Сеть нейронов, сообщающая мозгу, куда направлена голова, у крыс с наследственной формой аутизма работает по особому сценарию: у детенышей он подозрительно точен, у взрослых — нестабилен. К такому выводу пришла международная группа нейробиологов из Эдинбургского университета и их коллеги. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Biology.
Объектом исследования стала крысиная модель синдрома хрупкой Х-хромосомы — одной из самых частых наследственных причин умственной отсталости и аутизма. У таких крыс не работает ген FMR1 — тот же, что поврежден у больных людей. Нейробиологи с помощью микроэлектродов записывали активность коркового узла системы направления головы у крысят в возрасте 22–28 дней и у взрослых животных, пока те обследовали открытую площадку и спали. У юных крыс без FMR1 в анализ вошли 372 нейрона, у их здоровых сверстников — 406.
Выяснилось, что крысят без FMR1 нейроны внутреннего компаса срабатывали точнее, чем у обычных: настройка на направление была острее, а привязка сигнала к внешнему миру — надежнее. Сверхточность сохранялась и во сне. Кроме того, у таких крысят эпизоды быстрого, или REM-сна были короче, чем у здоровых сородичей.
У взрослых животных картина переворачивалась. Собственная настройка нейронов оставалась нормальной, но общий сигнал компаса был менее стабилен, чем у обычных крыс, — направление будто уплывало. Авторы описывают эту траекторию как ранний избыток функции с последующим спадом.
«Эта картина интригующа, поскольку перекликается с регрессом развития, при котором дети с синдромом хрупкой Х-хромосомы и другими нарушениями развития рано осваивают определенные навыки, а затем их теряют», — пишут авторы. У детей с аутизмом такой регресс обычно случается на втором-третьем году жизни.
Система направления головы — классический объект нейронауки: ее клетки работают по единым правилам наяву и во сне, что позволяет изучать их даже у совсем юных животных. Новая работа показывает, как поломка одного гена перестраивает целую сеть мозга, и приближает науку к пониманию того, почему у расстройств нейроразвития такая сложная картина симптомов.
Ранее сообщалось, что найдены нейроны, потеря которых с возрастом лишает мозг чувства направления.