Фото: © flickr / enshahdi
Наличие
мутации в гене DYT1 не только вызывает сильные спазмы мышц, но и
учащает случаи, когда человек идёт на неоправданный риск.
Израильские и американские учёные связали мутацию в гене DYT1 с изменениями поведения человека. Люди с мутантным DYT1 чаще рискуют, выполняя задания, успех которых можно вычислить с некоторой вероятностью. Та же самая мутация DYT1 вызывает одну из форм дистрофии мышц, и, чем сильнее эта дистрофия выражена, тем больше пациенты склонны к риску.
Научная статья опубликована в журнале eLIFE.
Ген DYT1 кодирует белок торсин А (torsin A). Этот ген активен почти исключительно в чёрной субстанции — области среднего мозга, отвечающей за произвольные движения. Утрата трёх конкретных нуклеотидов (элементарных кирпичиков генетической информации) в DYT1 приводит к потере одной аминокислоты (глутамата) в торсине А. Это приводит к тому, что между нейронами, дающими команду выполнить движение, и нейронами, "уточняющими" это движение, образуются дефектные связи. Как результат, мышцы таких людей сокращаются не тогда, когда нужно, или не с такой силой, которая требуется. Это приводит к неточным и болезненным движениям сначала в одной конечности, а потом, через несколько лет, и во всех остальных частях тела. Мутация DYT1 передаётся по наследству и проявляется у всех потомков больного.
На срезах мозга людей, при жизни страдавших торсионной дистонией, не выявляют следов дегенерации нейронов или воспаления нервной ткани. У больных не наблюдается снижения интеллекта. Тем не менее исследования трансгенных мышей, которым искусственно изменили строение гена DYT1, показывают, что некоторые отличия на уровне клеток всё же есть. Нейроны грызунов с мутантным DYT1 демонстрируют аномально сильную долговременную потенциацию и очень слабую долговременную депрессию. Это означает, что пластичность связей нервных клеток друг с другом у таких мышей нарушена.
Долговременная потенциация и долговременная депрессия характерны не только для клеток, контролирующих произвольные движения. Эти механизмы синаптической пластичности обеспечивают организму способность обучаться. Поэтому исследователи решили проверить, будет ли обучение у больных торсионной дистонией отличаться от обучения здоровых людей. Для этого использовали когнитивные задачи, в которых размер выигрыша зависит от выбранного символа. Испытуемому на экране показывали пару символов, из которых надо было выбрать один для получения соответствующей награды. Всего было 4 типа символов. Один означал "вознаграждение" в 0 центов, другой — в 5 центов, третий — в 10 центов. Четвёртый символ имел двоякое значение: его выбор мог дать испытуемому либо выигрыш в 10 центов, либо не дать ничего (0 центов).
Сначала испытуемые не знали, какой символ связан с конкретной величиной вознаграждения, но выясняли это в процессе эксперимента. Здоровые участники реже выбирали "рискованный" символ, понимая, что он может не принести награды. Больные с мутацией DYT1 как бы предполагали, что этот символ даст максимальный выигрыш, даже если в результате проигрывали. Они хорошо учились на победах, но не делали выводов из поражений. Особенно ярко это было выражено у больных с тяжёлой формой дистонии.
Важность новой работы состоит в том, что в ней удалось связать нарушения в работе нейронов (пластичность) с поведением человека. Это довольно сложно сделать на нынешнем уровне развития технологий.
источник
Научная статья опубликована в журнале eLIFE.
Ген DYT1 кодирует белок торсин А (torsin A). Этот ген активен почти исключительно в чёрной субстанции — области среднего мозга, отвечающей за произвольные движения. Утрата трёх конкретных нуклеотидов (элементарных кирпичиков генетической информации) в DYT1 приводит к потере одной аминокислоты (глутамата) в торсине А. Это приводит к тому, что между нейронами, дающими команду выполнить движение, и нейронами, "уточняющими" это движение, образуются дефектные связи. Как результат, мышцы таких людей сокращаются не тогда, когда нужно, или не с такой силой, которая требуется. Это приводит к неточным и болезненным движениям сначала в одной конечности, а потом, через несколько лет, и во всех остальных частях тела. Мутация DYT1 передаётся по наследству и проявляется у всех потомков больного.
На срезах мозга людей, при жизни страдавших торсионной дистонией, не выявляют следов дегенерации нейронов или воспаления нервной ткани. У больных не наблюдается снижения интеллекта. Тем не менее исследования трансгенных мышей, которым искусственно изменили строение гена DYT1, показывают, что некоторые отличия на уровне клеток всё же есть. Нейроны грызунов с мутантным DYT1 демонстрируют аномально сильную долговременную потенциацию и очень слабую долговременную депрессию. Это означает, что пластичность связей нервных клеток друг с другом у таких мышей нарушена.
Долговременная потенциация и долговременная депрессия характерны не только для клеток, контролирующих произвольные движения. Эти механизмы синаптической пластичности обеспечивают организму способность обучаться. Поэтому исследователи решили проверить, будет ли обучение у больных торсионной дистонией отличаться от обучения здоровых людей. Для этого использовали когнитивные задачи, в которых размер выигрыша зависит от выбранного символа. Испытуемому на экране показывали пару символов, из которых надо было выбрать один для получения соответствующей награды. Всего было 4 типа символов. Один означал "вознаграждение" в 0 центов, другой — в 5 центов, третий — в 10 центов. Четвёртый символ имел двоякое значение: его выбор мог дать испытуемому либо выигрыш в 10 центов, либо не дать ничего (0 центов).
Сначала испытуемые не знали, какой символ связан с конкретной величиной вознаграждения, но выясняли это в процессе эксперимента. Здоровые участники реже выбирали "рискованный" символ, понимая, что он может не принести награды. Больные с мутацией DYT1 как бы предполагали, что этот символ даст максимальный выигрыш, даже если в результате проигрывали. Они хорошо учились на победах, но не делали выводов из поражений. Особенно ярко это было выражено у больных с тяжёлой формой дистонии.
Важность новой работы состоит в том, что в ней удалось связать нарушения в работе нейронов (пластичность) с поведением человека. Это довольно сложно сделать на нынешнем уровне развития технологий.
источник
