Spectrum: Теория сигнального дисбаланса

Одна из популярных теорий происхождения аутизма предполагает, что он возникает вследствие повышенной возбудимости мозга.

Мозг аутиста может быть гиперактивным из-за "сигнального дисбаланса": слишком сильного возбуждения или недостаточного торможения. Эта идея также способна объяснить, почему столь многие аутичные люди имеют судороги или эпилепсию — они являются результатом гипервозбуждения.

За последние годы данная гипотеза получила широкое распространение. Здесь мы объясняем, чем она привлекательна, и добавляем немного скептицизма.

Что такое сбалансированная мозговая сигнализация?

Около 80 % нейронов коры головного мозга, которая покрывает его поверхность, передают возбуждающие сигналы — главным образом, путём высвобождения нейротрансмиттера глутамата. Остальные 20 %, известные как интернейроны, участвуют в торможении. Они действуют через гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК).

Правильный баланс этих двух типов сигналов позволяет клеткам мозга быть активными в одних обстоятельствах и приглушёнными в других. Это лежит в основе способности мозга воспринимать сенсорную информацию, учиться, запоминать и управлять поведением.

Почему учёные подозревают сигнальный дисбаланс при аутизме?

Многие аутисты страдают эпилепсией, которая является результатом чрезмерного возбуждения мозга. Записи активности мозга во время сна показывают, что у большого числа людей с аутизмом происходят необычно частые всплески мозговой активности.

Несколько мышиных моделей аутизма или связанных с ним состояний также указывают на сигнальный дисбаланс. У части мышей оказывается слишком мало тормозных нейронов. Некоторые дети с аутизмом, похоже, имеют низкий уровень ГАМК; посмертные исследования мозга также указывают на нехватку родственных ГАМК молекул в мозге аутичных людей, что предполагает ухудшение ГАМК-сигнализации.

Имеются и некоторые генетические данные в поддержку этой теории. Многие имеющие отношение к аутизму гены, такие как SHANK3 и NLGN1, участвуют в процессах возбуждения, а некоторые — в процессах торможения.

Как сигнальный дисбаланс может привести к аутизму?

Слишком высокая активность в моторных контурах мозга может провоцировать повторяющееся поведение и моторные проблемы у аутичных людей; в контурах, которые обрабатывают сенсорную информацию, слишком высокая активность способна вызвать гиперчувствительность к звукам, прикосновениям и другим стимулам.

Сигнальный дисбаланс также может лежать в основе социальных проблем, однако связь здесь менее явная. Считается, что тормозные сигналы настраивают нейроны реагировать только на определённые стимулы; отсутствие торможения способно вызвать у детей затруднения в обучении интерпретации социальных сигналов.

Все ли эксперты разделяют данную теорию?

Нет, некоторые явно скептически настроены и утверждают, что доказательства в поддержку этой теории разрозненны, а соответствующие исследования трудно сравнимы между собой. Другие отмечают: нет единого мнения о том, что такое правильный сигнальный баланс, а тем более о том, как он выглядит, когда он не в порядке. Правильный баланс сигналов способен варьироваться от одного человека к другому, он также может зависеть от возраста и от изучаемой области мозга.

Имеются свидетельства, идущие вразрез с теорией. Например, некоторые исследования намекают на слишком высокое торможение при аутизме: одно исследование обнаружило необычно большое количество тормозных нейронов в посмертном исследовании мозга аутичных людей, а другое сообщило о необычно высокой доле ГАМК-нейронов среди клеток, полученных от аутичных мальчиков.

Однако некоторые эксперты утверждают, что слишком сильное торможение может быть просто ещё одной проблемой, или же подобное торможение отражает компенсацию избыточного возбуждения.

В январе (статья опубликована 1 мая 2019 года — примечание переводчика) исследователи сообщили о сигнальном дисбалансе в четырёх разработанных на мышах моделях аутизма, однако упомянули, что дисбаланс не приводит к гиперактивации нейронов или нейронных контуров. Либо мозг компенсирует дисбаланс, либо дисбаланс сам по себе является лишь ответом на другие проблемы; в любом случае, он не вызовет аутизм.

Как данная теория может способствовать лечению аутизма?

Людям с аутизмом или родственными ему состояниями могут оказаться полезными лекарства, которые подавляют возбуждение или форсируют торможение. Например, экспериментальное лекарство Арбаклофен усиливает торможение; оно проходит испытание как препарат для лечения РАС. Проведённое в прошлом году исследование показало, что родственный ему препарат Рилузол повышает уровень ГАМК в мозге взрослых мужчин с аутизмом.

Также исследователи проводят проверку данной теории, манипулируя сигнальной активностью в опытах на мышах и культивируемых нейронах. Они используют редактирование генов с целью уменьшить экспрессию определённых генов в подгруппах нейронов и пытаются восстановить баланс клеток мозга.

Представленный выше материал — перевод текста "The signaling imbalance theory of autism, explained".