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消息 自闭症研究的最新进展。
插图:Cinyee Chiu
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纹状体,大脑的奖励枢纽,可能会推动核心自闭症特征

通过/ 2020年2月17日

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兴趣限制和重复行为是自闭症的特征。它们有很多种形式:一些自闭症患者会拍打手臂或前后摇晃;另一些人像例行公事一样排列物品或坚持严格的日程安排。

一些研究表明,重复行为起源于纹状体,这是大脑中心的一组神经元,帮助启动和执行运动。支持这一观点的是,纹状体受损的人表现出自闭症的特征,包括重复的、僵硬的行为和各种运动问题。

然而,在过去的二十年中,科学家对纹章的理解已经扩大,产生了诱人的提示,即该地区参​​与了自闭症人士所看到的特征社会困难。

“常见的、长期的权威观点是,纹状体要么兴奋,要么抑制运动,”他说安布耶尔,马萨诸塞术学院的大脑和认知科学教授。“但是[它]也可能会处理情绪,动机,接近好的或避免糟糕的奖励的学习 - 各种各样的东西。”自闭症人们经常有心情,动机或奖励系统的问题,所有这些都可以制造它们交互不感兴趣与他人。

该地区还似乎是学习的关键,以便了解目光接触和辨别哪些感官信息认可的关注。这个新的视图来自研究纹章与大脑的其他部分的关系,包括处理感官信息,想法,感受和情绪的区域。与自闭症有关的许多基因中的突变损害了纹状体'结构和功能。动物的研究占据了证据:例如,破坏小鼠纹状体中的神经元,触发重复行为和社会问题1

“我们知道的越多,就越意识到它比这个领域最初认为的要复杂得多,”他说大卫苏尔寿公司,哥伦比亚大学神经生物学教授。

纹状体通路:

纹状体是基底神经节的一部分 - 在大脑中心深的神经元簇。基底神经节接收来自脑皮质的信号,控制认知和社会行为。

纹状体尤其会处理来自皮层的有关期望目标的信号,并促使基底神经节中的其他神经元采取行动来实现这些目标。另外,它还会向丘脑发出警报——丘脑是处理感官信息并与大脑皮层沟通的大脑区域——形成一个回路,控制一个人如何开始和停止一个动作。除了大脑皮层,丘脑也直接向纹状体发送信号,所以整个回路是由多个相互连接的回路组成的。

1978年,医生报告说自闭症儿童普遍存在“运动障碍”,纹状体首次与自闭症有关2。这些障碍包括有节奏的和抽搐样的手势,不寻常的姿势和步态,以及“纹状趾”——大脚趾不寻常的向上伸展。这些问题中的许多都与那些在受损纹状体的人类和实验动物身上看到的问题惊人地相似。

大脑成像研究也支持自闭症和纹状体之间的联系。例如,患有这种病的人的纹状体的某些部分会增大3.。纹章通常会作为儿童成熟而缩小,但一份报告表明它持续增长在自闭症儿童和年轻人中4。这种扩大与患有这种疾病的儿童重复行为的严重程度有关5

自闭症患者在完成提供社会奖励的任务时,纹状体也表现出异常的低活动。它们的纹状体有异常薄弱连接与处理奖赏的大脑区域有关。困难处理社会奖励可以解释为什么有些自闭症患者似乎有对社交不感兴趣

自闭症的遗传研究也牵涉到纹状体。许多自闭症患者的基因发生了突变在纹状体中高度表达。这些基因发生突变的老鼠的纹状体也出现了类似于自闭症患者的变化。

例如,有基因突变的老鼠Shank3.,在纹章中高度表达的顶级自闭症基因,尚未痴迷地培养自己并具有社会困难。这些小鼠中的一部分纹状体被扩大,并且弱连接到脑皮质,神经元显示受损的兴奋性信号

连接大脑:

可能需要其他自闭症基因进行纹状体的适当布线。FOXP1这种基因在纹状体中高度表达。丢失了这个基因副本的老鼠在与它们的母亲分离后,发出的超声波次数比平常要少6。他们的一些纹状体神经元比平时更容易放电。

“我们认为FOXP1对建立形成纹状体的发育程序非常重要,”首席研究员说吉纳维芙Konopka他是位于达拉斯的德克萨斯西南大学的神经科学副教授。她和她的同事们现在正在研究另一组老鼠,这组老鼠只有纹状体神经元中缺乏FOXP1。研究小组尚未发表的结果表明,该基因对纹状体的正常发育至关重要。

Sulzer的团队专注于另一个叫做MTOR的基因 - 这在某些患有自闭症的儿童中异常活跃 - 以及其在发展中异性纹章中的作用。过度活跃的mtor导致了一个过多的神经元连接在脑皮层中;Sulzer的团队正在探索纹章中是否发生类似的变化。

更好地了解纹章的发展可能有助于解决研究这个大脑区域的研究人员的烦恼问题:它的结构是“非常复杂”,“苏尔尔说。“自闭症是一种发展[条件],所以人们应该看待发展。”


参考:
  1. Fuccillo装前面。>。10,27(2016)PubMed
  2. Damasio A.R.和R.G. Maurer拱门。神经。35777 - 786 (1978)PubMed
  3. Nickl-Jockschat T。et al。嗡嗡声。攻读硕士学位的大脑。331470 - 1489 (2012)PubMed
  4. Langen M。et al。医学杂志。精神病学66.327 - 333 (2009)PubMed
  5. Langen M。et al。医学杂志。精神病学76.405 - 411 (2014)PubMed
  6. Araujo D.J.et al。Dev的基因。292081 - 2096 (2015)PubMed