Hirnregion verknüpft mit veränderten sozialen Interaktionen, in Autismus-Modell

Obwohl psychiatrische Erkrankungen können miteinander verknüpft werden, insbesondere die Gene, das Gehirn Regionen und Mechanismen, insbesondere Störungen sind nicht gut verstanden. Mutationen oder Deletionen des SHANK3-gen sind stark assoziiert mit Autismus-Spektrum-Störung (ASD) und einer damit verbundenen seltenen Störung namens Phelan-McDermid-Syndrom. Mäuse mit SHANK3-Mutationen zeigen auch einige der Merkmale mit Autismus in Verbindung gebracht, einschließlich der Vermeidung von sozialen Interaktionen, aber die Hirnregionen, die verantwortlich für dieses Verhalten wurden nicht identifiziert.

Eine neue Studie von Neurowissenschaftler am MIT und die Kollegen in China liefert Hinweise auf die neuronalen schaltkreise zugrunde liegenden sozialen Defizite im Zusammenhang mit ASD. Das Papier, veröffentlicht in Nature Neuroscience“herausgefunden, dass strukturelle und funktionelle Beeinträchtigungen im anterioren Cingulum (ACC) von SHANK3 Mutante Mäuse sind verknüpft mit veränderten sozialen Interaktionen.

„Neurobiologische Mechanismen des sozialen Defizite sind sehr Komplex und beinhalten viele Gehirn-Regionen, auch in einem Maus-Modell“, erklärt Guoping Feng, James W. und Patricia T. Poitras Professor am MIT und einer der leitenden Autoren der Studie. „Diese Ergebnisse fügen Sie ein weiteres Stück des Puzzles, um die Kartierung der neuronalen Schaltkreisen verantwortlich für dieses soziale Defizit im ASD-Modelle.“

Die Nature Neuroscience Papier ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen Feng, der auch ein Privatdetektiv bei der MIT McGovern Institut und ein leitender Wissenschaftler in der Broad Institute Stanley Center für Psychiatrische Forschung, und Wenting Wang Shengxi Wu, die Vierte Military Medical University, Xi ‚ an, China.

Eine Reihe von Hirnregionen beteiligt gewesen, soziale Interaktionen, einschließlich des präfrontalen cortex (PFC) und seine Projektionen zum Gehirn-Regionen, einschließlich der nucleus accumbens und habenula, aber diese Studien konnte nicht endgültig link den PFC zu einer veränderten sozialen Interaktionen gesehen, in SHANK3-knockout-Mäuse.

In der neuen Studie der Autoren konzentriert sich stattdessen auf das ACC, eine Gehirn-region, die bekannt ist für seine Rolle in der sozialen Funktionen bei Mensch und Tier-Modelle. Der ACC ist auch bekannt, um eine Rolle in grundlegenden kognitiven Prozesse, einschließlich der Kosten-nutzen-Rechnung, motivation und Entscheidungsfindung.

Bei Mäusen, denen SHANK3, fanden die Forscher strukturelle und funktionelle Störungen an den Synapsen oder verbindungen zwischen exzitatorischen Neuronen im ACC. Die Forscher gingen auf zu zeigen, dass der Verlust von SHANK3 in erregenden ACC Neuronen allein war genug, um zu stören die Kommunikation zwischen diesen Neuronen und führte zu ungewöhnlich reduzierte Aktivität dieser Neuronen während der Verhaltens-Aufgaben reflektieren die soziale Interaktion.

Mit den eingenommenen diese ACC Neuronen in der sozialen Präferenzen und die Interaktionen im SHANK3-knockout-Mäuse, die Autoren dann getestet, ob die Aktivierung dieser gleichen Neuronen retten konnte, diese Verhaltensweisen. Mit optogenetik und spezifisch Medikamente, die Forscher aktiviert das ACC Neuronen gefunden und verbessert das soziale Verhalten in der SHANK3 Mutanten Mäusen.

„Als Nächstes planen wir erkunden Regionen des Gehirns hinter dem ACC modulieren, dass das soziale Verhalten in normalen Mäusen und Modellen von Autismus“, erklärt Wenting Wang, co-entsprechenden Autor auf der Studie. „Dies wird uns helfen, besser zu verstehen, die neuronalen Mechanismen von sozialem Verhalten, sowie soziale Defizite in neuroentwicklungsstörungen.“

In früheren klinischen Studien berichteten, dass die anatomischen Strukturen im ACC verändert wurden und/oder Funktionsstörungen in Menschen mit ASD, ein Erster Hinweis darauf, dass die Ergebnisse von SHANK3 Mäuse können auch für wahr halte, in diesen Individuen.

Finanziert wurde die Forschung zum Teil durch die Natural Science Foundation of China. Guoping Feng wurde unterstützt von NIMH grant no. MH097104, der Poitras-Zentrum für Psychiatrische Erkrankungen Forschung am McGovern-Institut am MIT und die Hock E. Tan und K. Lisa Yang-Mitte für Autismus-Forschung am McGovern-Institut am MIT.