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新闻 自闭症研究的最新进展。
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老鼠揭示了与头号自闭症基因有关的感官问题的根源

通过/ 2020年11月23日

患有自闭症相关基因SYNGAP1突变的老鼠在触觉感知上有困难,这可能部分源于大脑回路的改变和迟钝的警觉。这些发现可以帮助解释在基因突变的人身上看到的高痛觉阈值和其他感觉处理问题。

研究人员于上周二和周四在纽约州立大学发表了这项未发表的研究成果2020年SYNGAP1国际科学会议,这几乎是由于冠状病毒大流行

SYNGAP1蛋白质主要存在于突触它是神经元之间的连接,帮助脑细胞传递化学信号。SYNGAP1基因突变的人通常患有自闭症、智力残疾、癫痫和步态受损。

基因突变阻碍的能力根据2018年的一项研究,这些神经元处理触摸来传递信号。在该研究中48名SYNGAP1基因突变的患者中,45人表现出了感觉处理障碍,17人有与触摸相关的感觉处理问题。

在老鼠身上的新研究表明,这些突变会抑制体感皮层的活动,降低动物的警觉性或觉醒水平,从而改变感觉处理过程。

“如果这个唤醒系统变得迟钝和破碎,就会导致一系列适应不良的行为,”一位首席研究员说,Gavin Rumbaugh他是佛罗里达州朱庇特市斯克里普斯研究中心的神经科学教授。“我的怀疑是,很多自闭症基因的动物模型将会有同样的迟钝的唤醒反应。”

就跑:

老鼠用它们的胡须来探索它们的环境,就像人类在黑暗中用手来导航一样。这个过程被称为“主动感知”,涉及到大脑的感觉和运动区域。

在一项研究中,研究人员监测了老鼠的体感皮层神经元的活动。体感皮层接收并处理感觉信息,就像老鼠的胡须接收到光线一样。

缺少SYNGAP1基因副本的老鼠对触摸的反应明显低于对照组老鼠,这令人惊讶,因为已知突变老鼠大脑其他区域的神经元极度活跃,说托马斯Vaissiere斯克里普斯研究中心(Scripps Research)的科学家介绍了这些发现。

然后,他和他的同事们用一种病毒来追踪老鼠的运动皮层(负责运动)和体感皮层之间的联系。Vaissière说,SYNGAP1突变的老鼠在这个回路中有更强的连接,这可能会弥补较弱的神经元活动。

在一项评估动物运动和感官活动的实验中,Vaissière和他的同事录制了小白鼠在探索一个有胡须的物体时的视频。与野生型小鼠相比,突变型小鼠用胡须轻拍物体——一种被称为“拍打”的行为——不那么专注,时间也更短。他们的触须也会导致体感皮层的活动减弱。

另一项实验表明,缺少SYNGAP1基因副本的老鼠不能通过搅拌来区分两个具有不同纹理的物体,而野生型老鼠可以。

研究人员说,研究结果表明,SYNGAP1突变改变了大脑运动区和感觉区相互沟通的方式,从而干扰了主动感知。

觉醒状态:

在另一项单独的研究中,Rumbaugh和他的同事们在多种情况下监测了瞳孔的大小——这是老鼠兴奋程度的一个指标。例如,在一项实验中,他们训练老鼠在触须时舔一个传感器,并获得一小口水作为奖励。

携带SYNGAP1基因突变的老鼠在学习任务时比野生型老鼠更困难,而且当它们获得奖励时,瞳孔的扩张比对照组老鼠要小。这些老鼠在脚部受到电击时也表现出类似的瞳孔不扩张,这表明SYNGAP1突变会导致觉醒反应迟钝。

觉醒反应受损可能导致SYNGAP1基因突变的动物和人的感觉处理问题,说谢尔登Michaelson他是拉姆堡实验室的博士后研究员,他展示了这些发现。

觉醒水平会影响感觉处理能力:他说,高度警觉或低警惕会导致感觉处理能力差。一个被破坏的觉醒系统也会妨碍人们认识到疼痛的刺激是不受欢迎的,比如触摸灼热的火炉。根据来自父母的轶事报道,携带SYNGAP1突变的儿童通常会做出伤害自己的行为。

Michaelson说,记录SYNGAP1基因突变的人的瞳孔扩张情况可以揭示他们是否也有这种迟钝的觉醒反应。

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