Сенсорная стимуляция в критический период вскоре после рождения необходима для создания сетей в мозгу, которые "карта" ощущения и способствуют развитию нормального поведения, согласно новому исследованию Weill Cornell Medicine.
В статье, опубликованной в печати 11 июля и онлайн 19 июня в Neuron, впервые было обнаружено раннее функциональное развитие специализированных нервных клеток, называемых интернейронами, у мышей в течение первых двух недель после рождения. Полученные данные предполагают, что может быть раннее критическое окно для развития интернейронов у младенцев человека для установления здоровых сенсорных реакций в зрелом возрасте.
"Важно понимать, как и когда развиваются интернейроны, поскольку все больше данных связывает аномальную активность интернейронов с такими расстройствами, как аутизм и детская эпилепсия," сказал доктор. Наталья Де Марко Гарсиа, доцент кафедры нейробиологии в Институте исследования мозга и разума семьи Фейл при Weill Cornell Medicine. "Если нейронные цепи, необходимые для реакции на сенсорные входы, не формируются правильно в раннем возрасте, дефицит может привести к аномальным реакциям на сенсорные входы и нарушению социальных отношений у взрослых."
Маленькие мыши не могут двигать усами при рождении. Внешняя стимуляция через прикосновения матери и их братьев и сестер отправляет сообщения от усов в мозг. Мыши-детеныши приобретают способность добровольно двигать усами после того, как интернейроны развиваются и соединяют сенсорные и центральные нейроны в сети "карта" усы на определенную область мозга, объединяя сенсорный ввод и движение мышц.
Для исследования доктор. Де Марко Гарсия и ее команда использовали струю воздуха на усах мышей, чтобы имитировать ощущения прикосновения, возникающие в гнезде. Используя специализированную технологию визуализации, они определили область мозга, отвечающую за получение сообщений касания усов. Они наблюдали ежедневные изменения активности отдельных нейронов по мере взросления мышей и обнаружили, что интернейроны функционально развиваются уже через шесть дней после рождения.
Затем исследователи изучили детенышей мышей, которые не могли в полной мере ощущать прикосновения через усы. По мере того, как мыши росли и становились взрослыми, они все еще получали сенсорные сообщения в тех же областях мозга, что и нормальные мыши. Тем не менее, они показали нарушенную способность различать текстуры наощупь, что указывает на то, что они неправильно обрабатывали сенсорные сообщения. "Мы продемонстрировали, что нарушение развития сенсорных сетей во время критического окна приводит к длительным нарушениям поведения у мышей," Доктор. Де Марко Гарсия сказал.
Полученные данные проливают свет на то, как сенсорно-когнитивный дефицит может развиваться при расстройствах, возникающих в процессе развития нервной системы человека, таких как расстройство аутистического спектра (РАС). Многие дети с РАС имеют нарушенную способность обрабатывать сигналы в мозг, поступающие от органов чувств, и ненормально реагировать на тактильные, слуховые и визуальные раздражители. В настоящее время средний возраст диагноза РАС составляет около 4 лет, при этом расстройства затрагивают примерно 1 из 59 детей в Соединенных Штатах. Выявление самых ранних признаков РАС имеет важное значение, поскольку ранняя диагностика и вмешательство могут значительно улучшить развитие ребенка.
"Наши результаты открывают путь для дальнейших исследований того, как нейроны развиваются в критическом окне ранней постнатальной жизни на мышах с моделями аутизма," Доктор. Де Марко Гарсия сказал. "В будущем, если бы мы могли наблюдать нарушения активности интернейронов у детей на более ранних этапах жизни, мы могли бы вмешаться раньше и улучшить результаты."