00:00 
Многочисленные потенциальные методы лечения неврологических заболеваний, включая расстройства аутистического спектра, хорошо сработали на лабораторных мышах, но затем разочаровали людей. Что могло бы помочь, так это неинвазивное, объективное определение эффективности лечения, одинаковое для обоих видов. В новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, группа исследователей Массачусетского технологического института при поддержке коллег из США и Великобритании выявила такой биомаркер при синдроме хрупкой Х-хромосомы, наиболее распространенной наследственной форме аутизма.
Под руководством постдока Сары Корнфельд-Сулла и профессора Пикауэра Марка Беара команда измерила мозговые волны у мальчиков и мужчин с синдромом ломкой Х-хромосомы или без него, а также у мышей-самцов того же возраста, с генетическими изменениями, моделирующими расстройство, или без них. Новый подход, который Корнфельд-Сулла использовала для анализа, позволил ей выявить конкретные и надежные закономерности различий в низкочастотных мозговых волнах между типичным и хрупким Х-мозгом, характерными для разных видов в каждом возрастном диапазоне. В дальнейших экспериментах исследователи связали мозговые волны со специфической тормозной нейронной активностью у мышей и показали, что биомаркер способен указывать на эффекты даже однократных доз потенциального средства для лечения хрупкого X, называемого арбаклофеном, который усиливает торможение в мозге.
И Корнфельд-Силла, и Беар похвалили и поблагодарили коллег из Бостонской детской больницы, Фонда синдрома Фелана-Макдермида, Детского центра Цинциннати. Больнице, Университету Оклахомы и Королевскому колледжу Лондона за сбор и обмен данными для исследования.
"Это исследование объединяет эти различные наборы данных и обнаруживает связь между активностью мозговых волн, происходящей у хрупких людей X, отличающихся от типично развитых людей, и в модели хрупких мышей X, которая отличается от мышей "дикого типа", - сказала Корнфельд-Сулла, получившая докторскую степень в лаборатории Bear в 2024 году и продолжившая исследование в постдокторант FRAXA. «Межвидовая связь и сотрудничество делают эту статью действительно захватывающей».
Беар, преподаватель Института обучения и памяти Пикауэра и факультета наук о мозге и когнитивных наук Массачусетского технологического института, сказал, что возможность прямого сравнения мозговых волн может продвинуть вперед исследования в области лечения.
Поскольку это то, что мы можем измерить на мышах и людях минимально инвазивно, вы можете задаться вопросом: если лекарственное лечение X влияет на эту сигнатуру у мышей, в какой дозе действует то же самое лекарство? изменить ту же подпись у человека? Тогда у вас есть отображение физиологических эффектов на показателях поведения. И картирование может идти в обоих направлениях».
Марк Беар, профессор, Институт Пикауэра в Массачусетском технологическом институте
Пики и мощности
В ходе исследования исследователи измеряли ЭЭГ в затылочной доле человека и на поверхности зрительной коры мышей. Они измеряли мощность по всему частотному спектру, повторяя предыдущие сообщения об измененных низкочастотных мозговых волнах у взрослых людей с хрупкой Х-хромосомой и впервые показывая как эти нарушения различаются у детей с хрупким X.
Чтобы провести сравнение с мышами, Корнфельд-Сулла вычла фоновую активность, чтобы специально изолировать только «периодические» колебания мощности (например, мозговые волны) на каждой частоте. Она также проигнорировала типичный способ группировки мозговых волн по частоте (в отдельные полосы с обозначениями греческих букв дельта, тета, альфа, бета и гамма), чтобы она могла просто сопоставить периодические. Спектры мощности людей и мышей, не пытаясь сопоставить их диапазон за диапазоном (например, пытаясь сравнить «альфа»-диапазон мыши с человеческим). Это оказалось решающим, поскольку существенные, схожие закономерности, демонстрируемые мышами, на самом деле наблюдались в другом низкочастотном диапазоне, чем у людей (тета-по сравнению с альфа-диапазоном). У обоих видов также были изменения в более высокочастотных диапазонах в хрупком X, но Корнфельд-Сулла отметил, что различия в низкочастотных мозговых волнах легче измерить и более надежны у людей, что делает их более надежными. более многообещающий биомаркер.
Итак, какие закономерности составляют биомаркер? Как у взрослых мужчин, так и у мышей пик мощности низкочастотных волн смещается в сторону значительно более медленной частоты в случаях хрупкого X по сравнению с нейротипичными случаями. Между тем, у хрупких мальчиков X и молодых мышей, хотя пик несколько смещается в сторону более медленной частоты, что действительно важно, так это снижение мощности на том же пике.
Исследователям удалось идентифицировать некоторые из этих консервативных, связанных с возрастом биомаркеров. изменения биомаркера, заглянув «под капот», как выразился Беар, с помощью зонда, введенного в зрительную кору бодрствующих мышей. Там они также смогли различить, что рассматриваемый пик на самом деле состоит из двух отдельных субпиков и что субпик с более низкой частотой является тем, который варьируется конкретно при синдроме хрупкой Х-хромосомы.
