Как показало исследование американских неврологов, чрезмерное количество синаптических связей в головном мозге детей и подростков с аутизмом связано с нарушением процесса «обрезки» лишних связей. Согласно результатам, опубликованным в журнале Neuron, ученым удалось избавить мышей от аутоподобного поведения с помощью препарата, устраняющего препятствия для нормального развития мозга.
В период младенчества в коре головного мозга между нейронами образуется избыточное количество синаптических связей, которое впоследствии сокращается в целях устранения нефункционирующих синапсов при сохранении действующих. Этот процесс, называемый «обрезкой» синапсов, вносит вклад в тонкую настройку связности мозга, помогая привести его в соответствие с требованиями и характеристиками среды.
Предыдущие исследования уже показали, что в головном мозге аутистов наблюдается избыточное количество синаптических связей, которые оказывают негативное влияние на функционирование мозга. Ученые из медицинского центра Колумбийского университета (CUMC) изучили головной мозг 26 детей с диагностированным аутизмом, которые погибли от различных причин. Одна половина из них была в возрасте от двух до девяти лет, а вторая – от 13 до 20 лет. Для сравнения был изучен также головной мозг 22 умерших детей, не страдавших аутизмом.
Согласно полученным данным, к 9–12 годам в тканях мозга здоровых детей плотность синаптических связей между нейронами сократилась вдвое, тогда как у детей с аутизмом этот показатель снизился лишь на 16 %. При этом в клетках мозга аутичных детей содержались старые и поврежденные компоненты, уровень аутофагии (деградации внутриклеточных «отходов») в них был крайне низок, зато уровень продукции белка mTOR был гораздо выше нормы.
Затем на мышиной модели аутизма исследователи изучили роль белка mTOR в процессе «обрезки» лишних синаптических связей. При избыточной продукции данного белка нейроны головного мозга теряют способность к аутофагии, а без нее нарушается процесс «обрезки», что ведет к сохранению избыточного количества синапсов. Путем введения мышам рапамицина – иммунодепрессанта, подавляющего выработку белка mTOR, ученые смогли восстановить нормальный уровень аутофагии клеток мозга и процесс «обрезки» синаптических связей, что привело к исчезновению у животных аутоподобного поведения.
«Хотя рапамицин имеет побочные эффекты, ограничивающие его применение, вызванные им положительные изменения в поведении означают, что аутизм может быть излечим после того, как его симптомы проявятся у ребенка, если мы найдем лучший препарат» , – сказал нейробиолог и главный автор исследования Дэвид Сулзер (David Sulzer). По его словам, множество генов вовлечено в развитие расстройств аутистического спектра, но их может объединять нарушение нормального процесса «обрезки» синапсов. И, по всей вероятности, нормализация сигнального пути, в котором задействован белок mTOR, поможет устранить синаптическую дисфункцию и проявление симптомов аутизма.