Οι επιστήμονες ανακάλυψαν έναν μηχανισμό που καθοδηγεί την εξαίσια καλωδίωση των νευρικών κυκλωμάτων σε έναν αναπτυσσόμενο εγκέφαλο αποκτώντας πρωτοφανή εικόνα για τα ελαττωματικά κυκλώματα που μπορεί να οδηγήσουν σε εγκεφαλικές διαταραχές που κυμαίνονται από τον αυτισμό έως τη νοητική υστέρηση. Οι ερευνητές στο Ιατρικό Κολλέγιο Weill Cornell εξήγησαν ότι η ελαττωματική καλωδίωση εμφανίζεται όταν τα μόρια RNA που είναι ενσωματωμένα σε έναν αναπτυσσόμενο άξονα δεν αποικοδομούνται αφού δώσουν οδηγίες που βοηθούν στην καθοδήγηση του νευρικού κυττάρου. Έτσι, για παράδειγμα, το σήμα που λέει στον άξονα να στρίψει, το οποίο θα πρέπει να εξαφανιστεί μετά την πραγματοποίηση της στροφής, παραμένει ενεργό, παρεμποδίζοντας νέα σήματα που προορίζονται να οδηγήσουν τον άξονα σε άλλες κατευθύνσεις. Οι επιστήμονες είπαν ότι μπορεί να υπάρχει τρόπος να χρησιμοποιηθεί αυτή η νέα γνώση για να διορθώσει τα κυκλώματα.
«Η κατανόηση της βάσης της εσφαλμένης καλωδίωσης του εγκεφάλου μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να βρουν νέες θεραπείες και στρατηγικές για τη διόρθωση του προβλήματος», δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης, Δρ Samie Jaffrey, καθηγητής στο Τμήμα Φαρμακολογίας. «Ο εγκέφαλος είναι αρκετά «πλαστικός» και ευμετάβλητος στους πολύ νέους και αν γνωρίζουμε γιατί τα κυκλώματα είναι λανθασμένα καλωδιωμένα, μπορεί να είναι δυνατό να διορθωθούν αυτά τα μονοπάτια, επιτρέποντας στον εγκέφαλο να δημιουργήσει νέα, λειτουργική καλωδίωση», είπε. Οι διαταραχές που σχετίζονται με ελαττωματικά νευρωνικά κυκλώματα περιλαμβάνουν μεταξύ άλλων επιληψία, αυτισμό, σχιζοφρένεια, νοητική υστέρηση και διαταραχές σπαστικότητας και κίνησης. Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές ερεύνησαν νευρώνες που ταξιδεύουν στον νωτιαίο μυελό στον εγκέφαλο. «Είναι πολύ σημαντικό οι άξονες να είναι τοποθετημένοι με ακρίβεια στο νωτιαίο μυελό».
Η ομάδα διαπίστωσε ότι τα μόρια RNA που είναι ενσωματωμένα στον κώνο ανάπτυξης είναι υπεύθυνα για την εντολή στον άξονα να κινείται αριστερά ή δεξιά, πάνω ή κάτω. Αυτά τα RNA μεταφράζονται σε κώνους ανάπτυξης για να παράγουν πρωτεΐνες που μοιάζουν με κεραία που κατευθύνουν τον άξονα σαν αυτοκατευθυνόμενο βλήμα. Καθώς δημιουργείται ένα κύκλωμα, τα RNA στους κώνους ανάπτυξης του νευρώνα είναι ως επί το πλείστον αθόρυβα. Βρήκαμε ότι συγκεκριμένα RNA διαβάζονται μόνο σε ακριβή στάδια προκειμένου να παραχθεί η σωστή πρωτεΐνη που απαιτείται για να κατευθύνει τον άξονα την κατάλληλη στιγμή. Μετά την παραγωγή της πρωτεΐνης, είδαμε ότι η οδηγία του RNA υποβαθμίζεται και εξαφανίζεται», είπε. «Εάν αυτά τα RNA δεν εξαφανιστούν όταν θα έπρεπε, ο άξονας δεν τοποθετείται σωστά — μπορεί να πάει δεξιά αντί για αριστερά — και η καλωδίωση θα είναι λανθασμένη και το κύκλωμα μπορεί να είναι ελαττωματικό», εξήγησε ο Δρ Jaffrey.
Το εύρημα της έρευνας απαντά σε ένα μακροχρόνιο παζλ στην αναζήτηση της κατανόησης της καλωδίωσης του εγκεφάλου, πρόσθεσε ο Δρ Dilek Colak, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο εργαστήριο του Dr. Jaffrey.