Kako vaši moždani krugovi postaju pogrešno povezani

Kako se razvijaju neispravni moždani krugovi koji sudjeluju u mentalnim poremećajima poput autizma ili retardacije? Istraživači s Medicinskog fakulteta Weill Cornell pomogli su osvijetliti put do odgovora otkrićem mehanizma koji vodi ožičenje neuronskih krugova u mozgu u razvoju.

Istraživači su otkrili da se neispravno ožičenje događa kada se molekule RNA ugrađene u rastući akson ne razgrade nakon što daju upute koje pomažu u upravljanju živčanom stanicom.

Na primjer, signal koji govori aksonu da se okrene - koji bi trebao nestati nakon što je zaokret - ostaje aktivan, ometajući nove signale namijenjene vođenju aksona u drugim smjerovima.

"Razumijevanje osnova pogrešnog povezivanja mozga može pomoći znanstvenicima da pronađu nove terapije i strategije za ispravljanje problema", rekla je viša autorica studije, dr. Sc. Samie Jaffrey, dr. Sc.

"Mozak je vrlo mlad i vrlo je promjenjiv kod vrlo mladih, a ako znamo zašto su krugovi pogrešno povezani, možda će biti moguće ispraviti te putove, omogućujući mozgu da izgradi novu, funkcionalnu ožičenje."

Poremećaji povezani s neispravnim neuronskim krugovima uključuju epilepsiju, autizam, shizofreniju, mentalnu retardaciju i spastičnost i poremećaje pokreta, napomenuo je.

Tijekom razvoja mozga, neuroni se moraju međusobno povezati, što čine produžujući svoje duge aksone da bi se dodirivali, objašnjavaju istraživači. U konačnici, neuroni čine krug između mozga i ciljnog tkiva kroz koji se prenose kemijski i električni signali.

U novom istraživanju istraživači su proučavali neurone koji putuju leđnom moždinom u mozak.

"Vrlo je važno da se aksoni točno postave u leđnu moždinu", rekao je Jaffrey. "Ako su pogrešno postavljeni, stvorit će pogrešne veze, što može dovesti do slanja signala do pogrešnih ciljnih stanica u mozgu."

Način na koji akson vodi i pronalazi svoju pravu metu je kroz "čunjeve rasta" smještene na vrhovima aksona, rekao je.

"Ovi čunjevi rasta imaju sposobnost osjetiti okoliš, odrediti gdje su ciljevi i kretati se prema njima", nastavio je. „Pitanje je uvijek bilo - kako oni to znaju raditi? Odakle potječu upute koje im govore kako pronaći pravi cilj? "

Istraživači su otkrili da su molekule RNK ugrađene u konus rasta odgovorne za upućivanje aksona da se kreće lijevo ili desno, gore ili dolje. Te RNA proizvode antenske proteine ​​koji upravljaju aksonom poput samoupravljene rakete.

"Kako se gradi krug, RNA u čunjevima rasta neurona uglavnom šute", objasnio je. „Otkrili smo da se specifične RNA očitavaju samo u preciznim fazama kako bi proizvele pravi protein potreban za upravljanje aksonom u pravo vrijeme. Nakon stvaranja proteina, vidjeli smo da se RNA uputa degradira i nestaje. "

"Ako ove RNA ne nestanu kad bi trebale, akson se ne postavi pravilno - može ići desno umjesto lijevo - i ožičenje će biti pogrešno, a sklop možda neispravan", nastavio je.

Istraživači nisu predvidjeli da se kontrola ožičenja mozga nalazi u tim molekulama RNA koje se "neprestano dinamički okreću", rekao je Jaffrey.

"To nam govori da bi reguliranje ovih puteva razgradnje RNA moglo imati ogroman utjecaj na razvoj mozga", rekao je. "Sad znamo gdje tražiti da razdvojimo ovaj proces kad pođe po zlu i razmislimo o tome kako ga možemo popraviti."

Studija je objavljena u časopisu ćelija.

Izvor: Medicinski fakultet Weill Cornell