已知导致遗传性自闭症的常见基因现在与特定行为有关

被欧宝娱乐地址称为脆性X染色体综合症的遗传疾病是遗传性自闭症和智力残疾的最常见原因。脑科学家们知道导致这种综合症的基因缺陷，并了解它对大脑突触(神经元之间的连接)的扭曲所造成的损害。但是这种突触的异常形成是如何转化为异常行为的还不清楚。

现在，加州大学洛杉矶分校的研究人员相信他们知道了。使用小鼠模型脆性X综合征(FXS)，他们记录了活体神经元网络的活动老鼠大脑当动物醒着睡着的时候。他们发现在睡眠和安静的清醒状态下，这些神经网络表现出过多的活动，过于频繁且同步，比正常的大脑活跃得多。

研究人员表示，这种神经元兴奋性可能是FXS儿童症状的基础，包括睡眠中断、癫痫发作或学习障碍。这些发现可能会导致治疗，可以平息过度活动，允许更多的正常行为。

该研究结果发表在该杂志6月2日的在线版上自然神经科学。

根据国家脆弱X基金会(National Fragile X Foundation)的数据，大约每3600到4000名男性中就有一名患有这种疾病，每4000到6000名女性中也有一名患有这种疾病。FXS是由FMR1基因它编码脆性X智力发育迟缓蛋白(简称FMRP)。这种蛋白质被认为对突触的形成和调节很重要。老鼠缺乏FMR1基因——因此缺乏FMRP蛋白——表现出一些与人类FXS相同的症状，包括癫痫发作、睡眠障碍、异常社会关系和学习缺陷。

“我们想找到两者之间的联系异常结构FXS小鼠和行为异常在这个层次上大脑回路。加州大学洛杉矶分校神经病学和神经生物学副教授、资深作者Carlos Portera-Cailliau博士说。所以我们测试了脆性X小鼠不同神经元之间的信号，确实发现了异常高的动作电位——神经元之间的信号——以及异常高的同步——也就是说，太多的神经元一起放电。这在早期大脑发育中很常见，但在成人中并不常见。”

“本质上，这表明FXS的大脑回路相对不成熟，”Portera-Cailliau实验室的前博士后研究员、该研究的第一作者Tiago Gonçalves补充说。

研究人员使用了双光子钙成像和膜片钳电生理学——这两种先进的技术使他们能够记录来自单个脑细胞的信号。Portera-Cailliau说，不正常的高放电和网络同步是FXS中神经元回路过度兴奋的证据。

他说:“这可能导致大脑功能异常或大脑正常计算能力受损。”“例如，高度同步可能导致癫痫发作;更多的神经元一起放电可能导致大脑的整个部分同步放电，这是癫痫发作的基础。”

Portera-Cailliau说，有FXS的儿童中有20%患有癫痫。高频率的放电也会损害大脑解码感官刺激的能力，因为它会对简单的感官刺激产生强烈的反应;他指出，这可能会导致自闭症和社交退缩。

Portera-Cailliau说:“有趣的是，我们发现在动物睡觉的时候，高兴奋和同步尤其明显。”“这很奇怪，因为FXS的一个突出症状是睡眠中断和频繁醒来。”

他还指出，由于睡眠对于编码记忆和巩固学习非常重要，FXS中大脑网络的这种高度兴奋性可能会干扰建立新记忆的过程，这或许可以解释这一现象学习障碍FXS的儿童

“因为大脑科学家对调节神经元兴奋性的因素了解很多，包括抑制性神经元，他们现在可以尝试使用各种策略来抑制神经元兴奋，”他说。“希望这可能有助于治疗FXS的症状。”

Portera-Cailliau说，下一步是探索脆性X小鼠是否确实对感官刺激表现出夸张的反应。

他说:“对轻微声音或爱抚的强烈反应，或对感官刺激的过度兴奋，可能在不同类型的自闭症中都很常见，而不仅仅是FXS。”“如果过度兴奋是这些症状的脑网络基础，那么通过某些药物来调节抑制来降低神经元兴奋性可能对这些毁灭性的神经发育障碍有治疗价值。”

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