Bagaimana Perubahan Mikroskopik Kepada Otak Menyebabkan Tingkah Laku Skizofrenia Pada Tikus

2023 Pengarang: Bailey Leapman | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-09-16 19:19

Mengganggu fungsi molekul utama dalam otak membawa kepada keabnormalan otak mikroskopik dan tingkah laku seperti skizofrenia pada tikus. Keabnormalan ini serupa dengan yang dilihat dalam otak yang dibedah siasat orang yang didiagnosis dengan skizofrenia dalam hidup, menurut pasukan saintis di Institut Penyelidikan Scripps.

"Kami menemui beberapa patologi mikroskopik dan sifat tingkah laku yang merupakan ciri skizofrenia, kata Ulrich Mueller, Ph. D., seorang profesor di Scripps Research yang merupakan pengarang kanan kajian itu."Penemuan pada tikus ini boleh membantu menjelaskan bagaimana skizofrenia, penyakit yang sering teruk dan melemahkan, muncul pada manusia."

Dalam kajian Mueller, Associate Research Claudia Barros, dan rakan sekerja juga menunjukkan bahawa tikus skizofrenia boleh memulihkan tingkah laku normal apabila dirawat dengan clozapine, ubat berusia beberapa dekad yang kadangkala digunakan untuk merawat skizofrenia pada orang. Ini menunjukkan bahawa tikus ini mungkin memberikan penyelidik sistem model yang baik untuk mengkaji skizofrenia dan menguji ubat baharu yang direka untuk merawat orang yang menghidapnya.

Schizophrenia memberi kesan kepada berjuta-juta rakyat Amerika - kira-kira satu peratus daripada semua orang di Amerika Syarikat, menurut Institut Kesihatan Mental Kebangsaan - dan ditunjukkan dalam gejala seperti mendengar suara khayalan, paranoia, khayalan kemegahan, sikap tidak peduli yang teruk, dan ucapan yang tidak koheren. Walaupun kelazimannya, bagaimanapun, punca skizofrenia tidak difahami sepenuhnya.

Konsensus saintifik ialah penyakit ini terhasil daripada gabungan gen dan faktor lain. Skizofrenia berlaku dalam keluarga, yang merupakan bukti kukuh bahawa gen yang diwarisi memainkan peranan, tetapi penyakit itu bukan genetik sepenuhnya. Sesetengah kembar seiras, sebagai contoh, sumbang - seorang akan menghidap penyakit manakala yang lain tidak. Hakikat bahawa ia boleh menyerang satu kembar yang serupa secara genetik dengan mengecualikan yang lain bermakna terdapat lebih daripada gen yang terlibat. Perkembangan mungkin merupakan faktor lain.

Penghidap skizofrenia biasanya tidak mula menunjukkan tanda-tanda penyakit sehingga lewat remaja atau awal 20-an. Salah satu hipotesis saintifik semasa mengenai skizofrenia, bagaimanapun, adalah bahawa penyakit itu disebabkan oleh kecacatan perkembangan yang berlaku di dalam otak lama sebelum tanda-tanda penyakit itu muncul. Tikus yang dikaji oleh Mueller, Barros dan rakan sekerja nampaknya memberi kepercayaan kepada hipotesis ini.

Dalam kertas baharu, pasukan itu menerangkan perkara yang berlaku kepada tikus apabila mereka kehilangan fungsi protein otak yang dipanggil neuregulin - protein perkembangan penting yang membantu otak membentuk struktur tersendiri pada awal perkembangan. Kajian genetik telah mengaitkan bentuk warisan protein ini dan reseptornya kepada skizofrenia dan pelbagai masalah kesihatan mental yang lain.

Mueller, Barros, dan rakan sekerja berjaya menghapuskan fungsi neuregulin dengan berkesan dengan menghapuskan reseptor yang mengikatnya. Kerana ini adalah protein perkembangan yang penting, mereka menjangkakan bahawa penghapusan reseptornya akan memberi kesan teruk kepada perkembangan otak tetikus. Yang mengejutkan penyelidik, itu tidak berlaku. Secara keseluruhan, otak adalah normal. Walau bagaimanapun, secara mikroskopik, kehilangan neuregulin menceritakan kisah lain.

Untuk memahami perkara yang berlaku apabila anda menghalang tindakan neuregulin, Mueller berkata, anda perlu memahami sesuatu tentang cara neuron dalam otak membentuk dan berkomunikasi. Manusia, tikus dan mamalia lain mempunyai otak yang berkembang melalui pelbagai peringkat, pecah dan merangkak yang rumit. Tisu otak mula-mula terbentuk tanpa neuron, sebagai sejenis perancah, dan kemudian neuron tumbuh, menjalar ke tempatnya, dan bersambung antara satu sama lain.

Apabila ia selesai, purata otak manusia mempunyai kira-kira 100 bilion neuron - rangkaian struktur bercabang yang sangat rumit dan bertindih yang berkomunikasi antara satu sama lain (dan dunia luar). Mereka mempunyai rangkaian sambungan seperti pokok yang dipanggil "dendrit" yang menerima input daripada neuron lain, sebanyak sepuluh ribu input untuk satu neuron. Struktur yang membolehkan satu neuron menghubungi yang lain dipanggil tulang belakang dendritik. Struktur sederhana ini kelihatan seperti jari-jari kecil yang keluar dari dendrit, dan pembentukannya yang betul mungkin merupakan salah satu kunci kepada skizofrenia.

Dalam kajian mereka, para saintis mendapati bahawa apabila tikus kekurangan neuregulin, tulang belakang dendritik mereka mula terbentuk, tetapi tidak matang sepenuhnya - sebaliknya akan runtuh semasa otak matang. Kesan kehilangan ini terbukti dalam ujian tingkah laku, di mana tikus memaparkan ciri skizofrenia, seperti masalah interaksi sosial dan mengurangkan kebimbangan. Kehilangan tulang belakang juga membawa kepada kehilangan keupayaan untuk menyesuaikan diri dan menjangka bunyi yang mengejutkan - tanda klasik keadaan seperti skizofrenia pada tikus.

Kajian ini memberikan sokongan untuk hipotesis tentang skizofrenia yang membabitkan apa yang dikenali sebagai neuron "glutamatergik". Semua neuron berkomunikasi dengan melepaskan bahan kimia tertentu yang dipanggil neurotransmitter ke dalam sinaps, jurang kecil di antara dua neuron. Satu hipotesis lama mengenai skizofrenia membabitkan neuron yang membebaskan neurotransmitter dopamin. Hipotesis lain ialah neuron glutamatergik, yang melepaskan glutamat neurotransmitter, juga penting dalam skizofrenia. Kajian itu menyokong hipotesis kedua, kata Mueller, kerana tikus mempunyai masalah dengan sinaps glutamatergik mereka, yang terletak pada duri dendritik.