Структурные изменения в микроокружении нейронов мозжечка могут влиять на активность нейронных цепей всего мозга, что отражается на социальном взаимодействии

Это открывает свет на изменения в нейронных связях, связанные с аутизмом.

Новость от Университета Канадзавы (Япония, регион Исикава).

Выявлен ранее неизвестный механизм, с помощью которого структурные изменения в мозжечке влияют на социальное взаимодействии. Исследование показало, что разрушение специализированных внеклеточных структур, окружающих нейроны мозжечка, изменяет активность нейронов во всех нейронных цепях, участвующих в социальном взаимодействии. Полученные данные позволяют по-новому взглянуть на нейронные механизмы, связанные с расстройствами аутистического спектра (РАС). Работа опубликована в журнале Translational Psychiatry.

Kyota Fujita et al, Perineuronal nets in cerebellar nuclei neurons orchestrate social behaviour via regulation of neuronal activity in circuits innervated by the cerebellum, Translational Psychiatry (2026).

DOI: 10. 1038/ s41398-026-03952-4

Расстройство аутистического спектра (РАС) — это нарушение развития нервной системы, которое в первую очередь характеризуется трудностями в социальном взаимодействии и коммуникации. Все больше данных свидетельствует о том, что РАС возникает не из-за дисфункции какой-то одной области мозга, а из-за изменений в работе распределенных нейронных цепей по всему мозгу.

В последнее время все больше внимания уделяется мозжечку. Традиционно считалось, что он отвечает за координацию движений, но недавно было установлено, что мозжечок также является важным регулятором высших функций мозга, включая когнитивные способности, эмоции и социальное поведение. Однако молекулярные и клеточные механизмы, с помощью которых нарушения в работе мозжечка приводят к нарушениям социального взаимодействия, связанным с расстройствами аутистического спектра, до сих пор остаются малоизученными.

В этом исследовании ученые изучали, как изменения в нейронных цепях мозжечка могут влиять на социальное поведение, связанное с расстройствами аутистического спектра. Команда проанализировала несколько мышиных моделей расстройств аутистического спектра (РАС), представляющих как средовые, так и генетические факторы риска: модель мышей с пренатальным воздействием вальпроевой кислоты (ВПК) и модель мышей с мутацией в гене Chd8, связанном с риском развития расстройств аутистического спектра. Исследователи сосредоточились на выявлении изменений в мозге, характерных для этих различных моделей.

Анализ показал, что у нейронов в глубоких ядрах мозжечка, играющих

ключевую роль в деятельности этой части мозга, наблюдалось заметное уменьшение перинейрональных сетей (ПНС) в обеих моделях с расстройствами аутистического спектра. ПНС — это специализированные структуры внеклеточного матрикса, которые окружают нейроны и, как известно, стабилизируют возбудимость нейронов, регулируют синаптическую передачу сигналов и способствуют созреванию нейронных цепей.

Чтобы изучить функциональную значимость этого наблюдения, исследователи с помощью ферментативного метода выборочно разрушили нейроны, участвующие в процессах памяти, в ядрах мозжечка. У мышей с разрушенными нейронами, участвующими в процессах памяти, наблюдались явные нарушения социального поведения, в том числе снижение социальной активности и интереса к незнакомым мышам. Эти результаты указывают на то, что неповрежденные нейроны, участвующие в процессах памяти, в ядрах мозжечка необходимы для нормального социального поведения.

Дальнейшие эксперименты показали, что социальные стимулы обычно активируют нейроны в ядрах мозжечка и что эта активность передается в отдаленные области мозга, такие как средний мозг и таламус. В то же время у мышей с нарушенной функцией нейронных сетей, связанных с социальным взаимодействием, эти нейроны активировались слабо, а активность нейронов в связанных с мозжечком цепях была значительно снижена. Это позволяет предположить, что структурные изменения в мозжечке могут влиять на крупномасштабные нейронные сети, участвующие в социальном взаимодействии.

Исследование также выявило повышенную экспрессию транскрипционного фактора ARNT2 в нейронах, лишенных ПНС. ARNT2 регулирует нейронную активность посредством транскрипционного контроля экспрессии генов. Повышенный уровень ARNT2, по-видимому, переводил нейроны в состояние меньшей восприимчивости к внешним воздействиям. Важно отметить, что подавление ARNT2 восстанавливало как нейронную активность, так и социальное поведение, указывая на то, что ARNT2 выступает в качестве ключевого молекулярного посредника, связывающего нарушение ПНС с дисфункцией нейронных цепей.

В совокупности эти результаты раскрывают ранее неизвестный механизм, при котором уменьшение количества нейронных сетей в глубоких ядрах мозжечка изменяет активность нейронов и нарушает работу более обширных нейронных цепей в головном мозге, что в конечном итоге приводит к изменениям в социальном взаимодействии.

Предыдущие исследования аутизма часто были сосредоточены на аномалиях в коре головного мозга или синаптической функции, в то время как мозжечок рассматривался в основном в связи с двигательными симптомами. В этом исследовании особое внимание уделяется ранее недооценённому фактору — внеклеточным матриксным структурам в мозжечке — как важнейшему регулятору нейронных цепей, отвечающих за социальное взаимодействие.

Полученные данные свидетельствуют о том, что структурные изменения в микроокружении нейронов мозжечка могут влиять на активность нейронных цепей всего мозга, и позволяют по-новому взглянуть на нейронные механизмы, лежащие в основе расстройств аутистического спектра. Результаты также подчеркивают важность мозжечковых цепей для регуляции социального взаимодействия.

В ходе будущих исследований мы выясним, действуют ли аналогичные механизмы в человеческом мозге, и изучим, как модуляция мозжечковых цепей может влиять на социальное взаимодействие. Понимание того, как мозжечковые сети взаимодействуют с более обширными нейронными цепями мозга, может помочь по-новому взглянуть на нейробиологию РАС.

Эта работа закладывает важную основу для будущих исследований, направленных на выяснение роли мозжечковых структур в социальном поведении и углубление научных представлений о нарушениях развития нервной системы, таких как расстройства аутистического спектра.

Иллюстрация. У здоровых мышей нейроны в глубоких ядрах мозжечка окружены пресинаптическими нейронами и демонстрируют высокую нейронную активность во время социального взаимодействия, что обеспечивает нормальную передачу сигналов через связанные с мозжечком нейронные цепи. У мышей с расстройствами аутистического спектра и мышей с экспериментально разрушенными пресинаптическими нейронами потеря пресинаптических нейронов связана с повышенной экспрессией ARNT2 и снижением нейронной активности. Такое снижение активности мозжечка сопровождается снижением активности нижележащих мозговых цепей и нарушением социального взаимодействия.

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.com

Комментарии: