动物模型不能“无视”刺激,模拟人类的感官过敏
通过挠老鼠的胡须,并记录它们的反应,加州大学洛杉矶分校的研究人员可能更容易理解为什么许多自闭症儿童在听到响亮的声音或不能忍受发痒的羊毛衫时会捂住耳朵。
科学家在6月12日出版的《科学》杂志上报道神经科学杂志》上通过基因改造老鼠来模仿一种自闭症在人类中,脆性X综合症无法适应或不理会对其胡须的重复刺激——这与普通老鼠不同。这一发现暗示了自闭症患者的一种常见症状——感觉超敏症。
加州大学洛杉矶分校(UCLA)大卫·格芬医学院(David Geffen School of Medicine)神经学和神经生物学教授卡洛斯·波特拉-卡里奥(Carlos Portera-Cailliau)博士是这篇论文的资深作者,他说,“如果我们能对这种机制有更多了解,或者帮助推动大脑朝着适应的方向发展,我们就能真正帮助自闭症儿童。”“目前,他们的大脑还没有成熟到可以让这种适应机制正常工作的程度。”
对触觉、声音、味觉和其他感官输入的过度敏感是自闭症的一个主要特征,自闭症的特征是社交障碍、重复行为和语言障碍。理解导致回避或“触觉防御”的感官过敏是很重要的,因为它会导致自闭症的其他特征,如焦虑、睡眠障碍和注意力不集中。
为了了解更多,Portera-Cailliau和他的同事使用脆性X综合症的遗传老鼠模型,以确定脆性X综合症的老鼠是否表现出自闭症患者的“触觉防御”。脆性X综合症是人类自闭症和学习障碍最常见的遗传原因。科学家们研究了14天大老鼠的行为成年老鼠在一个球上奔跑,如同铁丝梳不断地碰触它们的胡须。一只14天大的老鼠的神经发育大致与人类出生前后的几个月相对应——在这段时间里,经历塑造了与处理相关的大脑回路感觉输入。
研究人员发现,年轻的脆弱的X小鼠对胡须刺激的反应就像它们试图逃脱一样。相比之下,普通老鼠稍微跑了一下就停了下来,尽管胡须的扭动仍在继续,就像它们能够阻挡刺激一样。当它们成年时,脆弱的X小鼠跑开并改变方向以避开胡须刺激器,而普通成年小鼠则能够忽略它。
该研究的第一作者、Portera-Cailiau实验室的博士生辛西娅·贺(Cynthia He)说,“因为脆性X染色体综合征和自闭症是神经发育异常的疾病,所以在动物模型中观察不同发育阶段发生的情况非常重要。”
研究人员还使用了一种特殊的显微镜,采用了一种叫做双光子钙成像的技术,来观察单个脑细胞的信号,这些脑细胞被刺激激活,就像物体接触胡须一样。
对这些观察结果的分析显示,两组老鼠的神经元在开始时都是一样的,然后只有在老鼠研究人员假设脆性X组可能缺乏抑制神经元活动的化学物质,这是一个潜在的治疗靶点。
他说:“为了开发自闭症等神经发育疾病的治疗方法,你真的需要对生理学有坚实的了解。”“这是朝这个方向迈出的重要一步。”
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