Исследователи обнаружили молекулярные отличия в мозге аутистов

Ученые из Йельской медицинской школы (YSM) обнаружили молекулярное различие в мозге людей с аутизмом по сравнению с их нейротипичными сверстниками.
Аутизм — это расстройство нейроразвития, связанное с поведенческими различиями, включая трудности с социальным взаимодействием, ограниченные или интенсивные интересы, а также повторяющиеся движения или речь. Но до сих пор неясно, что именно отличает мозг людей с аутизмом.
Теперь новое исследование, опубликованное в «Американском журнале психиатрии», показало, что в мозге людей с аутизмом меньше специфического типа рецепторов для глутамата, наиболее распространенного возбуждающего нейромедиатора в мозге. Сниженная доступность этих рецепторов может быть связана с различными чертами, характерными для аутизма.

«Мы обнаружили действительно важное, ранее непонятное различие в аутизме, которое имеет важное значение, влияет на эффективность вмешательств и может помочь понять аутизм более конкретно, чем когда-либо прежде», — говорит Джеймс МакПартланд, доктор философии, профессор детской психиатрии и психологии имени Харриса в Центре изучения детей в YSM и соруководитель исследования.

Дисбаланс сигналов при аутизме

Нейроны в головном мозге общаются друг с другом с помощью электрических сигналов и химических посредников, называемых нейротрансмиттерами. Когда электрический ток распространяется через нейрон, он вызывает высвобождение нейротрансмиттеров, которые передают сигнал другим нейронам. Эта сигнализация в головном мозге может быть как возбуждающей, так и тормозящей. Возбуждающая сигнализация в первую очередь запускает высвобождение нейромедиатора глутамата и действует как зеленый свет, сигнализирующий другим нейронам о необходимости активации. Тормозящая сигнализация, с другой стороны, действует как тормоз, подавляющий активность.
Для нормального функционирования мозгу необходим точный баланс этих двух типов сигналов. Одна из ведущих гипотез о причинах аутизма — это дисбаланс возбуждающей и тормозящей сигнализации в мозге. Исследователи предполагают, что участие этого центрального механизма может объяснить широкий спектр различий, наблюдаемых среди людей с аутизмом.

Основываясь на этой гипотезе, исследователи использовали магнитно-резонансную томографию (МРТ) и позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ) для поиска различий в мозге 16 взрослых с аутизмом и 16 людей, считающихся нейротипичными. МРТ-сканирование позволило исследователям изучить анатомию мозга каждого из участников, а ПЭТ-сканирование показало, как мозг функционирует на молекулярном уровне.

«ПЭТ-сканирование может помочь нам точно определить молекулярную карту того, что происходит в этой глутаматной системе», — говорит Дэвид Матуски, доктор медицины, доцент кафедры радиологии и биомедицинской визуализации в YSM и соруководитель исследования.

У людей с аутизмом снижена доступность важного рецептора.

Данные анализы показали снижение доступности определенного типа глутаматных рецепторов, известных как метаботропный глутаматный рецептор 5 (mGlu5), в мозге участников с аутизмом. Результаты подтверждают идею о том, что дисбаланс возбуждающих и тормозящих сигналов в мозге может способствовать формированию черт, связанных с аутизмом, говорят исследователи.

Пятнадцать участников с аутизмом также прошли электроэнцефалограмму (ЭЭГ), измерение электрической активности мозга. На основе ЭЭГ исследователи выявили, что эти электрические показатели были связаны с более низким уровнем рецепторов mGlu5.
По словам исследователей, это открытие может иметь значительные клинические последствия. Хотя ПЭТ-сканирование является мощным инструментом для изучения мозга, оно также дорогостоящее и связано с воздействием радиации. ЭЭГ может стать более дешевым и доступным способом дальнейшего исследования возбуждающей функции мозга.

«ЭЭГ не заменит полностью ПЭТ-сканирование, но она может помочь нам понять, как эти глутаматные рецепторы могут влиять на текущую активность мозга человека», — говорит Адам Нейплс, доктор философии, доцент Центра изучения детей в YSM и первый автор исследования.

Исследование дает ученым новое понимание механизмов, в которых мозг людей с аутизмом отличается от мозга нейротипичных людей. Поскольку молекулярные основы аутизма до сих пор плохо изучены, сегодня врачи полагаются на поведенческие наблюдения для его диагностики. По словам исследователей, выяснение «молекулярной основы» аутизма потенциально может привести к созданию более совершенных диагностических инструментов и способов поддержки людей с аутизмом.

«Сегодня я захожу в комнату и играю с ребенком, чтобы диагностировать аутизм, — говорит МакПартланд. — Теперь мы обнаружили нечто значимое, измеримое и отличное от того, что есть в мозге аутистов».
В настоящее время нет лекарств, которые лечили бы трудности, испытываемые многими людьми с аутизмом. Полученные результаты также могут помочь исследователям разработать терапевтические средства от аутизма, нацеленные на рецептор mGlu5. Хотя многие нейроотличные люди не страдают от аутизма и могут не нуждаться в лекарствах или не хотеть их принимать, новые методы лечения могли бы помочь тем, кто находится в спектре аутизма и испытывает симптомы, влияющие на качество их жизни.

Направления будущих исследований

В текущем исследовании участвовали только взрослые аутисты. До сих пор неясно, является ли снижение доступности рецепторов причиной аутизма или результатом многолетней жизни с этим заболеванием. Ранее исследования с использованием ПЭТ-сканирования ограничивались взрослыми из-за рисков, связанных с радиационным облучением. Однако Матуски, соавтор исследования Ричард Карсон, и их коллеги разработали более сложные методы, которые открывают путь к значительному снижению облучения.
В будущих исследованиях команда планирует проводить исследования с использованием этих новых технологий на детях и подростках. «Мы хотим начать создавать картину развития и начать понимать, являются ли наблюдаемые нами явления корнем аутизма или неврологическим следствием наличия аутизма на протяжении всей жизни», — говорит МакПартланд.
Все участники исследования с аутизмом имели средние или выше средних когнитивные способности. МакПартланд и его коллеги также работают над разработкой других подходов к ПЭТ-сканированию, которые позволят им включать в будущие исследования людей с интеллектуальными нарушениями.

Источник: https://medicine.yale.edu/news-article/molecular-difference-in-autistic-brains/

Само исследование: https://psychiatryonline.org/doi/10.1176/appi.ajp.20241084?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%20%200pubmed

Новая методика ПЭТ: https://medicine.yale.edu/news-article/powerful-new-brain-pet-scanner-is-opening-new-research-pathways/