Schizofreni: 'Resyncing' av hjärnkretsar kan stoppa symtomen
Schizofreni är ett komplext mentalt tillstånd som fortfarande inte är helt förstått när det gäller hur hjärnkretsar kopplas samman med beteendemässiga symptom. Nu verkar dock forskare ha hittat ett sätt att få några av symtomen att försvinna.
Nya studier har antytt att några av symtomen på schizofreni - såsom minnesproblem, hallucinationer och hyperaktivitet - kan bero på ”desynkroniserade” hjärnceller.
Ännu har det dock inte funnits någon biologisk förklaring till detta på cellnivå.
Utredarna från universitetet i Genève i Schweiz säger att desynkroniseringen beror på brist i en celltyp som fungerar som en orkesterledare.
När de återställde cellens funktion hos vuxna möss som uppföddes för att utveckla vissa beteendessymptom på schizofreni försvann symtomen.
Det finns en vetenskaplig rapport om deras nya resultat i en uppsats som nu finns i tidskriften Natur neurovetenskap.
Dysfunktionella hämmande nervceller
Musmodellen bestod av vuxna möss som konstruerats för att bära en riskgen för schizofreni och som utvecklade vissa beteendemässiga symtom på sjukdomen.
En jämförelse av en hjärnkrets hos dessa möss med de av kontrollerade, omodifierade möss, avslöjade att i den senare uppförde sig tusentals celler i kretsen på ett samordnat, synkroniserat sätt efter en exakt tidssekvens.
Cellerna i samma krets av schizofrenimodellmössen var lika aktiva men aktiviteten var okoordinerad. Detta berodde på dysfunktion i en grupp celler som kallas "hämmande nervceller."
"Organisationen och synkroniseringen av neurala nätverk", säger seniorstudieförfattaren Alan Carleton, vid Institutionen för grundläggande neurovetenskap, "uppnås genom ingripande av delpopulationer av hämmande nervceller, inklusive parvalbuminneuroner."
I deras schizofrenimuselmodell var de hämmande nervcellerna dock "mycket mindre aktiva", förklarar han och tillägger att när det inte finns tillräcklig "hämning för att kontrollera och strukturera den elektriska aktiviteten hos andra nervceller i nätverket, reglerar anarkin."
Genetiskt och miljömässigt ursprung
Schizofreni är ett allvarligt tillstånd som kan påverka tänkande, känsla, beteende och interaktion med andra. Även om symtomen kan variera mycket från person till person, är sjukdomen långvarig och ofta inaktiverande.
En person med schizofreni upplever psykotiska symtom och kan stöta på som om de inte är i kontakt med verkligheten. De kan ”höra röster”, uppleva hallucinationer och vanföreställningar, inte uttrycka känslor, har oroliga tankar och tror att andra tänker skada dem.
Forskare tror att både genetiska och miljömässiga faktorer bidrar till orsaken och utvecklingen av schizofreni. Många gener har kopplats till sjukdomen, och man tror också att exponering för vissa virus och problem under födseln också kan vara inblandade.
Även om behandling och stöd kan hjälpa kan vardagen utgöra en enorm utmaning för personer med schizofreni, vilket gör det svårt att leva ett självständigt liv, få kvalifikationer, skapa och underhålla relationer och säkra produktiv anställning.
Det är inte lätt att uppskatta förekomsten av schizofreni på grund av sjukdomens komplexitet och de många sätten att diagnostisera den. Dess symtom överlappar ofta med andra sjukdomar, såsom bipolär sjukdom.
Av denna anledning kombineras uppskattningarna ofta med andra störningar. Dessa uppskattningar sträcker sig från 0,25 procent till 0,75 procent av befolkningen.
En musmodell av schizofreni
För att bättre utforska den neurala grunden för schizofreni konstruerade Carleton och kollegor möss med en genmutation som motsvarar en som orsakar DiGeorge - eller 22q11-radering - syndrom hos människor. Människor med detta syndrom saknar dussintals gener i kromosom 22.
Även om många genmutationer har kopplats till schizofreni valde forskarna 22q11-radering eftersom det "representerar den högsta genetiska risken för att utveckla schizofreni."
De fokuserade på ett neuralt nätverk i hippocampus, känt som CA1-området, och noterade att flera funktioner i detta område skiljer sig från schizofrenimodellmöss till kontrollmöss. Dessa funktioner inkluderar "strukturella och elektrofysiologiska egenskaper" och "funktionell anslutning till avlägsna hjärnområden."
De studerade skillnaderna i "nätverksdynamik och beteende" hos musmodellen och hur de reagerade på försök att manipulera den genom att stimulera de parvalbuminhämmande nervcellerna.
Vi skulle kunna återställa "funktionell hjärndynamik"
Att stimulera de underaktiva parvalbuminhämmande nervcellerna hos vuxna schizofrenimodellmöss fick neuronnätverket i synk och sekvens som kontrollmössens.
Detta korrigerade också en del av det onormala beteendet hos vuxna schizofrenimodellmöss, genom att de slutade vara hyperaktiva och inte visade minnesproblem.
Studieförfattarna föreslår att deras resultat visar att det är möjligt att ”återställa funktionell hjärndynamik och typiska beteendemönster” även i vuxen ålder.
"Detta är verkligen viktigt," förklarar Carleton och noterar, "[S] chizofrenia utvecklas under sen tonåren, även om de neurala förändringarna troligen är närvarande sedan neuroutvecklingsstadiet."
Han och hans team planerar nu att genomföra en liknande undersökning av schizofreni som uppstår från andra riskgener.
"Enligt våra resultat kan det vara tillräckligt att förstärka effekten av ett dåligt aktivt hämmande neuron, även efter att hjärnan har utvecklats, för att återställa att dessa nervnätverk fungerar korrekt, vilket gör att vissa patologiska beteenden försvinner."
Alan Carleton
