Terlalu Banyak Sambungan Otak Mungkin Punca Di Sebalik Autisme

Sumber: iStockphoto

Oleh: Trenton Paul

Menurut kajian sepasukan saintis di Washington University School of Medicine di St. Louis, terdapat gen yang cacat yang dikaitkan dengan autisme yang mempengaruhi bagaimana neuron berkomunikasi antara satu sama lain di otak.

Dalam satu siri ujian yang dilakukan pada tikus, didapati bahawa gen yang dimaksudkan menyebabkan terlalu banyak hubungan dibuat antara neuron. Ini menyebabkan masalah pembelajaran untuk mata pelajaran, dan pasukan penyelidik percaya penemuan ini membawa masuk ke dalam manusia juga.

Mutasi dalam gen yang dikaitkan dengan autisme pada orang menyebabkan neuron membentuk terlalu banyak hubungan pada tikus. Hasil kajian menunjukkan bahawa kerosakan dalam komunikasi antara sel otak dapat menjadi punca autisme. Sumber: Sekolah Perubatan Universiti Getty / Washington

"Kajian ini menimbulkan kemungkinan bahawa terdapat terlalu banyak sinaps di otak pesakit dengan autisme," kata pengarang kanan Azad Bonni, MD, PhD, Profesor Neurosains Edison dan ketua Jabatan Neurosains di Washington University School of Medicine di St. Louis. "Anda mungkin berfikir bahawa mempunyai lebih banyak sinapsis akan membuat otak berfungsi dengan lebih baik, tetapi sepertinya tidak demikian. Semakin banyak sinapsis menimbulkan miskomunikasi di antara neuron di otak yang sedang berkembang yang berkorelasi dengan gangguan dalam pembelajaran, walaupun kita tidak tahu caranya. "

Gen yang dikaitkan dengan Autisme

Gangguan perkembangan saraf mempengaruhi kira-kira 1 dari 68 kanak-kanak di seluruh dunia, dan ciri utamanya berkisar pada cabaran sosial dan komunikatif.

Banyak gen didapati mempunyai kaitan dengan autisme. Enam gen utama dalam penemuan ini berfungsi untuk melekatkan label molekul, yang disebut ubiquitin, kepada protein. Gen ini, yang biasa disebut sebagai ubigitin ligases, berfungsi dengan cara yang sama seperti barisan pengeluaran di sebuah kilang. Mereka memberitahu bahagian sel yang lebih besar apa sebenarnya yang perlu dilakukan dengan protein yang ditandai. Kadang-kadang ia memberitahu sel untuk membuangnya, pada masa lain ia mengarahkan sel untuk mengalihkannya ke tempat lain, dan ligase bahkan memberitahu sel bagaimana meningkatkan atau mengurangkan aktiviti dalam protein.

Mereka yang menghidap autisme sering mengalami mutasi yang menghalang salah satu gen ubiquitin daripada berfungsi sebagaimana mestinya. Masalah-masalah di sebalik mutasi ini, hingga sekarang, telah diteliti dengan buruk atau disalahpahami. Untuk lebih memahami bagaimana sistem ini berfungsi, Bonni dan rakan-rakannya membuang gen ubiquitin RNF8 dalam neuron pada otak kecil tikus muda. Cerebellum, yang terletak di bahagian bawah otak tepat di atas batang, adalah salah satu kawasan utama yang terkena autisme.

Diagram otak yang terdapat pada tikus muda. Sumber: Universiti Rockefeller

Menurut penemuan pasukan, neuron yang kekurangan protein RNF8 membentuk sekitar 50 peratus sinaps, yang merupakan sambungan yang membolehkan neuron menghantar isyarat dari satu sama lain, daripada yang mempunyai gen. Sinapsis tambahan juga berfungsi. Dengan mengukur isyarat elektrik di sel penerima, para penyelidik mendapati bahawa kekuatan isyarat itu berlipat ganda pada tikus yang kekurangan protein.

Sinapsis pada dasarnya bekerja lembur dalam proses pemindahan, yang dianggap menyebabkan kurangnya perhatian ketika pasien ditempatkan dalam situasi pembelajaran. Otak terlalu banyak bekerja dengan komunikasi, oleh itu ia tidak dapat menyerap pengalaman belajar.

Data yang dikumpulkan

Tikus yang tidak mempunyai protein RNF8 tidak mempunyai masalah yang jelas dengan pergerakan, tetapi ketika tiba waktunya untuk mengajar mereka kemahiran motorik asas (seperti menutup mata mereka), mereka menghadapi banyak kesukaran. Pasukan itu melatih tikus untuk mengaitkan udara yang cepat ke mata dengan sekelip cahaya. Walaupun tikus dengan protein RFN8 belajar menutup mata ketika mereka melihat cahaya berkedip untuk mengelakkan kerengsaan udara yang masuk, tikus tanpa gen menutup mata hanya sepertiga waktu.

Neuron dari otak orang muda dengan autisme. Sumber: Guomei Tang dan Mark S. Sonders / CUMC

Jelas terdapat perbezaan yang besar dalam bekerja dengan tikus dan anak-anak, tetapi kerana haiwan ini telah ditemukan sangat dekat dengan manusia dalam hal susunan neurologi, hasil ini mendorong lebih banyak penelitian mengenai data yang dikumpulkan.

"Ada kemungkinan bahawa hubungan yang berlebihan antara neuron menyumbang kepada autisme," kata Bonni. "Lebih banyak kerja perlu dilakukan untuk mengesahkan hipotesis ini pada orang, tetapi jika ternyata itu benar, maka anda boleh mula mencari cara untuk mengawal jumlah sinapsis. Ia berpotensi memberi manfaat bukan hanya pada orang yang mengalami mutasi langka pada gen ubiquitin tetapi juga pesakit autisme lain. "

Asalnya diterbitkan di sanvada.com pada 2 November 2017.