یک مطالعه جدید گزارش می دهد که تجربیات اولیه زندگی ممکن است بر الگوهای سیم کشی عصبی تأثیر بگذارد که می تواند منجر به ایجاد ASD، اسکیزوفرنی و صرع در مراحل بعدی زندگی شود.
یک مطالعه جدید در مورد رشد مغز در موش‌ها در مدت کوتاهی پس از تولد ممکن است بینش‌هایی را در مورد اینکه چگونه رویدادهای اولیه زندگی می‌توانند بر الگوهای سیم‌کشی در مغز تأثیر بگذارند که در مراحل بعدی زندگی به‌عنوان بیماری ظاهر می‌شوند – به‌ویژه اختلالاتی مانند اسکیزوفرنی، صرع و اوتیسم، ارائه دهد.
محققان بر روی دو نوع سلول مغزی که با اختلالات عصبی بزرگسالان مرتبط هستند تمرکز کردند: نورون‌ها در یک سیستم تعدیل‌کننده که در اعماق مغز قرار دارند و سایر نورون‌ها در قشر مغز، بیرونی‌ترین لایه مغز، که با استفاده از اثرات بازدارنده با تحریک در سلول‌های دیگر مقابله می‌کنند.
این مطالعه اولین مطالعه ای است که نشان می دهد این دو نوع سلول خیلی زود در رشد مغز با هم ارتباط برقرار می کنند. یک ماده شیمیایی آزاد شده از سلول‌های تعدیل‌کننده، شروع به انشعاب یا درختکاری آکسون‌ها می‌کند بر روی سلول‌های قشر مغز – و این درختکاری نشان می‌دهد که سلول‌های قشر چقدر در انجام کارهای خود مؤثر هستند.
اگرچه هنوز چیزهای زیادی برای یادگیری در مورد تأثیر این تعامل سلولی در مغز پس از زایمان وجود دارد، محققان گفتند که این مطالعه راه را برای درک بهتر چگونگی ارتباط بیماری‌های عصبی در بزرگسالان با رویدادهای اولیه زندگی باز می‌کند.
مشخص است که تجربیات غیرعادی در اوایل زندگی می تواند بر احساسات و رفتار کودکان در آینده تأثیر بگذارد.
این مطالعه بینش جدیدی در مورد رشد مغز و آسیب شناسی مغز ارائه می دهد. این امکان وجود دارد که در طول توسعه، بسته به تجربیات حیوانات، این فعالیت سیستم تعدیل کننده را بتوان تغییر داد و بر این اساس، سیم‌کشی مدار قشر مغز را می‌توان تغییر داد.
این تحقیق در مجله Science Advances منتشر شده است.
این مطالعه شامل سلول‌های لوستر، نوعی از نورون‌های بازدارنده در بخش قشر مغز، و نورون‌های سیستم کولینرژیک است که یکی از سیستم‌هایی است که محیط و وضعیت درونی را کنترل می‌کند و سیگنال‌هایی را به بقیه قسمت‌های مغز ارسال می‌کند تا حافظه و رفتارهای مناسب را تحریک کند.
هر دوی این نوع سلول ها تاکنون به طور جداگانه در زمینه عملکردها یا مدولاسیون های بزرگسالان مورد مطالعه قرار گرفته اند. نقش رشدی نورون های کولینرژیک در سیم کشی مغز به خوبی شناخته نشده است.
سلول های لوستر به دلیل اسپری سیناپس های انتقال دهنده سیگنال (به نام کارتریج های سیناپسی) در پایانه های شاخه ای که شبیه شمع های یک لوستر سنتی هستند، نامگذاری شده اند، الگویی که به آنها کنترل بازدارنده روی صدها سلول در یک زمان می دهد.
این سلول ها دارای کنترل خروجی هستند.” سلول‌های لوستر می‌توانند سلول‌های تحریک‌کننده را ترمز کنند و به آنها بگویند که آماده شلیک نیستند. تصور می‌شود که سلول‌های لوستر به عنوان سلول‌های بازدارنده امواج شلیک را تنظیم می‌کنند – که بسیار مهم است، زیرا امواج حاوی اطلاعاتی هستند که در فواصل زیادی از مغز منتقل می‌شوند.
مطالعات پس از مرگ نشان داده است که پایانه های سیناپسی واقع در انتهای آکسون های سلولی لوستر در مغز بیماران مبتلا به اسکیزوفرنی کاهش می یابد.
کاهش این «آکسون» نشان می‌دهد که آنها به اهداف پایین‌دستی ارتباط زیادی برقرار نمی‌کنند، و خود اتصالات نیز تغییر کرده‌اند و به خوبی کار نمی‌کنند.
تیم تحقیق از دو تکنیک برای مشاهده سلول‌های لوستر در طول رشد مغزی اولیه در موش‌ها استفاده کرد: هدف‌گیری ژنتیکی و استفاده از رنگ برای برچسب‌گذاری و شناسایی سلول‌هایی که به سلول‌های لوستر تمایز می‌یابند، و پیوند سلول‌های دستکاری شده ژنتیکی به حیوانات بلافاصله پس از تولد.
این امر محققان را قادر می‌سازد تا رشد مغز را همانطور که اتفاق می‌افتد تماشا کنند و شرایط را دستکاری کنند تا مکانیسم‌ها را آزمایش کنند.
محققانی که بر روی مغز پس از تولد مطالعه می‌کنند دریافتند که استیل کولین انتقال‌دهنده عصبی آزاد شده از سلول‌های سیستم کولینرژیک، شروع به انشعاب یا درختکاری آکسون‌ها بر روی سلول‌های لوستر در قشر مغز می‌کند – و درختکاری نشان می‌دهد که سلول‌های لوستر چقدر در انجام کار خود در استفاده از اثرات بازدارنده برای مقابله با آن موثر هستند. تحریک در سلول های دیگر این مطالعه اولین مطالعه ای است که نشان می دهد این دو نوع سلول که هر دو در اختلالاتی مانند اسکیزوفرنی، صرع و اوتیسم نقش دارند، در مراحل اولیه رشد مغز با هم ارتباط برقرار می کنند.
محققان ابتدا مشاهده کردند که چگونه آکسون‌های سلولی لوستر ساختارهای انشعاب خود را توسعه می‌دهند و خاطرنشان کردند که برآمدگی‌های کوچکی که از آکسون‌ها بیرون می‌آیند اولین نشانه‌های جوانه زدن شاخه‌ها هستند. و آنها ماده شیمیایی مورد نیاز برای شروع این فرآیند جوانه زدن را شناسایی کردند – انتقال دهنده عصبی استیل کولین، که توسط سلول های سیستم کولینرژیک آزاد می شود.
تعامل بین انواع سلول های دور از طریق یک سری آزمایش تأیید شد: حذف گیرنده هایی که به استیل کولین متصل می شوند و کاهش فعالیت نورون های کولینرژیک رشد شاخه را کاهش می دهد و احتمال شلیک نورون های کولینرژیک منجر به انشعاب گسترده تر می شود.
کلید این است که ما قبلاً نمی‌دانستیم که چگونه سیستم‌های تعدیل‌کننده عصبی مدارهای قشر مغز را تنظیم می‌کنند – و هر دوی آنها در بیماری‌های مغزی دخیل بوده‌اند. اکنون که متوجه شدیم نورون‌های کولینرژیک می‌توانند از راه دور بر رشد مدار قشر مغز، به‌ویژه سیگنال‌های بازدارنده قشر مغز تأثیر بگذارند، سؤال این است که چه نوع محیط یا وضعیت احساسی تغییر می‌تواند بر رشد مهارکننده‌های قشر مغز تأثیر بگذارد؟ ممکن است بخواهیم ببینیم که آیا می توانیم پیوندی را به عنوان گام بعدی پیدا کنیم.