Charakterisierung kognitiver und mesofrontaler Defizite bei Arc-Mutantenmäusen. (a) Diagramm, das die Navigationsmöglichkeiten für Mäuse in einem Y-Labyrinth zeigt. In der Mitte des Labyrinths hat eine Maus die Wahl, entweder einen neuen Arm (Alternation) oder einen zuvor besuchten alten Arm zu betreten. (b) Wechselprozentsatz in der Y-Labyrinth-Aufgabe, der eine signifikante Reduzierung der Arc-/–Tiere im Vergleich zu Wildtyp-Tieren zeigt (**p=0,001, t-Test, t(15)=3,975, WT N = 8, Arc- /- N = 9 Mäuse, beide Gruppen bestanden den Shapiro-Wilk-Normalitätstest bei Alpha=0,05). (c) Die gesamten Armeinträge sind zwischen Arc-/- und WT vergleichbar. (d) Oben, schematische Darstellung der AAV-Injektion in TH-Cre-Tieren zur Markierung dopaminerger Neuronen. Unten, konfokales Bild, das die Markierung von tdTomato (rot) und SypGFP (grün) im VTA zeigt. Maßstabsbalken, 100 µm. (e) Linkes konfokales Bild, das markierte dopaminerge Axone im frontalen Kortex zeigt. Die gepunktete Linie zeigt den interessierenden Bereich für M2 an. Maßstabsbalken, 100 µm. Rechts, vergrößerter Bereich mit beschrifteten Axonen (tdTomato, rot) und Boutons (tdTomato+SypGFP, gelb). Maßstabsbalken, 20 µm. (f, g) Die normalisierte Axonlänge (f) unterscheidet sich nicht wesentlich. Die normalisierte Bouton-Dichte (g) ist bei Arc-/–Tieren im Vergleich zu WT-Tieren deutlich reduziert (*p=0,034, t-Test, t-Test, t(12)=2,393, N=7 Mäuse für jede Gruppe). Die Axonlänge wird durch die Anzahl markierter Zellen in VTA normalisiert, die Boutondichte wird durch die Axonlänge normalisiert und beide werden als Prozentsatz des Gruppendurchschnitts bei WT-Mäusen ausgedrückt. Alle Fehlerbalken zeigen SEM an. Kredit: (2023). DOI: 10.7554/eLife.87414.1
Das Gehirn verändert sich während der Kindheit und im gesamten Jugendalter kontinuierlich. Neuropsychiatrische Erkrankungen wie Schizophrenie beginnen häufig im jungen Erwachsenenalter. In diesem Entwicklungsstadium beginnt eine Funktionsstörung des Dopaminsystems, das für die kognitive Verarbeitung und Entscheidungsfindung notwendig ist.
Forscher am Del Monte Institute for Neuroscience an der University of Rochester kommen der Suche nach einem möglichen Ziel für die Behandlung neuropsychiatrischer Erkrankungen wie Schizophrenie und Autismus in dieser Entwicklungsphase näher, die sich auf die Schaltkreise des Gehirns bis ins Erwachsenenalter auswirken könnten.
„Die Entwicklung des Gehirns ist ein langwieriger Prozess, und viele neuronale Systeme haben kritische Fenster – Schlüsselzeiten, in denen Gehirnbereiche formbar sind und letzte Reifungsschritte durchlaufen“, sagte Rianne Stowell, Ph.D., Postdoktorandin am Wang Lab der University of Rochester Medical Center und Co-Erstautor über Forschungsergebnisse in der Zeitschrift eLife. „Indem wir diese Fenster identifizieren, können wir Interventionen auf diese Zeiträume ausrichten und möglicherweise den Verlauf einer Krankheit ändern, indem wir die durch diese Störungen verursachten strukturellen und Verhaltensdefizite beheben.“
Die Forscher zielten auf leistungsschwache Neuronen im Dopaminsystem ab, die bei Mäusen mit der Frontalrinde verbunden sind. Diese Schaltkreise sind für die höhere kognitive Verarbeitung und Entscheidungsfindung von wesentlicher Bedeutung. Sie fanden heraus, dass die Stimulierung der Zellen, die Dopamin an die Frontalrinde liefern, diesen Schaltkreis stärkte und strukturelle Mängel im Gehirn heilte, die langfristige Symptome verursachen.
Frühere Untersuchungen des Wang Lab ergaben, dass dieser spezifische Arm des Dopaminsystems im Gehirn von Jugendlichen flexibel war, nicht jedoch bei Erwachsenen. Diese jüngste Forschung nutzte dieses Fenster für Plastizität im System als Gelegenheit für therapeutische Interventionen.
„Diese Ergebnisse legen nahe, dass eine Erhöhung der Aktivität des dopaminergen Schaltkreises bei Jugendlichen bestehende Defizite im Schaltkreis beheben kann und dass dieser Effekt lang anhaltend sein kann, da diese Veränderungen bis ins Erwachsenenalter bestehen bleiben“, sagte Stowell. „Wenn wir die richtigen Entwicklungsfenster ansteuern und die Signale verstehen, die dabei im Spiel sind, können wir Behandlungen entwickeln, die den Verlauf dieser Hirnstörungen verändern.“
Mehr Informationen:
Surjeet Mastwal et al.: Die Neurostimulation des Dopaminkreislaufs bei Jugendlichen kehrt genetische Defizite in der frontalen Kortexfunktion um. eLife (2023). DOI: 10.7554/eLife.87414.1
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Bereitgestellt vom University of Rochester Medical Center
Zitat: Forscher finden mögliches Ziel für die Behandlung neuropsychiatrischer Störungen bei Teenagern (2023, 2. Juni), abgerufen am 3. Juni 2023 von https://medicalxpress.com/news/2023-06-neuropsychiatric-disorders-teens.html
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