perturbazione nel talamo può irradiare alle grandi aree della corteccia."

Questo modello di sindrome di Rett è coerente con i modelli murini di altri disturbi legati autismo come Fragile X e la sindrome di Angelman, che mostrano anche anomalie durante l'esperienza-dipendente la maturazione dei circuiti, dicono i ricercatori.

"Ci potrebbe essere un problema di come le informazioni vengono prese in", dice Chen. "Ciò che viene percepito è diverso, quindi la risposta è diversa."

Chen e colleghi stanno ora studiando se riattivare MeCP2 in tempi diversi potrebbe migliorare l'organizzazione del circuito visivo.

Joao Noutel è stato il primo autore dello studio. Lo studio è stato sostenuto dal National Institutes of Health e il para Fundacao un Ciencia e Tecnologia, Portugal.

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