Странен клас мозъчни клетки има две характеристики, които изглежда си противоречат, карайки учените да се съмняват дали наистина съществува. Но сега ново изследване на миши и човешки мозъци не само подкрепя съществуването на тези парадоксални клетки, но също така намеква, че те биха могли да помогнат да се обяснят неврологичните основи на състояния като аутизъм и шизофрения.
Публикувано през юли в сп Молекулярна психиатрия, проучването установи, че два химични маркера, за които някога се смяташе, че маркират неврони с противоположни роли, понякога се намират в един и същи неврон. Изследователите откриха, че невроните с двата маркера често активират или „експресират“ гени, свързани с производството на клетъчна енергия с помощта на кислород.
В следсмъртна мозъчна тъкан от донори с аутизъм или шизофрения, невроните с тези маркери са променили генната експресия, свързана с този процес, в сравнение с тъкан от хора без заболявания.
Това откритие потенциално съвпада с изследователската връзка шизофрения и аутизъм до генетични промени, които допринасят за оксидативен стрес или натрупване на реактивни странични продукти от производството на енергия в клетките. Изследването може да бъде стъпка към по-доброто разбиране на тези сложни неврологични състояния.
Свързани: Как мозъчните клетки изпращат съобщения?
В проучването изследователите конкретно документираха съществуването на специален клас инхибиторни неврони или неврони, които потискат електрическата активност в мозъка. Клетките носят два химични маркера: протеин, наречен парвалбумин (PV) и по-малка молекула, наречена холецистокинин (CCK).
Невроните с PV са с бърз пик, което означава, че генерират краткотрайни сигнали многократно и по-бързо от почти всеки друг тип неврон в мозъка. Невроните с CCK обикновено се задействат с по-бавна, по-типична скорост. Предишни изследвания, като например статия от 2021 г. в списанието невронпредполага, че тези неврони обикновено са активни в противоположно време, като PV невроните често се задействат преди и дори инхибират тези с CCK.
„Сякаш имате тази дихотомия“, каза Стивън Грико, водещ автор на изследването и учен по проекта в катедрата по анатомия и невробиология в Калифорнийския университет, Ървайн. „Нашето откритие… замъглява тази дихотомия малко.“
За да потвърдят съществуването на тези привидно малко вероятни клетки, изследователите са използвали няколко метода при мишки, включително молекулярно оцветяване и РНК секвениране, което прави преглед на това кои гени се използват активно за производството на протеини. След като установиха, че някои клетки имат и двата маркера, те направиха секвенирането на РНК, за да определят каква може да е функцията на клетките. Те също изследват клетките в постморталната мозъчна тъкан от хора с невропсихиатрични състояния и такива без.
От инхибиторните неврони с PV в хипокампуса на мишката, мозъчна област, участваща в паметта, 40% до 56% също имат CCK, установи екипът. Такива клетки се появяват и в други части на мозъка на мишката, включително неокортекса, ключов регион за „по-високи“ когнитивни функции, като възприятие.
Клетките както с PV, така и с CCK активират по-силно гени, свързани с окислителното фосфорилиране, процес, чрез който клетките използват кислород и ензими, за да създадат аденозин трифосфат (ATP), основният източник на клетъчна енергия на тялото. Това предполага, че клетките изискват много енергия, за да работят.
Въпреки това, експресията на тези гени изглеждаше променена в тъканта на хора с аутизъм и шизофрения, което сочи потенциална роля на невроните в условията. Констатациите биха могли също така да подкрепят потенциалната връзка между тези състояния и оксидативния стрес и могат да се съгласуват с предишни изследвания, свързващи условията с дисфункция в инхибиторните неврони на мозъка и произтичащо от това претоварване на електрическата активност.
Свързани: Мистериозни спирални сигнали в човешкия мозък може да са ключови за нашето познание
Изследователите не са първите, които откриват тези клетки, казаха Симон Пиро, асистент професор по биология в Университета на Невада, Рино, който не е участвал в работата. Но те вероятно са първите, които се фокусират върху клетките по този начин, каза той.
Pieraut каза на Live Science, че неговата лаборатория и други са открили преди това клетки с PV и CCK, но той не беше сигурен дали откритията може да са резултат от техническа странност или грешка. Той каза, че за да покаже, че това не е така, е особено ценно, че изследователите са използвали множество методи, за да подкрепят съществуването на тези клетки.
Констатациите не установяват непременно връзка между тези неврони и състояния като шизофрения, но те предоставят обосновка за по-нататъшни изследвания за това дали и как клетките могат да бъдат свързани с разстройствата, каза Pieraut. Подобно изследване може потенциално да се използва за разработване на бъдещи лечения.
„Ако искаме да намерим лечение в бъдеще, знаейки точно какъв път трябва да бъде насочен … ще бъде много полезно“, каза той.