Pārsteidzošs smadzeņu atklājums liek pārskatīt kustību traucējumu pētniecību
Virdžīnijas Tehnoloģiju institūta pētnieki atklājuši, ka smadzenīšu Purkinje šūnu aktivitāte neprognozē dziļo kodolu neironu aktivitāti, apšaubot ilggadēju pieņēmumu smadzenīšu traucējumu izpētē.
Jauns Virdžīnijas Tehnoloģiju institūta neirozinātnieces Meikes van der Heidens pētījums apšauba ilggadēju pieeju hronisku neiroloģisku slimību, piemēram, distonijas, ataksijas un trīces, izpētē. Šie traucējumi rodas no problēmām smadzenītēs, smadzeņu apgabalā, kas koordinē kustības. Kad smadzenītes tiek traucētas, cilvēkiem var rasties sāpīgas muskuļu kontrakcijas, neparastas pozas un nekontrolējama trīce.
Gadiem ilgi neirozinātnieki ir koncentrējušies uz divu veidu smadzenīšu šūnu attiecībām. Viena grupa, ko sauc par Purkinje šūnām, nomāc aktivitāti citā grupā, ko sauc par dziļo kodolu šūnām. Šīs saiknes dēļ pētnieki parasti pieņēma, ka Purkinje šūnu aktivitātes novērošana sniedz ticamu priekšstatu par to, kas notiek dziļajos kodolos. Pētījums, kas publicēts Journal of Physiology, atklāja, ka šis pieņēmums varētu nebūt patiess.
"Mēs redzam, ka nav skaidras lineāras attiecības starp aktivitāti Purkinje šūnās un dziļo kodolu šūnās. Tāpēc, novērojot vienu, lai saprastu, kas notiek otrā, ir ļoti ierobežota prognozēšanas spēja," sacīja van der Heidena, institūta asistente.
Ietekme uz distoniju, ataksiju un trīci
Atklājumiem var būt svarīgas sekas gan pētniecībā, gan smadzenīšu kustību traucējumu ārstēšanā. "Purkinje un dziļo kodolu šūnu aktivitāte slimības stāvoklī ir traucēta, un labāka izpratne par šo neironu veidu attiecībām galu galā palīdzēs optimizēt ārstēšanu tādām slimībām kā distonija, ataksija un trīce," sacīja Alisa Liona, pēcdoktorantūras kandidāte un raksta pirmā autore.
Viens no iemesliem, kāpēc Purkinje šūnām pievērsta tik liela uzmanība, ir tas, ka tās ir vieglāk pētīt. Tās atrodas smadzenīšu ārējā slānī, padarot tās pieejamākas pētniekiem. Savukārt dziļo kodolu šūnas atrodas dziļāk smadzeņu virsmā, un tās ir grūtāk tieši izmērīt. Rezultātā daudzi zinātnieki ir izmantojuši Purkinje šūnu aktivitāti kā noderīgu biomarķieri tam, kas notiek dziļākajās šūnās.
Negaidīti rezultāti
Normālos apstākļos Purkinje šūnas nomāc dziļo kodolu šūnas. Pamatojoties uz šīm attiecībām, varētu gaidīt, ka lielāka Purkinje šūnu aktivitāte atbilst zemākai aktivitātei dziļajos kodolos, savukārt samazināta Purkinje aktivitāte radītu pretēju efektu. Lai pārbaudītu šo pieņēmumu, pētnieku grupa analizēja elektrofizioloģijas ierakstu datubāzi, kas iegūta no preklīniskiem smadzenīšu slimību modeļiem. Rezultāti neuzrādīja būtisku korelāciju starp abu šūnu populāciju aktivitāti.
"Mēs iesakām, ka, ja vēlaties uzzināt, kā smadzenītes uzvedas slimības stāvoklī, jums jāskatās uz dziļo kodolu neironiem, ne tikai uz Purkinje šūnām," sacīja van der Heidena, kura ir arī Virdžīnijas Tehnoloģiju institūta Neirozinātņu skolas mācībspēks. Viņa piebilda, ka pētniekiem vajadzētu būt piesardzīgiem arī attiecībā uz ārstēšanas stratēģijām, kas koncentrējas uz Purkinje šūnu aktivitātes mainīšanu, cerot, ka dziļo kodolu šūnas attiecīgi reaģēs.
"Šis ir brīdinājuma stāsts par smadzenīšu aktivitātes izpratni slimībā, bet arī par šo sarežģīto slimību ārstēšanu," sacīja van der Heidena. "Mums jābūt ļoti uzmanīgiem, izdarot pieņēmumus, un faktiski jāveic eksperimenti, lai pārbaudītu mūsu hipotēzes."
